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la cuevadel empollón
FísicaAragónPAU 2022Extraordinaria

Física · Aragón 2022

8 ejercicios

Instrucciones

Elige cuatro de las ocho preguntas propuestas. En cada pregunta se señala la puntuación máxima.

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Una partícula de masa m=5 gm = 5\,\text{g} oscila armónicamente a lo largo del eje OX en la forma x(t)=Asen⁡(ωt)x(t) = A \sen(\omega t) con una amplitud de 10 cm10\,\text{cm} y un periodo de oscilación T=0,4 sT = 0{,}4\,\text{s}.
a
Determina la velocidad de la partícula en función del tiempo y represéntala gráficamente1 pt
b
Calcula las energías cinética y potencial en el punto x=5 cmx = 5\,\text{cm}. Calcula la energía mecánica de dicha partícula.1,5 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • Intensidad umbral del oído humano I0=10−12 W/m2I_0 = 10^{-12}\,\text{W/m}^2
a
Se desea construir una flauta de forma que cuando estén tapados todos los agujeros emita como armónico fundamental la nota musical Do de 522 Hz522\,\text{Hz}. Si la flauta se comporta como un tubo sonoro de extremos abiertos, determina la longitud de la misma y representa gráficamente dentro de la flauta, la onda que se genera. Toma como velocidad de propagación del sonido en el aire v=340 m/sv = 340\,\text{m/s}.1,25 pts
b
Para dicha frecuencia, la sonoridad de la flauta es de 20 dB20\,\text{dB} a una distancia d=15 md = 15\,\text{m}. Suponiendo que la flauta se comporta como un foco emisor puntual, determina la máxima distancia a la que se escuchará dicho sonido.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67×10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \times 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Enuncia y explica la ley de gravitación universal.1 pt
b
La luna es aproximadamente esférica, con radio R=1,74×106 mR = 1{,}74 \times 10^6\,\text{m} y masa M=7,35×1022 kgM = 7{,}35 \times 10^{22}\,\text{kg}. Calcula la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna.0,75 pts
c
Si se deja caer una piedra desde una altura de 1 m1\,\text{m} sobre la superficie lunar, ¿cuál será su velocidad al chocar con la superficie?0,75 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67×10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \times 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • masa de Fobos MF=1,1×1016 kgM_F = 1{,}1 \times 10^{16}\,\text{kg}
  • masa de Deimos MD=2,4×1015 kgM_D = 2{,}4 \times 10^{15}\,\text{kg}
a
Enuncia y explica brevemente las leyes de Kepler.1 pt
b
Fobos es un satélite de Marte que gira en una órbita circular de 9380 km9380\,\text{km} de radio respecto al centro del planeta, y un periodo de revolución de 7,65 horas7{,}65\,\text{horas}. Determina la masa de Marte.0,75 pts
c
Otro satélite de Marte, Deimos, gira en una órbita de 23460 km23460\,\text{km} de radio. Determina el periodo de revolución del satélite Deimos.0,75 pts
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Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Datos
  • Constante de Coulomb K=9×109 N m2 C−2K = 9 \times 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
¿Qué energía potencial eléctrica tiene una partícula de carga q2q_2 situada a una distancia rr de otra carga q1q_1? Explica el concepto de energía potencial eléctrica.1 pt
b
Una partícula de carga q1=0,1 μCq_1 = 0{,}1\,\mu\text{C} está fija en el vacío. Se sitúa una segunda partícula de carga q2=0,5 μCq_2 = 0{,}5\,\mu\text{C} y masa m=0,1 gm = 0{,}1\,\text{g} a una distancia r=10 cmr = 10\,\text{cm} de la primera. Si se suelta q2q_2 con velocidad inicial nula, se moverá alejándose de q1q_1. ¿Por qué? Calcula su velocidad cuando pasa por un punto a una distancia 3r3r de q1q_1.1,5 pts
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Ejercicio 6

6
2,5 puntos
a
Escribe la expresión de la Fuerza de Lorentz que actúa sobre una partícula de carga qq que se mueve con velocidad en una región donde hay un campo magnético. Explica las características de esta fuerza.1 pt
b
Una partícula de carga q=1,6⋅10−19 Cq = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C} se mueve en un campo magnético uniforme de valor B=0,2 TB = 0{,}2\,\text{T}, describiendo una circunferencia con período 3,2×10−7 s3{,}2 \times 10^{-7}\,\text{s} y velocidad de 3,8×106 m/s3{,}8 \times 10^6\,\text{m/s} en un plano perpendicular a la dirección del campo magnético. Calcula el radio de la circunferencia descrita.0,75 pts
c
Calcula la masa de la partícula.0,75 pts
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Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Datos
  • Carga del protón qp=1,6×10−19 Cq_p = 1{,}6 \times 10^{-19}\,\text{C}
  • masa del protón mp=1,67×10−27 kgm_p = 1{,}67 \times 10^{-27}\,\text{kg}
  • constante de Planck h=6,63×10−34 J sh = 6{,}63 \times 10^{-34}\,\text{J s}
a
Dualidad onda-corpúsculo. Hipotésis de De Broglie.1 pt
b
En una zona del espacio sometida a un campo electrostático constante se coloca un protón que parte del reposo es acelerado por una diferencia de potencial de 10 V10\,\text{V}. Calcula la energía cinética que adquiere el protón expresada en julios y en eV y su velocidad en m/s.0,75 pts
c
La longitud de onda de De Broglie asociada al protón moviéndose con la velocidad anterior.0,75 pts
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Ejercicio 8

8
2,5 puntos
a
Explica cuál debe ser la posición de un objeto respecto a una lente delgada convergente para obtener una imagen virtual y derecha. Justifícalo gráficamente mediante un trazado de rayos.1 pt
b
Un objeto de 1 cm1\,\text{cm} de altura se sitúa a 8 cm8\,\text{cm} delante de una lente convergente de 10 cm10\,\text{cm} de distancia focal. Determina la posición, tamaño y tipo (real o virtual) de la imagen formada.1,5 pts
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