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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2013Ordinaria

Física · Castilla y León 2013

10 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

  • 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}

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
a)1,5 pts
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.
b)0,5 pts
¿Pueden cortarse las líneas de campo gravitatorio? Razone la respuesta.
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
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)0,8 pts
Calcule la gravedad en la superficie lunar.
b)1,2 pts
¿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.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
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)1 pts
La amplitud AA de las oscilaciones para ese caso máximo.
b)1 pts
La velocidad máxima del transductor que corresponde a esa amplitud.
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
a)1,2 pts
Explique brevemente el efecto Doppler y cite algún ejemplo en el cual se aprecie.
b)0,8 pts
¿Cómo varían las características de una onda sonora cuando el observador se mueve y el foco emisor está en reposo?
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
a)1 pts
¿Qué tipo de lente es el cristalino del ojo? ¿Por qué? Razone la respuesta.
b)1 pts
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.
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
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.
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)1 pts
¿Con qué ángulo emergerá la luz del agua? ¿Cuál es el ángulo de incidencia a partir del cual no saldrá la luz del agua?
b)1 pts
Si la profundidad del buceador es de 4 m4\,\text{m}, ¿cuál es su profundidad aparente para un pájaro alcanzado por el rayo emergente?
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
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)1 pts
¿Cuánta energía se libera?
b)1 pts
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.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
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)1 pts
En el punto medio de la recta que las une.
b)1 pts
En un punto equidistante 10 cm10\,\text{cm} de ambas cargas.
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
a)1 pts
Enuncie el principio de incertidumbre de Heisenberg.
b)1 pts
¿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?
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
En ambos apartados justifique sus respuestas.
a)1 pts
La dilatación del tiempo en relatividad, ¿quiere decir que el tiempo realmente pasa con más lentitud para los objetos en movimiento?
b)1 pts
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?
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