Física · Andalucía 2018

Analice las siguientes proposiciones, razonando si son verdaderas o falsas: (i) sólo las fuerzas conservativas realizan trabajo; (ii) si sobre una partícula únicamente actúan fuerzas conservativas la energía cinética de la partícula no varía.

En la superficie de un planeta de $2000\,\text{km}$ de radio, la aceleración de la gravedad es de $3\,\text{m s}^{-2}$. Calcule: (i) La masa del planeta; (ii) la velocidad de escape de un cuerpo desde la superficie.

Dibuje las líneas de campo gravitatorio de dos masas puntuales de igual valor y separadas una cierta distancia. ¿Existe algún punto donde la intensidad de campo gravitatorio se anula? ¿Y el potencial gravitatorio? Razone sus respuestas.

Dos masas iguales de $50\,\text{kg}$ se sitúan en los puntos $A(0,0)\,\text{m}$ y $B(6,0)\,\text{m}$. Calcule: (i) El valor de la intensidad del campo gravitatorio en el punto $P(3,3)\,\text{m}$; (ii) si situamos una tercera masa de $2\,\text{kg}$ en el punto $P$, determine el valor de la fuerza gravitatoria que actúa sobre ella.

Razone si cuando se sitúa una espira circular de radio fijo, en reposo, en el seno de un campo magnético variable con el tiempo siempre se induce una fuerza electromotriz.

El flujo de un campo magnético que atraviesa cada espira de una bobina de 50 vueltas viene dado por la expresión: $\Phi(t) = 2 \cdot 10^{-2} + 25 \cdot 10^{-3} t^2$ (SI). Deduzca la expresión de la fuerza electromotriz inducida en la bobina y calcule su valor para $t = 10\,\text{s}$, así como la intensidad de corriente inducida en la bobina, si ésta tiene una resistencia de $5\,\Omega$.

Un protón y una partícula alfa se mueven en el seno de un campo magnético uniforme describiendo trayectorias circulares idénticas. ¿Qué relación existe entre sus velocidades, sabiendo que $m_{\alpha} = 4 m_p$ y $q_{\alpha} = 2 q_p$?

Un electrón se mueve con una velocidad de $2 \cdot 10^3\,\text{m s}^{-1}$ en el seno de un campo magnético uniforme de módulo $B = 0{,}25\,\text{T}$. Calcule la fuerza que ejerce dicho campo sobre el electrón cuando las direcciones del campo y de la velocidad del electrón son paralelas, y cuando son perpendiculares. Determine la aceleración que experimenta el electrón en ambos casos.

Señale las diferencias entre lentes convergentes y divergentes, así como al menos un uso de cada una de ellas.

Desde el aire se observa un objeto luminoso que está situado a $1\,\text{m}$ debajo del agua. (i) Si desde dicho objeto sale un rayo de luz que llega a la superficie formando un ángulo de $15^\circ$ con la normal, ¿cuál es el ángulo de refracción en el aire?; (ii) calcule la profundidad aparente a la que se encuentra el objeto.

¿Es lo mismo velocidad de vibración que velocidad de propagación de una onda? Justifique su respuesta en base a sus expresiones matemáticas correspondientes.

Dada la onda de ecuación: $$y(x, t) = 4 \sen(10\pi t - 0{,}1\pi x) \text{ (SI)}$$ Determine razonadamente: (i) La velocidad y el sentido de propagación de la onda; (ii) el instante en el que un punto que dista $5\,\text{cm}$ del origen alcanza su velocidad de máxima vibración.

Complete, razonadamente, las reacciones nucleares siguientes especificando el tipo de nucleón o átomo representado por la letra X y el tipo de emisión radiactiva de que se trata: $$\ce{^{210}_{83}Bi -> ^{206}_{81}Tl + X}$$ $$\ce{^{24}_{11}Na -> X + \beta}$$ $$\ce{X -> ^{234}_{91}Pa + \beta}$$

Determine razonadamente la cantidad de $\ce{^3_1H}$ que quedará, tras una desintegración beta, de una muestra inicial de $0{,}1\,\text{g}$ al cabo de 3 años sabiendo que el periodo de semidesintegración del $\ce{^3_1H}$ es $12{,}3$ años, así como la actividad de la muestra al cabo de 3 años.

Se ilumina la superficie de un metal con dos fuentes de luz distintas observándose lo siguiente: con la primera de frecuencia $\nu_1$ e intensidad $I_1$ no se produce efecto fotoeléctrico mientras que si la iluminamos con la segunda de frecuencia $\nu_2$ e intensidad $I_2$ se emiten electrones. (i) ¿Qué ocurre si se duplica la intensidad de la fuente 1?; (ii) ¿y si se duplica la intensidad de la luz de la fuente 2?; (iii) ¿y si se incrementa la frecuencia de la fuente 2? Razone sus respuestas.

Para poder determinar la constante de Planck de forma experimental se ilumina una superficie de cobre con una luz de $1{,}2 \cdot 10^{15}\,\text{Hz}$ observándose que los electrones se emiten con una velocidad de $3{,}164 \cdot 10^5\,\text{m s}^{-1}$. A continuación se ilumina la misma superficie con otra luz de $1{,}4 \cdot 10^{15}\,\text{Hz}$ y se observa que los electrones se emiten con una velocidad de $6{,}255 \cdot 10^5\,\text{m s}^{-1}$. Determine el valor de la constante de Planck y la función trabajo del cobre.