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la cuevadel empollón
FísicaPaís VascoPAU 2015Ordinaria

Física · País Vasco 2015

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
Marte tiene dos lunas (satélites naturales), Deimos y Fobos (ver figura). El radio de la órbita de Fobos es 9378 km9378\,\text{km}, y tiene un periodo de 7,65 h7{,}65\,\text{h}. El periodo de la órbita de Deimos es 30,21 h30{,}21\,\text{h}.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{kg}^2
  • Marte, m=6,42⋅1023 kgm = 6{,}42 \cdot 10^{23}\,\text{kg}
  • Fobos, m=1,07⋅1016 kgm = 1{,}07 \cdot 10^{16}\,\text{kg}
  • Deimos, m=2,24⋅1015 kgm = 2{,}24 \cdot 10^{15}\,\text{kg}
Diagrama de las órbitas de Fobos y Deimos alrededor de Marte con sus respectivos radios y periodos.
a
Aplicar la 3a3^{\text{a}} ley de Kepler y calcular el radio de la órbita de Deimos.1 pt
b
¿Cuál de los dos satélites se mueve más rápido? Calcular la relación entre sus velocidades.1 pt
c
Calcular la fuerza gravitatoria (módulo, dirección y sentido) ejercida sobre Fobos en la situación indicada en la figura:1 pt
c.1
por Marte0,5 pts
c.2
por Deimos0,5 pts
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Una partícula de masa m=0,5 kgm = 0{,}5\,\text{kg}, sujeta al extremo de un muelle de masa despreciable, describe un movimiento armónico simple (M.A.S.) de frecuencia 5/π Hz5/\pi\,\text{Hz} sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Sabiendo que, en el instante inicial (t=0 st = 0\,\text{s}), el sistema tiene una energía cinética de 0,2 J0{,}2\,\text{J} y una energía potencial elástica de 0,8 J0{,}8\,\text{J}:
a
Calcular la posición y la velocidad de la partícula en el instante inicial.1 pt
b
Determinar la amplitud de la oscilación y la velocidad máxima de la partícula.1 pt
c
Escribir la ecuación del M.A.S. correspondiente.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Describir el fenómeno de la radiactividad natural. Desintegración radiactiva. Emisión de partículas alfa, beta y gamma. Leyes de Soddy y Fajans. Ejemplos.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Generador de corrientes alternas sinusoidales (alternador).
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Ejercicio 1

1
3 puntos
El trabajo de extracción de una célula fotoeléctrica es We=2,97⋅10−19 JW_e = 2{,}97 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
Datos
  • Constante de Planck, h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • Carga del electrón, e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • Velocidad de la luz, c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
a
Determinar la frecuencia umbral correspondiente y calcular el valor de la energía cinética máxima de los electrones emitidos al iluminar la célula con una luz de longitud de onda λ=620 nm\lambda = 620\,\text{nm}.1 pt
b
¿Qué longitud de onda necesitaremos para emitir electrones cuya energía cinética máxima valga 0,22 eV0{,}22\,\text{eV}?1 pt
c
¿Se obtendrá emisión fotoeléctrica si iluminamos la misma célula con luz de longitud de onda doble que la del apartado a?1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Dado el sistema de cargas puntuales de la figura:
Datos
  • K=9⋅109 N⋅m2/C2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{C}^2
  • 1 μC=10−6 C1\,\mu\text{C} = 10^{-6}\,\text{C}
Sistema de dos cargas puntuales en el eje X: una carga de +50 μC en el origen y una de -10 μC a 0,30 m. Se indican los puntos P (a 0,15 m de la segunda carga) y Q (a 0,10 m de P).
a
Determinar el campo eléctrico E⃗\vec{E} (módulo, dirección y sentido) y el potencial eléctrico en el punto P.1 pt
b
Determinar el trabajo necesario para llevar una carga de +1 μC+1\,\mu\text{C} desde el punto P hasta el punto Q.1 pt
c
¿En cuál de estas dos zonas de la parte positiva del eje X puede ser nulo el campo eléctrico del sistema?: – en el espacio comprendido entre ambas cargas, – a la derecha de la carga negativa. Razonar la respuesta y determinar en qué punto de la parte positiva del eje X se anula el valor del campo eléctrico.1 pt
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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
El ojo humano. Descripción. Esquema de la formación de imágenes.
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