Hay que contestar a una de las dos opciones propuestas A o B. Los problemas puntúan 3 puntos cada uno, las cuestiones 1 punto cada una y la cuestión experimental 1 punto. Se valorará prioritariamente la aplicación razonada de los principios físicos, así como el planteamiento acompañado de los diagramas o esquemas necesarios para el desarrollo del ejercicio y una exposición clara y ordenada. Se podrá utilizar calculadora no programable y regla.
Elige una opción
Opción A
Ejercicio 1
Ejercicio1
3 puntos
Problemas
Una sonda espacial de 500kg orbita un planeta enano de 2370km de diámetro empleando 3 horas y 10 minutos en completar cada vuelta. La lectura del radar de la sonda indica que la altura del vehículo sobre la superficie es 215km.
Datos
G=6,67⋅10−11N⋅m2⋅kg−2
a
Calcular la masa del planeta enano.
b
Calcular la velocidad y la energía mecánica de la sonda.
c
Suponiendo que la sonda maniobra modificando su distancia a la superficie y alcanzando una altura mayor, ¿se incrementará o disminuirá su velocidad orbital? Justificar razonadamente.
Tenemos tres cargas positivas fijas, cada una de ellas de 1μC, colocadas tal y como se indica en la figura y donde a=3m.
(En todos los cálculos que involucren magnitudes vectoriales hay que indicar módulo, dirección y sentido)
Datos
k=9⋅109N⋅m2⋅C−2
1μC=10−6C
a
¿Cuánto vale el potencial eléctrico en el punto (a,0)?
b
¿Qué carga negativa tendríamos que fijar en el punto (a,0), para que manteniendo todas las cargas en sus posiciones, el campo eléctrico en el origen de coordenadas (0,0) fuese el doble que cuando no estaba la carga negativa?
c
Una vez que las cuatro cargas están en su posición, calcular la fuerza que las otras tres ejercen sobre la carga positiva situada en (−a,0).
Las estrellas son generadores de energía gracias a procesos de fusión nuclear. El principal de estos procesos, considerado globalmente, es el que combina 4 núcleos de hidrógeno para dar como resultado un núcleo de helio. ¿Puede afirmarse que la suma de las masas de 4 núcleos de hidrógeno es mayor que la masa de un núcleo de helio? Explicar razonadamente.
Explicar brevemente qué es el trabajo de extracción en el contexto del efecto fotoeléctrico.
b
Tenemos un metal cuyo trabajo de extracción es de 5,6⋅10−19J. Se ilumina con una luz monocromática y se observa que la energía máxima de los electrones emitidos es de 1,82⋅10−18J. ¿Cuál es la frecuencia de la radiación incidente?
En el laboratorio de Física tenemos una resistencia R conectada con una bobina tal y como se indica en la figura. Explicar razonadamente por cual de los siguientes procedimientos lograremos que circule una mayor corriente por la resistencia:
a
Manteniendo fijo y bien centrado un imán muy potente en el hueco de la bobina.
b
Manteniendo fijo un imán potente junto a la bobina pero sin ocupar el hueco.
c
Moviendo alternativamente un imán poco potente hacia un lado y otro a través del hueco de la bobina.
Una onda electromagnética que se propaga a lo largo del eje X está expresada por la ecuaciónE=500sen(5⋅106πx+1,2⋅1015πt)donde x está en metros, t en segundos y E en voltios/metro.
Datos
c=3⋅108m/s
1μm=10−6m
a
¿Cuál es su frecuencia, su longitud de onda y su sentido de propagación?
b
¿Cuál es la diferencia de fase entre dos puntos separados 0,16μm?
c
¿Se está propagando en el vacío esta onda electromagnética? Contestar razonadamente.
Un haz de partículas cargadas que viaja a v=420km/s se introduce en un recinto donde existe un campo magnético uniforme B=0,12T orientado hacia dentro del plano del papel según indica el esquema 1. Como resultado, las partículas del haz describen una semicircunferencia hasta que impactan en un punto situado a la distancia d=8cm del punto de entrada.
Se valorará la presentación de esquemas que ilustren adecuadamente los razonamientos.
a
Explicar razonadamente si la carga de las partículas es positiva o negativa.
b
Si q es el valor absoluto de la carga de cada partícula y m es su masa, calcular el cociente q/m.
c
Si en el mismo recinto donde tenemos el campo magnético se conecta un campo eléctrico perpendicular cruzado con él, puede conseguirse que las partículas cargadas atraviesen el recinto sin desviarse, tal y como muestra el esquema 2. Calcular el campo eléctrico necesario.
¿A qué distancia entre la Tierra y la Luna debemos situar un cuerpo de forma que se mantenga en equilibrio entre los dos astros sin caer hacia ninguno de ellos? Considere el conjunto Tierra y Luna como sistema aislado de toda influencia exterior.
Datos
La masa de la Tierra es 81 veces mayor que la de la Luna
Tenemos dos partículas con la misma energía cinética. Si la relación entre sus masas es m2=121m1, determinar la relación entre las longitudes de onda de De Broglie correspondientes a las dos partículas, que se mueven a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.
Un rayo de luz que se propaga por un líquido de índice de refracción n1=1,63 se refracta al llegar a la base de la cubeta que lo contiene con un ángulo r=42∘. Si el índice de refracción del vidrio de la cubeta es n2=1,52, ¿cuál es el ángulo de incidencia i? ¿Es mayor o menor que el ángulo de refracción? ¿En qué ley nos basamos para hacer este cálculo?
