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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2011Ordinaria

Física · Castilla y León 2011

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 \epsilon_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}
  • 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}
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. En la última página dispone de una tabla de constantes físicas, donde podrá encontrar (en su caso) los valores que necesite.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
La masa de Marte, su radio y el radio de su órbita alrededor del Sol, referidos a las magnitudes de la Tierra, son, respectivamente: 0,1070{,}107, 0,5320{,}532 y 1,5241{,}524. Calcule:
a
la duración de un año marciano (periodo de rotación alrededor del Sol).1 pt
b
el valor de la gravedad y la velocidad de escape en la superficie de Marte en relación con las de la Tierra.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 2

2
2 puntos
Una pequeña plataforma horizontal sufre un movimiento armónico simple en sentido vertical, de 3 cm3\,\text{cm} de amplitud y cuya frecuencia aumenta progresivamente. Sobre ella reposa un pequeño objeto.
a
¿Para qué frecuencia dejará el objeto de estar en contacto con la plataforma?1 pt
b
¿Cuál será la velocidad de la plataforma en ese instante?1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
a
¿Por qué se produce la dispersión de la luz en un prisma?1 pt
b
¿En qué consiste la difracción de la luz?1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 4

4
2 puntos
La espira de la figura tiene un radio de 5 cm5\,\text{cm}. Inicialmente está sometida a un campo magnético de 0,2 T0{,}2\,\text{T} debido al imán, cuyo eje es perpendicular al plano de la espira.
Espira circular
Imán en posición inicial (S-N)
Espira circular (posición final)
Imán en posición final (N-S)
a
Explique el sentido de la corriente inducida mientras se gira el imán hasta la posición final.1 pt
b
Calcule el valor de la f.e.m. media inducida si el giro anterior se realiza en una décima de segundo.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Un niño está quieto dentro de un tren y se entretiene lanzando hacia arriba una moneda y recogiéndola después. Realice un dibujo de la trayectoria en los tres casos citados.
a
¿Cómo es la trayectoria que sigue la moneda con respecto a dicho niño? Después el tren se pone en marcha y al cabo de un cierto tiempo, el niño vuelve a lanzar la moneda al aire y comprueba que la moneda cae de nuevo sobre su mano. ¿Cómo es ahora la trayectoria seguida por la moneda?1 pt
b
A continuación, el tren pasa sin parar por el andén de una estación y un señor que está de pie en el andén ve cómo el niño del tren lanza y recoge la moneda de la forma indicada. ¿Cómo ve el señor del andén la trayectoria seguida por la moneda?1 pt
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Desde la superficie de la Tierra se pone en órbita un satélite, lanzándolo en dirección vertical con una velocidad inicial de 6000 m s−16000\,\text{m s}^{-1}. Despreciando el rozamiento con el aire, determine:
a
la altura máxima que alcanza el satélite.1 pt
b
el valor de la gravedad terrestre a dicha altura máxima.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Una onda transversal se propaga a lo largo de una cuerda en la dirección positiva del eje X con una velocidad de 5 m s−15\,\text{m s}^{-1}. La figura muestra una gráfica de la variación temporal de la elongación de la cuerda en el punto x=0x = 0.
Gráfica de elongación y(m) frente a tiempo t(s) para x=0
a
Calcule la amplitud, el periodo, la longitud de onda y la ecuación y(x,t)y(x,t) que describe la onda.1,2 pts
b
Represente gráficamente y(x)y(x) en el instante t=0t = 0.0,8 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Un prisma de sección recta triangular se encuentra inmerso en el aire. Sobre una de sus caras incide un rayo de luz, con un ángulo de incidencia de 15∘15^\circ, tal como se indica en la figura adjunta. Si el índice de refracción del prisma es 1,51{,}5, determine:
Prisma triangular con ángulo de 60 grados y rayo incidente a 15 grados
a
el valor del ángulo i2i_2.1 pt
b
si se producirá el fenómeno de la reflexión total en la cara mayor del prisma.1 pt
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Ejercicio 4

4
2 puntos
El campo magnético BB a una distancia dd de un conductor rectilíneo indefinido por el que circula una intensidad de corriente eléctrica II,
a
¿cómo varía con dd y con II?1 pt
b
Dibuje las líneas del campo magnético, indicando su sentido y una regla sencilla que permita determinarlo con facilidad.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Iluminamos un metal con dos luces de λ=193\lambda = 193 y 254 nm254\,\text{nm}. La energía cinética máxima de los electrones emitidos es de 4,144{,}14 y 2,59 eV2{,}59\,\text{eV}, respectivamente.
a
Calcule la frecuencia de las dos radiaciones empleadas; indique con cuál de ellas la velocidad de los electrones emitidos es mayor y calcule su valor.1 pt
b
A partir de los datos del problema, calcule la constante de Planck y la energía de extracción del metal.1 pt
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