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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2014Ordinaria

Física · Cantabria 2014

10 ejercicios

Datos generales del examen

  • c=3108m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • me=9,11031kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • G=6,71011N m2kg2G = 6{,}7 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • mp+=1,71027kgm_{p^+} = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • k=9109N m2C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • qp+=1,61019Cq_{p^+} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,61034J sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • qe=1,61019Cq_{e^-} = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
Un cuerpo de masa 105kg10^5\,\text{kg} se encuentra fijado en el punto (110,0)(-110, 0) de un cierto sistema de referencia y otro cuerpo de masa 106kg10^6\,\text{kg} se encuentra fijado en el punto (110,0)(110, 0). Todas las distancias se dan en metros.
a)1 pts
Calcular y dibujar el vector campo gravitatorio producido por estas dos masas en el punto (0,0)(0, 0).
b)0,5 pts
Hallar el potencial gravitatorio debido a estas dos masas en el punto (0,0)(0, 0).
c)0,5 pts
Describir brevemente el principio de superposición.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
Un satélite artificial de masa 1000kg1000\,\text{kg} orbita circularmente a una altura de 600km600\,\text{km} sobre la superficie de un cierto planeta P (cuyos datos se proporcionan debajo).
a)1 pts
Hallar la velocidad del satélite.
b)1 pts
Hallar la energía cinética, la energía potencial gravitatoria y la energía total del satélite.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
Un sistema elástico, constituido por un cuerpo de masa 104g10^4\,\text{g} unido a un muelle (sin masa), realiza un movimiento armónico simple con un periodo de 0,90s0{,}90\,\text{s}. La energía total del sistema es de 250J250\,\text{J}.
a)1 pts
Hallar la constante elástica del muelle.
b)1 pts
Hallar la amplitud de la oscilación del cuerpo.

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2,5 puntos
Por una cuerda se propaga un movimiento ondulatorio caracterizado por la onda (en unidades del SI): y(x,t)=9sen[2π(t8x4)]y(x, t) = 9 \sen \left[ 2 \pi \left(\frac{t}{8} - \frac{x}{4}\right) \right]
a)1 pts
Hallar el periodo, la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de esta onda.
b)1 pts
Hallar la distancia a la que se encuentran, en un instante dado, dos puntos de esa cuerda que tienen una diferencia de fase entre ellos de 30π4\frac{30\pi}{4} radianes.
c)0,5 pts
Explicar brevemente la diferencia entre ondas viajeras y ondas estacionarias.

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Se dispone de una lente convergente delgada de distancia focal 50cm50\,\text{cm}. Calcúlese, dibujando previamente un trazado de rayos cualitativo:
a)1 pts
la posición y altura de la imagen formada por la lente si el objeto tiene una altura 10cm10\,\text{cm} y se encuentra situado delante de ella, a una distancia de 85cm85\,\text{cm}, y
b)0,5 pts
la naturaleza (real o virtual) de la imagen formada.
c)0,5 pts
Describir el defecto visual de la miopía y explicar cómo se corrige.

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Un cubo de diamante de índice de refracción 2,502{,}50 se encuentra sumergido en agua, que tiene un índice de refracción de 1,331{,}33. Un rayo incide sobre la cara lateral izquierda del cubo con un ángulo θi\theta_i tal que se tiene el fenómeno de la reflexión total para el rayo que llega a la cara superior del cubo de diamante, saliendo este rayo justamente horizontal a la cara superior del mismo. Ver figura adjunta.
Esquema de refracción y reflexión total en un cubo de diamante sumergido en agua, mostrando los ángulos theta_i, theta_r y theta_2.
Esquema de refracción y reflexión total en un cubo de diamante sumergido en agua, mostrando los ángulos theta_i, theta_r y theta_2.
a)1 pts
Hallar el ángulo límite de incidencia θ2\theta_2 de la luz sobre la cara interna superior del cubo de diamante.
b)1 pts
Obtener el ángulo de refracción θr\theta_r del haz de luz que penetra en el cubo por su cara lateral y el ángulo de incidencia θi\theta_i del haz de luz que incide en la cara lateral del cubo de vidrio.

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Una espira circular de sección 100cm2100\,\text{cm}^2 se encuentra situada en un campo magnético uniforme de módulo B=1,5TB = 1{,}5\,\text{T}, siendo el eje perpendicular a la espira, y que pasa por su centro, paralelo a las líneas del campo magnético.
a)1 pts
Si la espira gira alrededor de uno de sus diámetros, perpendicular a su eje, con una frecuencia de 25Hz25\,\text{Hz}, determínese la fuerza electromotriz inducida en la espira.
b)1 pts
Si la espira está inmóvil, con su sección perpendicular al campo, y el campo magnético disminuye de forma uniforme, hasta hacerse nulo, en 0,05s0{,}05\,\text{s}, determínese la fuerza electromotriz inducida en la espira en ese intervalo de tiempo.

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Una carga puntual de 40μC40\,\mu\text{C} se sitúa en el punto (0,0)(0, 0) de un sistema de referencia (todas las distancias en metros). Otra carga de 60μC60\,\mu\text{C} se fija en el punto (6,0)(6, 0).
a)1 pts
Dibujar y calcular el vector campo eléctrico creado por ese sistema de cargas en el punto (0,6)(0, 6).
b)0,5 pts
Hallar el potencial eléctrico en el punto (0,0)(0, 0).
c)0,5 pts
Describir brevemente la acción de un campo eléctrico sobre una carga eléctrica.

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
Una onda electromagnética de longitud de onda 7nm7\,\text{nm} incide sobre la superficie de un metal cuya función de trabajo es de 7,31eV7{,}31\,\text{eV}.
a)1 pts
Estimar si se van a emitir electrones del metal y, en su caso, hallar la velocidad máxima de los electrones emitidos.
b)1 pts
Si la longitud de onda de la onda que incide sobre el metal se divide por 3 ¿cuál es, en su caso, la nueva velocidad máxima de los electrones emitidos?

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Se tienen dos tipos de átomos radiactivos A y B cuyos periodos de semidesintegración son T1/2(A)=3000an˜osT_{1/2}^{(A)} = 3000\,\text{años} y T1/2(B)=6000an˜osT_{1/2}^{(B)} = 6000\,\text{años}, respectivamente. Cuando la roca se formó, su contenido inicial era el mismo N0=1016N_0 = 10^{16} núcleos de cada tipo de átomo.
a)1 pts
Calcular la actividad de cada tipo de átomo en el momento de formación de la roca.
b)1 pts
¿Cuál será el número de átomos de A y el número de átomos de B todavía existentes en la roca 12000an˜os12000\,\text{años} después de su formación?