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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2024Ordinaria

Física · Asturias 2024

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • k=9,0⋅109 N⋅m2⋅C−2k = 9{,}0 \cdot 10^9\,\text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{C}^{-2}
  • mp+=1,67⋅10−27 kgm_{p^+} = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • c=3,0⋅108 m⋅s−1c = 3{,}0 \cdot 10^8\,\text{m}\cdot\text{s}^{-1}
  • Msol=1,99⋅1030 kgM_{\text{sol}} = 1{,}99 \cdot 10^{30}\,\text{kg}
  • ROrbita Tierra=1,50⋅1011 mR_{\text{Orbita Tierra}} = 1{,}50 \cdot 10^{11}\,\text{m}
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}
  • ∣qe−∣=∣qp+∣=1,6⋅10−19 C|q_{e^-}| = |q_{p^+}| = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me−=9,11⋅10−31 kgm_{e^-} = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J}\cdot\text{s}
  • MLuna=7,35⋅1022 kgM_{\text{Luna}} = 7{,}35 \cdot 10^{22}\,\text{kg}
  • ROrbita Luna=3,84⋅108 mR_{\text{Orbita Luna}} = 3{,}84 \cdot 10^8\,\text{m}
  • μ0=4π⋅10−7 T⋅m⋅A−1\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T}\cdot\text{m}\cdot\text{A}^{-1}
  • naire=1n_{\text{aire}} = 1
  • I0=10−12 W⋅m−2I_0 = 10^{-12}\,\text{W}\cdot\text{m}^{-2}
  • NA=6,02⋅1023 mol−1N_A = 6{,}02 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}
  • MTierra=5,97⋅1024 kgM_{\text{Tierra}} = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • vsonido=340 m⋅s−1v_{\text{sonido}} = 340\,\text{m}\cdot\text{s}^{-1}
Responda en el pliego en blanco a un máximo de cinco preguntas cualesquiera de entre las diez que se proponen. Todas las preguntas se calificarán con un máximo de 2 puntos. Agrupaciones de preguntas que sumen más de 10 puntos o que no coincidan con las indicadas conllevarán la anulación de la(s) última(s) pregunta(s) seleccionada(s) y/o respondida(s).

Ejercicio 1

1
2 puntos
El planeta Mercurio tiene una gravedad en su superficie de 0,370{,}37 veces la gravedad terrestre y su radio es 0,3870{,}387 veces el radio de la Tierra.
a
Calcula la masa del planeta Mercurio.0,5 pts
b
Determina el peso en la superficie de Mercurio de un cuerpo que en la Tierra pesa 20 N20\,\text{N}.0,5 pts
c
¿Cuál sería la velocidad de escape de un objeto lanzado desde la superficie de Mercurio?1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Un satélite artificial describe una órbita circular a una altura de 20000 km20000\,\text{km} alrededor de un planeta que tiene un radio de 5000 km5000\,\text{km} y aceleración de la gravedad en su superficie de 8,2 m/s28{,}2\,\text{m/s}^2.
a
Calcula la masa del planeta.0,5 pts
b
Determina la velocidad mínima de lanzamiento del satélite desde la superficie del planeta para alcanzar dicha órbita.1 pt
c
Calcula la velocidad orbital y el período de la órbita del satélite alrededor del planeta.0,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Tres cargas puntuales q1=8 μCq_1 = 8\,\mu\text{C} y q2=q3=−4 μCq_2 = q_3 = -4\,\mu\text{C}, se colocan en los vértices de un cuadrado de lado 2 m2\,\text{m}, hallándose q1q_1 en el origen de coordenadas O(0,0)O(0,0), y las cargas q2q_2 y q3q_3 en los vértices A(2,0) mA(2, 0)\,\text{m} y B(0,2) mB(0, 2)\,\text{m}, respectivamente.
a
Realiza un diagrama y determina el campo eléctrico en el centro del cuadrado C(1,1) mC(1, 1)\,\text{m}.1 pt
b
Calcula el potencial eléctrico en los puntos CC y en el cuarto vértice D(2,2) mD(2, 2)\,\text{m}.0,5 pts
c
Determina el trabajo realizado para llevar una carga puntual q4=3 nCq_4 = 3\,\text{nC}, desde el vértice DD hasta el centro del cuadrado. Justifica si el trabajo se realiza por el campo eléctrico del sistema de cargas o en contra del campo del sistema de cargas.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Un hilo conductor rectilíneo muy largo se halla dispuesto según el eje OYOY mientras por el circula una intensidad de corriente de 1 A1\,\text{A} en el sentido positivo de dicho eje. Un electrón que se encuentra en el plano XYXY a una distancia d=10−1 md = 10^{-1}\,\text{m} del conductor lleva una velocidad v=106 m s−1v = 10^6\,\text{m s}^{-1}.
a
Realiza un esquema describiendo los vectores velocidad del electrón, campo magnético creado por el hilo conductor y la fuerza magnética ejercida sobre el electrón. Determina de forma razonada el módulo, dirección y sentido de la fuerza.1,5 pts
b
Si se cambia la dirección de la velocidad del electrón según el eje OYOY, ¿cuál sería la nueva fuerza ejercida? Razona la respuesta.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Una sala de fiestas dispone de una pista de baile circular con 6 altavoces idénticos que están colocados simétricamente alrededor de la pista y todos ellos a la misma distancia d=10 md = 10\,\text{m} de su centro. La sonoridad percibida por un bailarín situado en el centro de la pista de baile es de 120 dB120\,\text{dB}.
a
Determina la potencia de cada uno de los altavoces de la sala de fiestas.1 pt
b
Si durante la actuación musical se estropean 3 altavoces, calcula el nuevo nivel de intensidad sonora que percibe el bailarín situado en el centro de la pista de baile.1 pt
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Una onda transversal se propaga por una cuerda en el sentido positivo del eje XX con una velocidad de 4 m s−14\,\text{m s}^{-1}. La onda tiene una amplitud de 0,8 m0{,}8\,\text{m} y una frecuencia angular de π/4 rad s−1\pi/4\,\text{rad s}^{-1}. Si en el instante t=0 st = 0\,\text{s} el punto situado en el origen de coordenadas tiene aceleración máxima y positiva, calcula:
a
la expresión matemática de la onda.1 pt
b
la velocidad de oscilación de un punto de la cuerda situado en x=2 mx = 2\,\text{m} en el instante t=10 st = 10\,\text{s}.1 pt
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Ejercicio 7

7
2 puntos
Un sistema óptico consta de una lente delgada convergente cuya distancia focal es de 0,4 m0{,}4\,\text{m}.
a
Determina la distancia a la que debe colocarse un objeto delante de la lente convergente para que se forme una imagen virtual, derecha y con un tamaño el doble del objeto, que tiene 5 cm5\,\text{cm} de altura.1 pt
b
Realiza la representación gráfica del trazado de rayos correspondiente, identificando los elementos principales de la lente, el objeto y la imagen formada, así como las posiciones de éstos.1 pt
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Ejercicio 8

8
2 puntos
Un rayo de luz monocromático se propaga por el aire con una frecuencia de 3,75⋅1014 Hz3{,}75 \cdot 10^{14}\,\text{Hz} y atraviesa un medio de índice de refracción n2=1,45n_2 = 1{,}45.
a
Calcula la longitud de onda del rayo cuando se propaga por el aire.0,5 pts
b
Determina la frecuencia y la longitud de onda del rayo cuando se propaga por el segundo medio.1 pt
c
¿Con que ángulo deberá incidir el rayo cuando viaja por el segundo medio al volver a cambiar de medio al aire, para que se obtenga reflexión total?0,5 pts
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Ejercicio 9

9
2 puntos
El trabajo de extracción para el cobre es de 4,7 eV4{,}7\,\text{eV}.
a
Calcula la frecuencia umbral para el efecto fotoeléctrico de este metal.1 pt
b
Determina el potencial de frenado de los electrones emitidos por el metal cuando se irradia una muestra de cobre con una radiación de 190 nm190\,\text{nm} de longitud de onda.1 pt
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Ejercicio 10

10
2 puntos
Un electrón relativista adquiere una energía cinética equivalente a la energía de un fotón con una longitud de onda en el vacío de 6⋅10−12 m6 \cdot 10^{-12}\,\text{m}. Calcula:
a
la energía cinética del electrón, en eV.1 pt
b
la velocidad del electrón.1 pt
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