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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2010OrdinariaVariante 1

Física · Asturias 2010

8 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2,5 puntos
Se producen ondas estacionarias transversales en una cuerda sujeta por ambos extremos con una velocidad de propagación 100 m/s100\,\text{m/s}. Determine:
Datos
  • velocidad de la luz en el vacío c=3,00⋅108 m/sc = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • carga del electrón e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • constante de Planck h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
a
la frecuencia del armónico fundamental si la longitud de la cuerda es de 60 cm60\,\text{cm}.
b
cuando se fija la cuerda a 40 cm40\,\text{cm} de un extremo, ¿qué dos frecuencias fundamentales son las que se generan?
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2,5 puntos
Se lanza un objeto verticalmente desde la superficie de la Luna con una velocidad de 1,2 km/s1{,}2\,\text{km/s}. ¿Se escapará de la gravedad lunar o no? Si lo hace, ¿con qué velocidad final lo hará? Si no lo hace, ¿a qué altura llegará?
Datos
  • constante de la gravitación universal G=6,67⋅10−11 N m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2/\text{kg}^2
  • radio de la Luna RL=1738 kmR_L = 1738\,\text{km}
  • masa de la Luna ML=7,35⋅1022 kgM_L = 7{,}35 \cdot 10^{22}\,\text{kg}
  • velocidad de la luz en el vacío c=3,00⋅108 m/sc = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • masa del electrón me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • carga del electrón e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • constante de Planck h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2,5 puntos
La longitud de onda umbral para el potasio es 564 nm564\,\text{nm}. Determine:
a
la función de trabajo del potasio.
b
el potencial de detención cuando incide sobre el potasio luz de 300 nm300\,\text{nm} de longitud de onda.
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2,5 puntos
Un electrón se pone en movimiento por la acción de un potencial de 750 V750\,\text{V}. Determine:
a
la velocidad que adquiere.
b
la longitud de onda asociada al mismo.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2,5 puntos
a
Dibuje un esquema con las líneas del campo eléctrico creado por dos cargas, una de valor −1 nC-1\,\text{nC} y otra de valor +1 nC+1\,\text{nC}, separadas 1 cm1\,\text{cm}.1 pt
b
Se tiene una masa mm acoplada a un muelle de constante elástica kk, y cuando se pone a oscilar el sistema tiene una frecuencia 3 Hz3\,\text{Hz}. Si se cambia la masa por una de valor 2m2m, ¿cuánto vale ahora el período?1,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2,5 puntos
a
¿Qué es la dioptría? Calcule el número de dioptrías de una lente de distancia focal 25 cm25\,\text{cm}.1 pt
b
Describa brevemente el funcionamiento de la cámara fotográfica. Suponga que un objetivo normal tiene una sola lente de 50 mm50\,\text{mm} de distancia focal. ¿Dónde enfocan los objetos que están en el infinito? ¿Dónde enfocan los objetos que están a 5 m5\,\text{m} de la cámara, más cerca o más lejos de la lente que antes? (razone la respuesta).1,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2,5 puntos
a
Describa el experimento de Young y comente para qué fue usado.1 pt
b
En un experimento de laboratorio se utiliza un muelle vertical sujeto a un techo. Del muelle se van colgando masas diferentes y se miden los alargamientos del muelle obteniéndose los siguientes valores: Usando un método gráfico, determine la constante elástica del muelle en N/cm\text{N/cm}.1,5 pts
M (gramos)300400500600700
x (mm)88118147176206
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2,5 puntos
a
Enuncie la segunda ley de Kepler. ¿Con qué principio de conservación está relacionada?1 pt
b
Se quiere determinar la velocidad del sonido en el helio a cierta temperatura haciendo experiencias con un diapasón y un tubo largo T introducido parcialmente en agua en un recinto cerrado con helio como atmósfera (véase la figura). La frecuencia usada es 2200 Hz2200\,\text{Hz}. Las longitudes de onda permitidas (armónicos) verifican la fórmula:λ=42n−1L,n=1,2,3,…\lambda = \frac{4}{2n - 1} L, \quad n = 1, 2, 3, \dotsSe va variando la altura del tubo fuera del agua, obteniéndose resonancia (sonido intenso) para L=550 mmL = 550\,\text{mm}. La siguiente resonancia se detecta a L′=770 mmL' = 770\,\text{mm}. Determine qué armónicos se dan (o sea el valor de nn de la fórmula anterior para cada caso) y una estimación de la velocidad del sonido en el helio.1,5 pts
Esquema del experimento de resonancia en un tubo con helio sobre agua, mostrando la longitud L del tubo fuera del agua y un altavoz superior.
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