Física · Asturias 2021

Se desea ubicar un satélite para comunicaciones, cuya masa es $m = 1000\,\text{kg}$, en una órbita circular $500\,\text{km}$ por encima de la superficie terrestre. Calcule:

Io, una de las lunas de Júpiter, posee una intensa actividad volcánica y el material lanzado durante las erupciones puede alcanzar alturas de $500\,\text{km}$ sobre la superficie. Calcule:

Un dipolo está formado por dos cargas puntuales, $q_1 = +3\,\text{nC}$ y $q_2 = -3\,\text{nC}$, situadas a una distancia mutua de $3\,\text{cm}$. Una partícula de polvo con masa $m = 5 \cdot 10^{-9}\,\text{kg}$ y carga eléctrica $q_0 = +2\,\text{nC}$ se coloca en reposo en un punto A localizado entre las dos cargas y a una distancia de $1\,\text{cm}$ respecto de la carga positiva. Calcule:

Dos hilos conductores rectilíneos paralelos muy largos de longitud $L$ y por los que circulan corrientes eléctricas opuestas de $15000\,\text{A}$ se encuentran a una distancia $d = 5\,\text{mm}$.

Una onda transversal sinusoidal con una amplitud de $2{,}5\,\text{mm}$ y una longitud de onda de $1{,}8\,\text{m}$ se propaga de izquierda a derecha a lo largo de una cuerda horizontal muy larga con una velocidad de $36\,\text{m/s}$. Tome como origen de coordenadas el extremo izquierdo de la cuerda. En el instante $t = 0$, el extremo izquierdo de la cuerda se encuentra en la posición de máximo desplazamiento hacia arriba (positivo).

Se denominan ultrasonidos a las frecuencias por encima del rango auditivo en los humanos ($20\,\text{kHz}$). Ondas sonoras por encima de esa frecuencia se utilizan para penetrar el cuerpo humano y producir imágenes por reflexión en las diferentes superficies. En un barrido de ultrasonidos típico las ondas sonoras viajan a una velocidad de $1500\,\text{m/s}$ y para una imagen detallada la longitud de onda no debe ser superior a $1\,\text{mm}$.

Un depósito cúbico que contiene etanol tiene unas paredes planas de $2{,}5\,\text{cm}$ de grosor fabricadas con un vidrio transparente de índice de refracción $1{,}55$. Un rayo de luz incide desde el exterior (aire) sobre la pared de vidrio del depósito formando un ángulo de $41{,}3^\circ$ respecto a la normal a la pared.

Colocamos un objeto cuya altura es de $8\,\text{cm}$ en un punto situado $32\,\text{cm}$ a la izquierda de una lente delgada convergente cuya distancia focal es $16\,\text{cm}$.

Las técnicas de dispersión de neutrones se utilizan para el estudio de la estructura y microestructura de los materiales. En un experimento de difracción un haz de neutrones con una longitud de onda de De Broglie de $\lambda = 0{,}2\,\text{nm}$ (valor que es del orden de la distancia interatómica en materiales sólidos cristalinos) incide sobre el material objeto de nuestra investigación.

Una central nuclear produce una potencia de $3\,\text{GW}$. Su funcionamiento se basa en las reacciones de fisión nuclear del $\ce{^{235}U}$ con neutrones. La fisión de cada átomo de $\ce{^{235}U}$ libera $200\,\text{MeV}$.