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la cuevadel empollón
FísicaComunidad ValencianaPAU 2013Extraordinaria

Física · Comunidad Valenciana 2013

12 ejercicios

Instrucciones

BAREMO DEL EXAMEN: La puntuación máxima de cada problema es de 2 puntos y la de cada cuestión de 1,5 puntos. Cada estudiante podrá disponer de una calculadora científica no programable y no gráfica. Se prohíbe su utilización indebida (almacenamiento de información). Se utilice o no la calculadora, los resultados deberán estar siempre debidamente justificados. Realiza primero el cálculo simbólico y después obtén el resultado numérico.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
Bloque I
La energía cinética de una partícula se incrementa en 1500 J1500\,\text{J} por la acción de una fuerza conservativa. Deduce razonadamente la variación de la energía mecánica y la variación de la energía potencial, de la partícula.
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
Bloque I
Tres planetas se encuentran situados, en un cierto instante, en las posiciones representadas en la figura, siendo a=105 ma = 10^5\,\text{m}. Considerando que son masas puntuales de valores m2=m3=2m1=2⋅1021 kgm_2 = m_3 = 2m_1 = 2 \cdot 10^{21}\,\text{kg}, calcula:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{kg}^2
Distribución de tres masas m1, m2 y m3 en los ejes cartesianos
a
El vector campo gravitatorio originado por los 3 planetas en el punto O(0,0) mO(0,0)\,\text{m}.1 pt
b
El potencial gravitatorio (energía potencial por unidad de masa) originado por los 3 planetas en el punto P(a,0) mP(a,0)\,\text{m}.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
Bloque II
Una onda transversal se propaga por una cuerda según la ecuación y(x,t)=0,4cos⁡[10π(2t−x)]y(x, t) = 0{,}4 \cos[10\pi(2t - x)], en unidades del SI. Calcula:
a
La elongación, yy, del punto de la cuerda situado en x=20 cmx = 20\,\text{cm} en el instante t=0,5 st = 0{,}5\,\text{s}.1 pt
b
La velocidad transversal de dicho punto en ese mismo instante t=0,5 st = 0{,}5\,\text{s}.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
1,5 puntos
Bloque II
Una onda longitudinal, de frecuencia 40 Hz40\,\text{Hz}, se propaga en un medio homogéneo. La distancia mínima entre dos puntos del medio con la misma fase es de 25 cm25\,\text{cm}. Calcula la velocidad de propagación de la onda.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1,5 puntos
Bloque III
En el esquema adjunto se representa un objeto de altura yy, así como su imagen, de altura y′y', proporcionada por una lente delgada convergente. Determina, explicando el procedimiento seguido, la distancia focal imagen f′f' de la lente. ¿La imagen es real o virtual? ¿Cuál es el aumento lateral que proporciona la lente para ese objeto? Nota: cada una de las divisiones (horizontales y verticales) equivale a 10 cm10\,\text{cm}.
Esquema de un objeto y su imagen en una cuadrícula frente a una lente convergente
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Bloque III
Un rayo de luz monocromática atraviesa el vidrio de una ventana que separa dos ambientes en los que el medio es el aire. Si el espesor del vidrio es de 6 mm6\,\text{mm} y el rayo incide con un ángulo de 30∘30^\circ respecto a la normal:
Datos
  • n=1,5n = 1{,}5
a
Dibuja el esquema de la trayectoria del rayo y calcula la longitud de ésta en el interior del vidrio.1,2 pts
b
Calcula el ángulo que forman las direcciones de los rayos incidente y emergente en el aire.0,8 pts
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Bloque IV
Dos cargas eléctricas q1=5 μCq_1 = 5\,\mu\text{C} y q2=−3 μCq_2 = -3\,\mu\text{C} se encuentran en las posiciones (0,0) m(0,0)\,\text{m} y (4,0) m(4,0)\,\text{m} respectivamente, como muestra la figura. Calcula:
Datos
  • k=9⋅109 N⋅m2/C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{C}^2
Distribución de cargas q1 y q2 en el plano cartesiano con puntos A y B
a
El vector campo eléctrico en el punto B(4,−3) mB(4,-3)\,\text{m}.1 pt
b
El potencial eléctrico en el punto A(2,0) mA(2,0)\,\text{m}. Determina también el trabajo para trasladar una carga de −10−12 C-10^{-12}\,\text{C} desde el infinito hasta el punto AA. (Considera nulo el potencial eléctrico en el infinito).1 pt
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1,5 puntos
Bloque IV
Una espira conductora, con forma circular, está situada en el seno de un campo magnético perpendicular al plano del papel, como muestra la figura. El módulo del campo magnético aumenta con el tiempo. Indica el sentido de la corriente inducida en la espira y justifica la respuesta basándote en las leyes que explican este fenómeno.
Espira circular en un campo magnético entrante indicado por cruces
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
1,5 puntos
Bloque V
En un sincrotrón se aceleran electrones para la producción de haces intensos de rayos X que se emplean en experimentos de biología, farmacia, física, medicina y química. En el sincrotrón ALBA (sito en Barcelona) se aceleran los electrones hasta una velocidad para la que su masa es 60006000 veces el valor de la masa en reposo. Calcula la energía (en julios y en MeV) de los electrones.
Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
1,5 puntos
Bloque V
Una nave se aleja de la Tierra con una velocidad de 2⋅108 m/s2 \cdot 10^8\,\text{m/s}. A su vez, desde la Tierra se emite un haz de luz láser en dirección a la nave. ¿Cuál es la velocidad del haz láser para el observador de la nave? Justifica la respuesta.
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Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
1,5 puntos
Bloque VI
Explica brevemente en qué consisten la radiación alfa y la radiación beta. Halla el número atómico y el número másico del elemento producido a partir del 82210Pb{}^{210}_{82}\text{Pb}, después de emitir una partícula α\alpha y dos partículas β−\beta^-.
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Ejercicio 6 · Opción B

6Opción B
1,5 puntos
Bloque VI
Enuncia la hipótesis de De Broglie. Menciona un experimento que confirme dicha hipótesis, justificando la respuesta.
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