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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2018ExtraordinariaVariante Suplente

Física · Andalucía 2018

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) Debe desarrollar las cuatro preguntas de una de las dos opciones. c) Puede utilizar calculadora no programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos d) Cada pregunta se calificará entre 0 y 2,5 puntos (hasta 1,25 puntos cada uno de sus apartados).
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Datos
  • g=9,8 m s−2g = 9{,}8\,\text{m s}^{-2}
a
Razone la veracidad o falsedad de las siguientes frases: (i) La energía cinética y potencial toman siempre valores positivos; (ii) en un campo gravitatorio una masa en reposo comienza a moverse hacia donde su energía potencial disminuye.1,25 pts
b
Un objeto de 2 kg2\,\text{kg} con una velocidad inicial de 5 m s−15\,\text{m s}^{-1} se desplaza 20 cm20\,\text{cm} por una superficie horizontal para, a continuación, comenzar a ascender por un plano inclinado 30∘30^\circ. El coeficiente de rozamiento entre el objeto y ambas superficies es 0,10{,}1. Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el objeto en ambas superficies y calcule la altura máxima que alcanza el objeto mediante consideraciones energéticas.1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Una espira circular gira en torno a uno de sus diámetros en un campo magnético uniforme. Razone, haciendo uso de las representaciones gráficas y las expresiones que precise, si se induce fuerza electromotriz en la espira en los dos siguientes casos: (i) El campo magnético es paralelo al eje de rotación; (ii) el campo magnético es perpendicular al eje de rotación.1,25 pts
b
Una bobina circular de 2020 espiras y radio 5 cm5\,\text{cm} se coloca en el seno de un campo magnético dirigido perpendicularmente al plano de la bobina. El módulo del campo magnético varía con el tiempo de acuerdo con la expresión B=0,02t+0,8t2B = 0{,}02t + 0{,}8t^2 (SI). Determine: (i) El flujo magnético que atraviesa la bobina en función del tiempo; (ii) la fem inducida en la bobina en el instante t=5 st = 5\,\text{s}.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
a
Explique el fenómeno de la dispersión de la luz por un prisma ayudándose de un esquema.1,25 pts
b
Un objeto de 0,3 m0{,}3\,\text{m} de altura se sitúa a 0,6 m0{,}6\,\text{m} de una lente convergente de distancia focal 0,2 m0{,}2\,\text{m}. Determine la posición, naturaleza y tamaño de la imagen mediante procedimientos gráficos y numéricos.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Datos
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • u=1,67⋅10−27 kgu = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • m(11H)=1,007825 um({}^{1}_{1}\text{H}) = 1{,}007825\,u
  • m(715N)=15,000109 um({}^{15}_{7}\text{N}) = 15{,}000109\,u
  • m(612C)=12,000000 um({}^{12}_{6}\text{C}) = 12{,}000000\,u
  • m(24He)=4,002603 um({}^{4}_{2}\text{He}) = 4{,}002603\,u
a
¿Qué se entiende por estabilidad nuclear? Explique cualitativamente la dependencia de la estabilidad nuclear con el número másico.1,25 pts
b
En algunas estrellas predominan las fusiones del denominado ciclo de carbono, cuyo último paso consiste en la fusión de un protón con nitrógeno 715N{}^{15}_{7}\text{N} para dar 612C{}^{12}_{6}\text{C} y un núcleo de helio. Escriba la reacción nuclear y determine la energía necesaria para formar 1 kg1\,\text{kg} de 612C{}^{12}_{6}\text{C}.1,25 pts
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Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
a
Defina velocidad de escape y deduzca razonadamente su expresión.1,25 pts
b
Un satélite artificial de 100 kg100\,\text{kg} se mueve en una órbita circular alrededor de la Tierra con una velocidad de 7,5⋅103 m s−17{,}5 \cdot 10^3\,\text{m s}^{-1}. Calcule: (i) El radio de la órbita; (ii) la energía potencial del satélite; (iii) la energía mecánica del satélite.1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
Explique qué son las líneas de campo eléctrico y las superficies equipotenciales. Razone si es posible que se puedan cortar dos líneas de campo. Dibuje las líneas de campo y las superficies equipotenciales correspondientes a una carga puntual positiva.1,25 pts
b
Una carga q1=8⋅10−9 Cq_1 = 8 \cdot 10^{-9}\,\text{C} está fija en el origen de coordenadas, mientras que otra carga, q2=−10−9 Cq_2 = -10^{-9}\,\text{C}, se halla, también fija, en el punto (3,0) m(3,0)\,\text{m}. Determine: (i) El campo eléctrico, debido a ambas cargas, en el punto A(4,0) mA(4,0)\,\text{m}; (ii) el trabajo realizado por el campo para desplazar una carga puntual q=−2⋅10−9 Cq = -2 \cdot 10^{-9}\,\text{C} desde A(4,0) mA(4,0)\,\text{m} hasta el punto B(0,4) mB(0,4)\,\text{m}. ¿Qué significado físico tiene el signo del trabajo?1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Datos
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
a
Discuta razonadamente la veracidad de la siguiente afirmación: “Cuando una onda incide en la superficie de separación de dos medios, las ondas reflejada y refractada tienen igual frecuencia e igual longitud de onda que la onda incidente”.1,25 pts
b
Una onda electromagnética que se desplaza por un medio viene descrita por la siguiente ecuación: y(x,t)=0,5sen⁡(3⋅1010t−175x) (SI)y(x, t) = 0{,}5 \sen(3 \cdot 10^{10}t - 175x) \text{ (SI)} Calcule el periodo, la longitud de onda y el índice de refracción del medio por el que se propaga, justificando sus respuestas.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • mp=1,7⋅10−27 kgm_p = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
¿Qué se entiende por dualidad onda-corpúsculo? Si un electrón y un neutrón se desplazaran con la misma energía cinética, ¿cuál de ellos tendrá un mayor valor de longitud de onda asociada? Razone su respuesta.1,25 pts
b
Se acelera un protón desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 5000 V5000\,\text{V}. Determine la velocidad del protón y su longitud de onda de de Broglie. Si en lugar de un protón fuera un electrón el que se acelera con la misma diferencia de potencial, calcule su energía cinética y longitud de onda. Justifique todas sus respuestas.1,25 pts
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