Física · Aragón 2022

Determina la velocidad de la partícula en función del tiempo y represéntala gráficamente

Calcula las energías cinética y potencial en el punto $x = 5\,\text{cm}$. Calcula la energía mecánica de dicha partícula.

Se desea construir una flauta de forma que cuando estén tapados todos los agujeros emita como armónico fundamental la nota musical Do de $522\,\text{Hz}$. 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 $v = 340\,\text{m/s}$.

Para dicha frecuencia, la sonoridad de la flauta es de $20\,\text{dB}$ a una distancia $d = 15\,\text{m}$. Suponiendo que la flauta se comporta como un foco emisor puntual, determina la máxima distancia a la que se escuchará dicho sonido.

Enuncia y explica la ley de gravitación universal.

La luna es aproximadamente esférica, con radio $R = 1{,}74 \times 10^6\,\text{m}$ y masa $M = 7{,}35 \times 10^{22}\,\text{kg}$. Calcula la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna.

Si se deja caer una piedra desde una altura de $1\,\text{m}$ sobre la superficie lunar, ¿cuál será su velocidad al chocar con la superficie?

Enuncia y explica brevemente las leyes de Kepler.

Fobos es un satélite de Marte que gira en una órbita circular de $9380\,\text{km}$ de radio respecto al centro del planeta, y un periodo de revolución de $7{,}65\,\text{horas}$. Determina la masa de Marte.

Otro satélite de Marte, Deimos, gira en una órbita de $23460\,\text{km}$ de radio. Determina el periodo de revolución del satélite Deimos.

¿Qué energía potencial eléctrica tiene una partícula de carga $q_2$ situada a una distancia $r$ de otra carga $q_1$? Explica el concepto de energía potencial eléctrica.

Una partícula de carga $q_1 = 0{,}1\,\mu\text{C}$ está fija en el vacío. Se sitúa una segunda partícula de carga $q_2 = 0{,}5\,\mu\text{C}$ y masa $m = 0{,}1\,\text{g}$ a una distancia $r = 10\,\text{cm}$ de la primera. Si se suelta $q_2$ con velocidad inicial nula, se moverá alejándose de $q_1$. ¿Por qué? Calcula su velocidad cuando pasa por un punto a una distancia $3r$ de $q_1$.

Escribe la expresión de la Fuerza de Lorentz que actúa sobre una partícula de carga $q$ que se mueve con velocidad en una región donde hay un campo magnético. Explica las características de esta fuerza.

Una partícula de carga $q = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}$ se mueve en un campo magnético uniforme de valor $B = 0{,}2\,\text{T}$, describiendo una circunferencia con período $3{,}2 \times 10^{-7}\,\text{s}$ y velocidad de $3{,}8 \times 10^6\,\text{m/s}$ en un plano perpendicular a la dirección del campo magnético. Calcula el radio de la circunferencia descrita.

Calcula la masa de la partícula.

Dualidad onda-corpúsculo. Hipotésis de De Broglie.

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 $10\,\text{V}$. Calcula la energía cinética que adquiere el protón expresada en julios y en eV y su velocidad en m/s.

La longitud de onda de De Broglie asociada al protón moviéndose con la velocidad anterior.

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.

Un objeto de $1\,\text{cm}$ de altura se sitúa a $8\,\text{cm}$ delante de una lente convergente de $10\,\text{cm}$ de distancia focal. Determina la posición, tamaño y tipo (real o virtual) de la imagen formada.