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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2011Extraordinaria

Física · Castilla y León 2011

10 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

  • g0=9,80 m s−2g_0 = 9{,}80\,\text{m s}^{-2}
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • K0=1/(4πϵ0)=9,00⋅109 N m2 C−2K_0 = 1/(4 \pi \epsilon_0) = 9{,}00 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4 \pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
  • e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • c0=3,00⋅108 m s−1c_0 = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • 1 u=1,66⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • 1 eV=1,60⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{J}

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
La distancia media de la Tierra al Sol es 1,495⋅108 km1{,}495 \cdot 10^8\,\text{km} y la Tierra tarda 365,24365{,}24 días en dar una vuelta a su alrededor. Mercurio tiene un periodo de 8888 días en su giro alrededor del Sol. Suponiendo órbitas circulares, determine:
a)1 pts
la distancia media entre Mercurio y el Sol;
b)1 pts
la velocidad orbital media de Mercurio.
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
a)1 pts
Dibuje un esquema de las líneas de campo y las superficies equipotenciales asociadas al campo gravitatorio creado por la Tierra.
b)1 pts
¿Qué relación existe entre el potencial gravitatorio y la energía potencial gravitatoria? ¿Qué relación existe entre el campo y el potencial gravitatorio?
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
En el caso de un movimiento armónico simple,
a)1 pts
cuando la elongación es la mitad de la amplitud, ¿qué fracción de la energía total corresponde a la energía potencial?
b)1 pts
¿Para qué elongación se igualan las energías potencial y cinética?
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
Una partícula realiza un movimiento armónico simple a lo largo de un segmento recto ABAB de 20 cm20\,\text{cm} de longitud, con un periodo de 4 s4\,\text{s}. Si en el instante inicial (t=0 st = 0\,\text{s}) se encuentra en el extremo AA, determine:
Segmento AB con punto central O que representa la trayectoria de un movimiento armónico simple.
Segmento AB con punto central O que representa la trayectoria de un movimiento armónico simple.
a)1 pts
la ecuación del movimiento;
b)1 pts
la velocidad y aceleración al pasar por el punto medio entre AA y la posición de equilibrio OO.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
a)1 pts
Explique las leyes de la reflexión de la luz y utilícelas para averiguar cómo cambia la dirección del rayo reflejado si, dejando quieta la fuente luminosa, giramos un ángulo α\alpha el espejo de la figura.
Diagrama de reflexión de un rayo de luz en un espejo plano que gira un ángulo alfa.
Diagrama de reflexión de un rayo de luz en un espejo plano que gira un ángulo alfa.
b)1 pts
Explique las características de las imágenes formadas por un espejo plano. Si un gato se acerca a un espejo a una velocidad de 0,4 m s−10{,}4\,\text{m s}^{-1}, ¿a qué velocidad se mueve su imagen?
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Situando una moneda a 10 cm10\,\text{cm} de un espejo cóncavo, se obtiene una imagen real, invertida y del mismo tamaño que la moneda empleada como objeto.
a)1 pts
Explique la formación de la imagen anterior mediante la marcha de rayos.
b)1 pts
Construya y explique las características de la imagen formada cuando situamos la moneda a la mitad de la distancia focal.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
En los vértices de un cuadrado de 1 m1\,\text{m} de lado hay cargas puntuales de 1 nC1\,\text{nC}. Calcule la intensidad del campo eléctrico en el centro del cuadrado,
a)1 pts
si dos cargas consecutivas son positivas y las otras negativas;
b)1 pts
si las cargas positivas y negativas están dispuestas alternativamente.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
a)0,8 pts
Indique si la siguiente afirmación es cierta o falsa: La fuerza ejercida por un campo magnético sobre una partícula cargada en movimiento no cambia el módulo de su velocidad. Justifique su respuesta.
b)1,2 pts
Un electrón se mueve con una velocidad 2⋅106 m s−12 \cdot 10^6\,\text{m s}^{-1} en el seno de un campo magnético uniforme de magnitud B=1,4 TB = 1{,}4\,\text{T}. La fuerza ejercida por el campo magnético sobre el electrón es 2⋅10−13 N2 \cdot 10^{-13}\,\text{N}. Calcule la componente de la velocidad del electrón en la dirección del campo.
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
La estrella más cercana a la Tierra dista 44 años-luz y puede observarse con un telescopio.
a)1 pts
Si en la estrella citada se produce una explosión, ¿se daría cuenta de ello inmediatamente el observador terrestre que mirase a través del telescopio? Explique su respuesta.
b)1 pts
¿Cuántos kilómetros recorre la luz procedente de la estrella antes de llegar al telescopio?
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Considere los metales litio, berilio y mercurio, cuyas energías de extracción fotoeléctrica son 2,32{,}3, 3,93{,}9 y 4,5 eV4{,}5\,\text{eV}, respectivamente. Si se iluminan con luz de longitud de onda λ=300 nm\lambda = 300\,\text{nm},
a)1 pts
¿qué metales presentan efecto fotoeléctrico cuando dicha radiación incide sobre ellos?
b)1 pts
Calcule la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos en cada caso.
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