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la cuevadel empollón
FísicaAragónPAU 2012Ordinaria

Física · Aragón 2012

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
El alumno debe responder a una de las dos opciones propuestas, A o B. En cada pregunta se señala la puntuación máxima. El ejercicio presenta dos opciones, A y B. El alumno deberá elegir y desarrollar una de ellas, sin mezclar contenidos. La puntuación máxima de cada apartado se indica en el enunciado. Los errores se valorarán negativamente sólo una vez, en el primer apartado en que aparezcan, salvo que conduzcan a resultados absurdos no discutidos en los siguientes. Se valorará el buen uso del lenguaje y la adecuada notación científica, que los correctores podrán bonificar con un máximo de un punto. Por los errores ortográficos, la falta de limpieza en la presentación y la redacción defectuosa podrá disminuirse la calificación hasta un punto. Se exigirá que todos los resultados analíticos y gráficos estén paso a paso justificados.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Considere dos tubos sonoros de la misma longitud, L=1,36 mL = 1{,}36\,\text{m}, el primero con sus dos extremos abiertos a la atmósfera y el segundo con uno abierto y otro cerrado.
a
Calcule, para cada tubo, la menor frecuencia de excitación sonora para la que se formarán ondas estacionarias en su interior. Determine la longitud de onda correspondiente en cada caso. Tome como velocidad de propagación del sonido en el aire v=340 m/sv = 340\,\text{m/s}.1,5 pts
b
Represente la onda estacionaria que se forma dentro de cada tubo, indicando la posición de nodos y vientres.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Enuncie y explique las Leyes de Kepler. Compruebe la tercera en el caso particular de órbitas circulares.1,5 pts
b
Europa es un satélite de Júpiter que tarda 3,553{,}55 días en recorrer su órbita de radio medio REuropa=6,71⋅108 mR_{\text{Europa}} = 6{,}71 \cdot 10^8\,\text{m}; Io, otro satélite de Júpiter, tiene un periodo orbital de 1,771{,}77 días. Calcule el radio medio de su órbita.0,5 pts
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Ejercicio 3

3
3 puntos
Dos cargas eléctricas puntuales de valor q1=80 nCq_1 = 80\,\text{nC} y q2=−40 nCq_2 = -40\,\text{nC}, están situadas respectivamente en los puntos (−1,0)(-1, 0) y (1,0)(1, 0) del plano XY como indica la figura. (Las coordenadas están expresadas en metros).
Datos
  • K=1/(4πε0)=9⋅109 N⋅m2⋅C−2K = 1 / (4 \pi \varepsilon_0) = 9 \cdot 10^9\,\text{N} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{C}^{-2}
  • 1 nC=10−9 C1\,\text{nC} = 10^{-9}\,\text{C}
Representación de dos cargas q1 y q2 en el eje X con puntos A y B marcados en el plano cartesiano.
a
El vector campo electrostático E⃗\vec{E} en los puntos A (0, 0) y B (0, 1). ¿En qué punto o puntos del plano se anula el campo E⃗\vec{E}?1,5 pts
b
El trabajo que debemos realizar para trasladar una carga puntual q3=0,2 nCq_3 = 0{,}2\,\text{nC} desde el punto A hasta el punto B.1,5 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
a
Describa detalladamente los fenómenos de reflexión y refracción de un haz luminoso. ¿Qué es el ángulo límite?1,5 pts
b
Disponemos de una cámara fotográfica de objetivo fijo (lente delgada convergente) cuya distancia focal es 120 mm120\,\text{mm} (teleobjetivo). La película, o sensor fotográfico, está situada a 14 cm14\,\text{cm} del objetivo. ¿A qué distancia del objeto que queremos fotografiar debemos colocar el objetivo de la cámara para que su imagen se forme nítidamente sobre la película? Si la altura de la película fotográfica es h=24 mmh = 24\,\text{mm}, determine la máxima altura del objeto para que salga entero en la fotografía.1 pt
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Ejercicio 1

1
2 puntos
La ecuación de una onda armónica transversal que se propaga por una cuerda viene dada por, y(x,t)=0,04⋅sen⁡[10π(2x−t)]y(x, t) = 0{,}04 \cdot \sen[10\pi(2x - t)], donde todas las magnitudes se expresan en el Sistema Internacional de Unidades.
a
Determine la amplitud, la longitud de onda, la velocidad y la dirección y sentido de propagación de la onda.1 pt
b
Calcule la elongación y la velocidad transversal de oscilación del punto situado en x=0,5 mx = 0{,}5\,\text{m} en el instante t=0,25 st = 0{,}25\,\text{s}.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{kg}^{-2}
  • MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6,38⋅106 mR_T = 6{,}38 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MAquarius=1350 kgM_{\text{Aquarius}} = 1350\,\text{kg}
a
Escriba y comente la Ley de Gravitación Universal.1 pt
b
Estos días se cumple un año de la puesta en órbita del satélite SAC-D Aquarius. La altura de su órbita circular sobre la superficie de la Tierra es h=660 kmh = 660\,\text{km}. Calcule la velocidad orbital del Aquarius y el periodo de su órbita.1 pt
c
Determine el mínimo trabajo que deberían realizar los motores del satélite si fuese necesario corregir su órbita y pasar a otra, también circular, pero alejada el doble (2h2h) de la superficie terrestre.1 pt
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Ejercicio 3

3
3 puntos
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 m kg C−2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{m kg C}^{-2}
a
¿Qué campo magnético B⃗\vec{B} crea en su entorno una corriente eléctrica rectilínea e indefinida de valor II? Dibuje las líneas del campo y describa su comportamiento.1,5 pts
b
El sistema de la figura está formado por dos conductores rectilíneos, paralelos e indefinidos, situados en el mismo plano y separados una distancia d=20 cmd = 20\,\text{cm}.1,5 pts
Dos conductores paralelos (1) y (2) con corrientes I1 e I2, mostrando los puntos P1 y P2 y las distancias d, d/2 y 3d/2.
b.1
Calcule el valor del campo B⃗\vec{B} en el punto P1P_1 cuando por ambos conductores circula la misma intensidad I1=I2=2 AI_1 = I_2 = 2\,\text{A} pero en sentido contrario.1 pt
b.2
¿Qué corriente, y en qué sentido, debe circular por el conductor (2) para que anule el campo B⃗\vec{B} creado por el conductor (1) en el punto P2P_2?0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • c=3,00⋅108 m/sc = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
a
Explique brevemente dos hechos experimentales que pusieron en crisis la validez de la Física clásica e indique qué solución aporta la Física cuántica.1 pt
b
Un láser de helio-neón emite un haz de luz monocromática cuya longitud de onda en el vacío es λ0=632 nm\lambda_0 = 632\,\text{nm}. Determine la frecuencia y la energía asociada a cada uno de los fotones emitidos.1 pt
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