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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2013Ordinaria

Física · Castilla y León 2013

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • g0=9,80 m s−2g_0 = 9{,}80\,\text{m s}^{-2}
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • K0=1/(4πε0)=9,00⋅109 N m2 C−2K_0 = 1/(4 \pi \varepsilon_0) = 9{,}00 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4 \pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
  • 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}
  • mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • c0=3,00⋅108 m s−1c_0 = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • 1 u=1,66⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • 1 eV=1,60⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
El examen incluye tabla constantes como anexo. OPTATIVIDAD: EL ALUMNO DEBERÁ ELEGIR OBLIGATORIAMENTE UNA DE LAS DOS OPCIONES QUE SE PROPONEN (A o B) Y DESARROLLAR LOS 5 EJERCICIOS DE LA MISMA. CRITERIOS GENERALES DE EVALUACIÓN:  Todos los ejercicios se puntuarán de la misma manera: sobre un máximo de 2 puntos. La calificación final se obtendrá sumando las notas de los 5 ejercicios de la opción escogida.  Las fórmulas empleadas en la resolución de los ejercicios deberán ir acompañadas de los razonamientos oportunos y los resultados numéricos obtenidos para las distintas magnitudes físicas deberán escribirse con las unidades adecuadas.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
a
Defina con precisión los siguientes conceptos relacionados con el campo gravitatorio: velocidad de escape; líneas del campo gravitatorio; potencial gravitatorio; superficies equipotenciales; energía de enlace.1,5 pts
b
¿Pueden cortarse las líneas de campo gravitatorio? Razone la respuesta.0,5 pts

Ejercicio 2

2
2 puntos
Un transductor ultrasónico, de los usados en medicina, es un disco muy delgado de masa m=0,1 gm = 0{,}1\,\text{g}, que se hace oscilar como si fuese un oscilador armónico simple de frecuencia 1,0 MHz1{,}0\,\text{MHz}, por medio de un circuito electrónico de control. Si la máxima fuerza restauradora que se puede aplicar al disco sin que se rompa es Fmax=40 kNF_{\text{max}} = 40\,\text{kN}, determine:
a
La amplitud AA de las oscilaciones para ese caso máximo.1 pt
b
La velocidad máxima del transductor que corresponde a esa amplitud.1 pt

Ejercicio 3

3
2 puntos
a
¿Qué tipo de lente es el cristalino del ojo? ¿Por qué? Razone la respuesta.1 pt
b
Un foco emite ondas electromagnéticas de frecuencia 1,5 MHz1{,}5\,\text{MHz} que atraviesan un medio de índice de refracción 1,51{,}5. Calcule la longitud de onda de esta radiación cuando se propaga en el aire y cuando lo hace en dicho medio.1 pt

Ejercicio 4

4
2 puntos
En un relámpago, la diferencia de potencial entre la nube y la tierra es 109 V10^9\,\text{V} y la cantidad de carga transferida es 30 C30\,\text{C}.
a
¿Cuánta energía se libera?1 pt
b
Suponiendo el campo eléctrico entre la nube y la tierra uniforme y perpendicular a la tierra, calcule la intensidad del campo eléctrico si la nube se encuentra a 300 m300\,\text{m} sobre el suelo.1 pt

Ejercicio 5

5
2 puntos
a
Enuncie el principio de incertidumbre de Heisenberg.1 pt
b
¿Cuál es la incertidumbre en la velocidad de un electrón que se encuentra confinado en una región cuya anchura es de 0,10 nm0{,}10\,\text{nm}, aproximadamente el tamaño de un átomo?1 pt

Ejercicio 1

1
2 puntos
La masa de la Luna es 0,0120{,}012 veces la masa de la Tierra, el radio lunar es 0,270{,}27 veces el radio de la Tierra y la distancia media entre sus centros es 60,360{,}3 radios terrestres.
a
Calcule la gravedad en la superficie lunar.0,8 pts
b
¿En qué punto intermedio entre la Tierra y la Luna se equilibran las fuerzas que ambas ejercen sobre un cuerpo de masa mm? Realice un esquema ilustrativo de las fuerzas.1,2 pts

Ejercicio 2

2
2 puntos
a
Explique brevemente el efecto Doppler y cite algún ejemplo en el cual se aprecie.1,2 pts
b
¿Cómo varían las características de una onda sonora cuando el observador se mueve y el foco emisor está en reposo?0,8 pts

Ejercicio 3

3
2 puntos
Un buceador enciende un láser debajo del agua (índice de refracción 1,331{,}33), dirigiéndolo hacia arriba formando un ángulo de 60∘60^\circ con la superficie.
Diagrama de un buceador bajo el agua emitiendo un rayo láser hacia un pájaro en el aire, con un ángulo de 60 grados respecto a la superficie.
a
¿Con qué ángulo emergerá la luz del agua? ¿Cuál es el ángulo de incidencia a partir del cual no saldrá la luz del agua?1 pt
b
Si la profundidad del buceador es de 4 m4\,\text{m}, ¿cuál es su profundidad aparente para un pájaro alcanzado por el rayo emergente?1 pt

Ejercicio 4

4
2 puntos
Dos cargas eléctricas puntuales de +10 nC+10\,\text{nC} y −10 nC-10\,\text{nC} están separadas 10 cm10\,\text{cm}. Determine la intensidad del campo y el potencial eléctricos:
a
En el punto medio de la recta que las une.1 pt
b
En un punto equidistante 10 cm10\,\text{cm} de ambas cargas.1 pt

Ejercicio 5

5
2 puntos
En ambos apartados justifique sus respuestas.
a
La dilatación del tiempo en relatividad, ¿quiere decir que el tiempo realmente pasa con más lentitud para los objetos en movimiento?1 pt
b
Considere las longitudes de onda asociadas a un electrón y un protón. ¿Cuál es menor si las dos partículas tienen la misma velocidad? ¿Y si tienen la misma energía cinética?1 pt