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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2018Extraordinaria

Física · Asturias 2018

8 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
Un satélite gira en órbita circular alrededor de la Tierra a 30000 km30000\,\text{km} de distancia de su centro. Si hubiese otro satélite girando también en órbita circular, con la mitad de la velocidad que el anterior pero alrededor de Plutón:
Datos
  • La masa de Plutón es aproximadamente el 2%2\% de la masa de la Tierra
a
¿A qué distancia del centro de Plutón estaría situado?0,75 pts
b
¿Cuál sería la relación entre los periodos de ambos satélites?0,75 pts
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
Un satélite artificial de comunicaciones, de 500 kg500\,\text{kg} de masa, describe una órbita circular de 9000 km9000\,\text{km} de radio en torno a la Tierra.
Datos
  • Radio de la Tierra =6380 km= 6380\,\text{km}
  • g0=9,8 m/s2g_0 = 9{,}8\,\text{m/s}^2
a
Calcule su energía en esa órbita.0,5 pts
b
En un momento dado, se decide variar el radio de su órbita, para lo cual enciende uno de los cohetes propulsores del satélite, comunicándole un impulso tangente a su trayectoria antigua. Si el radio de la nueva órbita descrita por el satélite, en torno a la Tierra, es de 13000 km13000\,\text{km}, calcule el trabajo de los motores en el proceso.0,5 pts
c
Determine el periodo de la nueva órbita.0,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
3 puntos
Responda a las siguientes cuestiones:
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
  • k=9⋅109 N m2 C−2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
¿Con qué fuerza se atraen dos conductores paralelos de 1 metro1\,\text{metro} de longitud por los que circulan corrientes de intensidad 22 y 5 A5\,\text{A} si la distancia entre ellos es de 5 cm5\,\text{cm}? Razone el sentido de las corrientes.1,5 pts
b
Dos cargas eléctricas distantes 9 cm9\,\text{cm}, una 3q3q y la otra −q-q, se atraen con una fuerza de 5 N5\,\text{N}. Calcule el valor de sus cargas e indique el valor del potencial en el centro del segmento que las une.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
3 puntos
Una carga eléctrica 5⋅10−9 C5 \cdot 10^{-9}\,\text{C} se mueve horizontalmente y perpendicular a un campo magnético de −5⋅10−3j⃗ T-5 \cdot 10^{-3} \vec{j}\,\text{T} con velocidad de 5⋅106i⃗ m/s5 \cdot 10^6 \vec{i}\,\text{m/s}.
a
Calcule la trayectoria que tendría si su masa es 5 ng5\,\text{ng}.1,5 pts
b
¿Qué campo eléctrico debería actuar, en qué dirección y con qué sentido para que la carga siguiera con trayectoria rectilínea?1,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
3 puntos
Una onda transversal se propaga a lo largo de un hilo en el sentido positivo del eje OX. La distancia mínima entre dos puntos en fase es de 2 mm2\,\text{mm}. El foco emisor, situado en el extremo del hilo (x=0x=0), oscila con una amplitud de 3 mm3\,\text{mm} y una frecuencia de 25 Hz25\,\text{Hz}. Determine:
a
Velocidad de propagación de la onda.0,5 pts
b
Frecuencia angular o pulsación.0,5 pts
c
Número de onda.0,5 pts
d
Ecuación de la elongación en función de la posición y el tiempo, sabiendo que en el instante inicial y en el origen de la onda, dicha elongación es nula.0,5 pts
e
Represente gráficamente la elongación en el extremo del hilo en función del tiempo.0,5 pts
f
Velocidad máxima en un punto del hilo.0,5 pts
g
Aceleración máxima de un punto del hilo.0,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
4 puntos
Un haz de luz roja con frecuencia f=4,6⋅1014 Hzf = 4{,}6 \cdot 10^{14}\,\text{Hz} se mueve por el agua, donde el índice de refracción es n=1,3n=1{,}3, e incide sobre una superficie de separación agua-aire formando un ángulo de 45∘45^{\circ} con la normal a dicha superficie. Calcule:
Datos
  • Velocidad de la luz en aire, c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • índice de refracción del aire, naire=1n_{\text{aire}} = 1
a
La velocidad de propagación de la onda en el agua.1 pt
b
La longitud de onda en ambos medios (en el agua (0,50{,}5 puntos) y en el aire (0,250{,}25 puntos)).0,75 pts
c
Si las longitudes de onda calculadas proporcionan distintos valores, ¿Significa esto que al cambiar de medio la luz cambia de color? Justifique la respuesta.0,25 pts
d
El ángulo de refracción.1 pt
e
El ángulo límite.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Se dispone inicialmente de una muestra radiactiva que contiene 1 mol1\,\text{mol} de átomos de X224X22224Ra\ce{^{224}Ra}, cuyo período de semidesintegración es de 3,64 dıˊas3{,}64\,\text{días}. Calcule:
Datos
  • Número de Avogadro =6,022⋅1023= 6{,}022 \cdot 10^{23}
a
la constante de desintegración radiactiva del X224X22224Ra\ce{^{224}Ra} y la actividad inicial de la muestra en Bq.1 pt
b
el número de átomos de X224X22224Ra\ce{^{224}Ra} en la muestra al cabo de 30 dıˊas30\,\text{días}.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
La energía mínima necesaria para extraer un electrón del sodio es de 2,3 eV2{,}3\,\text{eV}.
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • qe=1,6⋅10−19 Cq_e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
Explique si se producirá el efecto fotoeléctrico cuando se ilumina una lámina de sodio con luz roja de longitud de onda 680 nm680\,\text{nm} y con luz azul de longitud de onda 360 nm360\,\text{nm}.1 pt
b
Indique el valor de la energía cinética máxima de los electrones extraídos.0,5 pts
c
Calcule el valor del potencial de frenado de los mismos.0,5 pts
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