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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2024Ordinaria

Física · Asturias 2024

10 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

  • 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}

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)0,5 pts
Calcula la masa del planeta Mercurio.
b)0,5 pts
Determina el peso en la superficie de Mercurio de un cuerpo que en la Tierra pesa 20 N20\,\text{N}.
c)1 pts
¿Cuál sería la velocidad de escape de un objeto lanzado desde la superficie de Mercurio?
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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)0,5 pts
Calcula la masa del planeta.
b)1 pts
Determina la velocidad mínima de lanzamiento del satélite desde la superficie del planeta para alcanzar dicha órbita.
c)0,5 pts
Calcula la velocidad orbital y el período de la órbita del satélite alrededor del planeta.
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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)1 pts
Realiza un diagrama y determina el campo eléctrico en el centro del cuadrado C(1,1) mC(1, 1)\,\text{m}.
b)0,5 pts
Calcula el potencial eléctrico en los puntos CC y en el cuarto vértice D(2,2) mD(2, 2)\,\text{m}.
c)0,5 pts
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.
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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)1,5 pts
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.
b)0,5 pts
Si se cambia la dirección de la velocidad del electrón según el eje OYOY, ¿cuál sería la nueva fuerza ejercida? Razona la respuesta.
Ver este ejercicio

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)1 pts
Determina la potencia de cada uno de los altavoces de la sala de fiestas.
b)1 pts
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.
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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)1 pts
la expresión matemática de la onda.
b)1 pts
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}.
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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)1 pts
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.
b)1 pts
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.
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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)0,5 pts
Calcula la longitud de onda del rayo cuando se propaga por el aire.
b)1 pts
Determina la frecuencia y la longitud de onda del rayo cuando se propaga por el segundo medio.
c)0,5 pts
¿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?
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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)1 pts
Calcula la frecuencia umbral para el efecto fotoeléctrico de este metal.
b)1 pts
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.
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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)1 pts
la energía cinética del electrón, en eV.
b)1 pts
la velocidad del electrón.
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