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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2021Ordinaria

Física · Cantabria 2021

10 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

  • c=3108m s1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • mp+=1,671027kgm_{p^+} = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • G=6,671011N m2kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • me=9,11031kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • k=9109N m2C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • qp+=1,61019Cq_{p^+} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,631034J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • qe=1,61019Cq_{e^-} = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • RT=6370kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=61024kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Bloque 1
Una onda armónica transversal de 66 milímetros de amplitud, 0,0250{,}025 metros de longitud de onda y 5050 milisegundos de periodo, se propaga hacia la parte positiva del eje x. Inicialmente, en el punto x=0x = 0, la elongación es nula y la velocidad transversal positiva.
a)1 pts
Escribir la ecuación de onda.
b)0,5 pts
Calcular la velocidad de propagación de la onda.
c)0,5 pts
Calcular la diferencia de fase entre dos puntos separados 11 centímetro.
d)0,5 pts
Determinar la velocidad transversal del punto de la onda situado en x=2x = 2 centímetros, en función del tiempo.

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Bloque 1
Un avión a reacción produce una onda sonora cuyo nivel de intensidad a 1m1\,\text{m} de distancia es de 180dB180\,\text{dB}. Calcular:
a)1 pts
La intensidad sonora en ese punto.
b)0,75 pts
La potencia del sonido emitido por el motor del avión.
c)0,75 pts
La distancia mínima a la que hay que situarse del avión para no sentir dolor.

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Bloque 2
Una lámina de caras planas y paralelas de 5cm5\,\text{cm} de espesor e índice de refracción n2=1,5n_2 = 1{,}5 se encuentra entre dos materiales de índices de refracción n1=1,2n_1 = 1{,}2 y n3=1n_3 = 1. Un rayo de luz monocromática de 5×1014Hz5 \times 10^{14}\,\text{Hz} de frecuencia, incide desde el medio 1 en la lámina, con un ángulo de 3030^\circ respecto a la normal. Calcular:
a)0,5 pts
La longitud de onda del rayo en la lámina.
b)1 pts
Los dos ángulos de refracción, con un dibujo explicativo.
c)1 pts
El ángulo límite de entrada a la lámina para que salga el rayo al tercer medio.

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Bloque 2
Se dispone de una lente delgada convergente de distancia focal en valor absoluto de 25cm25\,\text{cm}. Calcular, efectuando un trazado de rayos cualitativo:
a)1 pts
La posición y altura de la imagen formada por la lente si un objeto de 5cm5\,\text{cm} de altura se encuentra situado delante de ella, a una distancia de 15cm15\,\text{cm}.
b)1 pts
La posición y altura de la imagen formada por la lente si un objeto de 3cm3\,\text{cm} de altura se encuentra situado delante de ella, a una distancia de 35cm35\,\text{cm}.
c)0,5 pts
La naturaleza (real/virtual, derecha/invertida, mayor/menor) de las imágenes formadas en los apartados a) y b).

Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Bloque 3
Dos masas idénticas, de 1000kg1000\,\text{kg}, están situadas en los puntos (0,2)(0, -2) y (0,+2)(0, +2). Todas las distancias se dan en metros.
a)1 pts
Calcular y representar gráficamente el vector campo gravitatorio en el punto (+2,0)(+2, 0), así como la fuerza gravitatoria que experimenta una masa de 10kg10\,\text{kg} situada en ese punto.
b)0,75 pts
Calcular el potencial gravitatorio en los puntos (+2,0)(+2, 0) y (4,0)(-4, 0) debido a las dos masas de 1000kg1000\,\text{kg}.
c)0,75 pts
Calcular el trabajo realizado por el campo gravitatorio sobre una masa de 2kg2\,\text{kg} cuando se desplaza desde el punto (+2,0)(+2, 0) hasta el punto (4,0)(-4, 0).

Ejercicio 6

6
2,5 puntos
Bloque 3
Un pequeño satélite de 1500kg1500\,\text{kg} de masa, describe una órbita circular alrededor de Marte, a una altura de 5000km5000\,\text{km} sobre su superficie.
a)1 pts
Calcular el periodo del movimiento orbital del satélite.
b)0,75 pts
Calcular la energía cinética, la energía potencial gravitatoria y la energía total del satélite.
c)0,75 pts
¿Cuánto pesaría el satélite en la superficie de Marte? ¿Y en la superficie de la Tierra?

Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Bloque 4
Dos cargas eléctricas puntuales de valor 5μC5\,\mu\text{C} y 3μC-3\,\mu\text{C}, se encuentran situadas en el plano XY, en los puntos (2,0)(2, 0) y (4,0)(-4, 0) respectivamente. Todas las distancias se dan en metros.
a)1 pts
Calcular y representar gráficamente el vector campo eléctrico en el punto (0,2)(0, 2).
b)1 pts
Calcular el trabajo realizado por el campo eléctrico sobre una carga de 2μC2\,\mu\text{C} cuando se desplaza desde el punto (0,2)(0, 2) hasta el infinito.
c)0,5 pts
¿Existe algún punto del eje x (eje de abscisas) en el que se anule el campo eléctrico? En caso afirmativo, calcular su posición.

Ejercicio 8

8
2,5 puntos
Bloque 4
Un campo magnético espacialmente uniforme, y variable en el tiempo, según la expresión B(t)=0,1cos(2t)TB(t) = 0{,}1 \cos(2t)\,\text{T}, atraviesa perpendicularmente una espira circular de 66 centímetros de radio.
a)1 pts
Hallar la expresión para el flujo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo.
b)1 pts
Hallar la expresión para la fuerza electromotriz inducida sobre la espira en función del tiempo.
c)0,5 pts
¿Es la fuerza electromotriz inducida una función periódica? En caso afirmativo, hallar su periodo.

Ejercicio 9

9
2,5 puntos
Bloque 5
Al iluminar un metal en un experimento con luz monocromática, se obtiene que el potencial de frenado es de 1,39V-1{,}39\,\text{V}. La frecuencia umbral de ese metal es 4,52×1014Hz4{,}52 \times 10^{14}\,\text{Hz}. Calcular:
a)0,5 pts
El trabajo de extracción.
b)1 pts
La velocidad máxima de los electrones emitidos.
c)1 pts
La longitud de onda de la luz incidente.

Ejercicio 10

10
2,5 puntos
Bloque 5
El periodo de semidesintegración de un elemento radioactivo es de 12,3212{,}32 años. Calcular:
a)1 pts
La constante de desintegración y la vida media.
b)1,5 pts
El tiempo transcurrido si una muestra del elemento radioactivo ha reducido su actividad al 10%10\,\% de su valor inicial.