Física · Aragón 2017

Determine la longitud de onda y la velocidad de propagación de la onda.

Escriba la función de onda correspondiente, en unidades S.I.

Calcule la máxima velocidad de oscilación trasversal de los puntos de la cuerda.

Determine la posición y la velocidad de la partícula en función del tiempo.

Calcule la energía cinética y la energía potencial de la partícula en función del tiempo. Represente la energía cinética para dos periodos de oscilación completos.

Momento angular de una partícula respecto de un punto: definición; teorema de conservación.

La órbita de Plutón en torno al Sol es elíptica. La relación de distancia entre su afelio y su perihelio es $5/3$. Calcule la relación (cociente) entre los valores en el afelio y en el perihelio de las siguientes magnitudes de Plutón: momento angular respecto al centro del Sol, energía cinética y energía potencial gravitatoria.

Enuncie y explique la ley de gravitación universal.

La nave Apolo 11 permitió la llegada del hombre a la Luna en 1969. Para ello orbitó alrededor de ella con un periodo de 119 minutos y a una distancia media del centro de la Luna de $1850\,\text{km}$. Suponiendo que su órbita fue circular, determine la velocidad orbital del Apolo 11.

Determine la masa de la Luna.

Escriba y comente la Ley de Coulomb. ¿Qué relación existe entra fuerza electrostática y el campo electrostático?

Disponemos de un sistema para medir la carga eléctrica compuesto por dos muelles de constante elástica $K = 10\,\text{N/m}$ que tienen en sus extremos unas pequeñas esferas. Cuando las esferas están descargadas se encuentran en contacto y los muelles en su longitud natural. Cuando cargamos las esferas con la misma carga, se separan una distancia de $10\,\text{cm}$. Calcule la carga de las esferas.

Escribe la expresión de la Fuerza de Lorentz que actúa sobre una partícula de carga q que se mueve con velocidad $\vec{v}$ en una región donde hay un campo magnético $\vec{B}$. Explica las características de esta fuerza y qué circunstancias deben cumplirse para que la partícula describa una trayectoria circular.

Un electrón de velocidad inicial nula es acelerado mediante un campo eléctrico entre dos placas entre las que existe una diferencia de potencial $\Delta V = 500\,\text{V}$. Después penetra en una región donde existe un campo magnético perpendicular a $\vec{v}$ y de intensidad $B = 10^{-3}\,\text{T}$. Calcula la velocidad v que tiene el electrón al pasar por la segunda placa y el radio R de la trayectoria que describe en la región de campo $\vec{B}$.

Explique en qué consiste el efecto fotoeléctrico. ¿Qué es la frecuencia umbral?

La energía de extracción de electrones (función de trabajo) del oro es $5{,}1\,\text{eV}$. Calcule la frecuencia umbral para el efecto fotoeléctrico de este metal. Calcule el potencial de frenado de los electrones arrancados cuando se ilumina una muestra de oro con luz de $230\,\text{nm}$ de longitud de onda.

Enuncie y explique las leyes de la reflexión y de la refracción de la luz.

Una lámina de aceite (índice de refracción $n = 1{,}47$) de caras planas y paralelas y espesor d se encuentra entre el aire y el agua. Un rayo de luz monocromática de frecuencia $f = 5 \cdot 10^{14}\,\text{Hz}$ incide desde el agua en la lámina. Determine las longitudes de onda del rayo en el agua y en el aceite.

Calcule el ángulo de incidencia en la superficie de separación agua-aceite a partir del cual se produce reflexión total interna en la superficie de separación aceite-aire.