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la cuevadel empollón
FísicaPaís VascoPAU 2012Ordinaria

Física · País Vasco 2012

4 ejercicios

Instrucciones

Este examen tiene dos opciones. Debes contestar a una de ellas. No olvides incluir el código en cada una de las hojas de examen. • Cada Opción consta de 2 problemas y 2 cuestiones. Cada problema tiene un valor de 3 puntos. Todos los apartados tienen igual valor. El resultado, correcto o incorrecto, de cada apartado no influirá en la valoración de los restantes. • Cada cuestión se valora en un máximo de 2 puntos. • Puede utilizarse una calculadora científica.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
3 puntos
Un satélite de 250 kg250\,\text{kg} de masa realiza una órbita circular a 300 km300\,\text{km} de altura sobre la superficie de un planeta esférico de 4100 km4100\,\text{km} de radio y 1,81⋅1024 kg1{,}81 \cdot 10^{24}\,\text{kg} de masa.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{kg}^2
a
Determinar el peso del satélite en la órbita.1 pt
b
Calcular la velocidad y el periodo del satélite.1 pt
c
Aplicar la 3a3^{\text{a}} Ley de Kepler para determinar el periodo de otro satélite que orbita alrededor del mismo planeta a una distancia de 400 km400\,\text{km} de la superficie.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Un electrón con una energía cinética de 25000 eV25000\,\text{eV} se mueve en una órbita circular en el interior de un campo magnético uniforme de 0,2 T0{,}2\,\text{T}.
Datos
  • e=−1,60⋅10−19 Ce = -1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • 1 eV=1,60⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
a
Dibujar los siguientes vectores: velocidad del electrón, inducción magnética y fuerza realizada por el campo magnético sobre el electrón.1 pt
b
¿Cuánto vale la fuerza ejercida por el campo magnético sobre el electrón?1 pt
c
¿Cuánto vale el radio de la órbita descrita por el electrón?1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Reflexión y refracción de ondas: concepto, índice de refracción, leyes... Conceptos de ángulo límite y reflexión total.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Fisión nuclear. Descripción y ejemplos. Bombas y centrales nucleares. Pérdida de masa. Ecuación de Einstein para la energía desprendida.
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Ejercicio 1

1
3 puntos
Una masa de 20 g20\,\text{g} realiza un movimiento armónico simple en el extremo de un muelle de masa despreciable, sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Si realiza 22 oscilaciones completas por segundo, con una amplitud de 5 cm5\,\text{cm}, calcular:
a
la velocidad máxima de la masa que oscila,1 pt
b
su aceleración máxima,1 pt
c
la constante elástica (KK) del muelle.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
En una región del espacio hay un campo eléctrico uniforme de 1000 N/C1000\,\text{N/C} dirigido en el sentido positivo del eje OX (en la figura se indican las líneas de fuerza del campo). En el interior del campo se encuentra en equilibrio una partícula de masa 0,2 g0{,}2\,\text{g} y carga −2 μC-2\,\mu\text{C}, suspendida mediante un hilo de masa despreciable.
Datos
  • e=−1,60⋅10−19 Ce = -1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2
Diagrama de una carga q suspendida por un hilo en un campo eléctrico uniforme E orientado hacia la derecha, formando un ángulo alfa con la vertical.
a
Dibujar las fuerzas que actúan sobre la partícula, y calcular el valor del ángulo α\alpha y la tensión del hilo.1,5 pts
b
Si un electrón penetra en dicho campo con una velocidad de 5⋅106 m/s5 \cdot 10^6\,\text{m/s}, paralela a las líneas de fuerza del campo, en el sentido positivo del eje OX, ¿qué velocidad tendrá tras recorrer 5 cm5\,\text{cm}?1,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Leyes de Kepler. Enunciados. Deducción de la 3a3^{\text{a}} ley para órbitas circulares, a partir de la Ley de Gravitación.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Efecto fotoeléctrico. Descripción. Explicación cuántica. Teoría de Einstein. Frecuencia umbral. Trabajo de extracción.
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