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la cuevadel empollón
FísicaComunidad ValencianaPAU 2022Extraordinaria

Física · Comunidad Valenciana 2022

12 ejercicios

Instrucciones

BAREMO DEL EXAMEN: La puntuación máxima de cada problema es de 2 puntos y la de cada cuestión de 1,5 puntos. Se permite el uso de calculadoras siempre que no sean gráficas o programables y que no puedan realizar cálculo simbólico ni almacenar datos o fórmulas en memoria. Los resultados deberán estar siempre debidamente justificados. Realiza primero el cálculo simbólico y después obtén el resultado numérico. TACHA CLARAMENTE todo aquello que no deba ser evaluado

Ejercicio 1 · Opción CUESTIONES

1Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

El potencial gravitatorio en un punto situado a una distancia rr del centro de un planeta es V=−9,1⋅108 J/kgV = -9{,}1 \cdot 10^8\,\text{J/kg}. La intensidad de campo en la superficie del planeta es g0=26 m/s2g_0 = 26\,\text{m/s}^2 y el radio del planeta es R=7⋅104 kmR = 7 \cdot 10^4\,\text{km}. Deduce una relación que proporcione la distancia rr en función de VV, RR y g0g_0 y calcula el valor de rr.
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Ejercicio 1 · Opción PROBLEMAS

1Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

Una sonda espacial de masa 800 kg800\,\text{kg} se coloca en órbita circular de radio 6500 km6500\,\text{km} alrededor de Venus. Si la energía cinética de la sonda es de 2⋅1010 J2 \cdot 10^{10}\,\text{J}:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{kg}^2
a
Deduce la expresión de la velocidad orbital de la sonda y calcula la masa de Venus.1 pt
b
Si Venus es un planeta esférico de densidad ρ=5,24 g/cm3\rho = 5{,}24\,\text{g/cm}^3 obtén la altura, en kilómetros, a la que hay que situar un cuerpo para que la fuerza de atracción gravitatoria que realiza Venus sobre este cuerpo sea un 36%36\% menor que la ejercida en su superficie.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción CUESTIONES

2Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Deduce la relación entre la energía mecánica de un satélite y el radio de su órbita circular alrededor de un planeta. Dos satélites, A y B, de igual masa siguen órbitas circulares, uno con energía mecánica EA=−4⋅1010 JE_A = -4 \cdot 10^{10}\,\text{J} y otro con EB=−2⋅1010 JE_B = -2 \cdot 10^{10}\,\text{J}. Razona cuál de los dos satélites tiene mayor energía cinética y cuál se encuentra más lejos del planeta.
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Ejercicio 2 · Opción PROBLEMAS

2Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

Una carga puntual q1=−5 μCq_1 = -5\,\mu\text{C} está situada en el punto A(3,−4) mA(3, -4)\,\text{m} y otra segunda, q2=4 μCq_2 = 4\,\mu\text{C}, en el punto B(0,−5) mB(0, -5)\,\text{m}.
Datos
  • k=9⋅109 N⋅m2/C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{C}^2
a
Calcula los vectores campo eléctrico debidos a cada carga y el campo eléctrico total en el origen de coordenadas O(0,0) mO(0, 0)\,\text{m}. Representa los tres vectores.1 pt
b
Calcula el potencial eléctrico total producido por las dos cargas en el origen de coordenadas. Calcula el trabajo necesario para trasladar una carga Q=1 μCQ = 1\,\mu\text{C} desde el infinito hasta dicho punto considerando nulo el potencial en el infinito.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción CUESTIONES

3Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Una carga de 3 μC3\,\mu\text{C} entra con velocidad v⃗=104i⃗ m/s\vec{v} = 10^4 \vec{i}\,\text{m/s} en una región del espacio en la que existe un campo eléctrico E⃗=104j⃗ N/C\vec{E} = 10^4 \vec{j}\,\text{N/C} y un campo magnético B⃗=(i⃗+k⃗) T\vec{B} = (\vec{i} + \vec{k})\,\text{T}. Determina el valor de las fuerzas eléctrica, magnética y total que actúan sobre la carga.
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Ejercicio 3 · Opción PROBLEMAS

3Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

A partir de un objeto de 15 cm15\,\text{cm} se desea obtener una imagen invertida de tamaño 0,75 m0{,}75\,\text{m} sobre una pantalla. Para ello se dispone de una lente convergente de 44 dioptrías.
a
¿Dónde hay que colocar el objeto respecto a la lente? ¿Dónde hay que colocar la pantalla? Realiza un trazado de rayos esquemático que represente lo calculado.1 pt
b
Supongamos que se rompe la lente anterior y la cambiamos por otra cuya distancia focal imagen es la mitad que la del apartado a). ¿Cuál es la potencia de la nueva lente? Si la distancia entre el objeto y la pantalla es 1,0 m1{,}0\,\text{m}, determina la menor distancia a la que hay que situar la lente del objeto para obtener una imagen enfocada en la pantalla.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción CUESTIONES

4Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

El circuito de la figura está formado por una barra metálica que desliza sobre un conductor en forma de ⊏\sqsubset. Sobre dicho circuito actúa un campo magnético perpendicular al plano XYXY, como aparece en la figura. Razona por qué se genera una corriente inducida en el circuito y cuál es su sentido (indícalo claramente con un dibujo). Escribe la ley física en la que te basas para responder, indicando las magnitudes que aparecen en ella.
Circuito con barra deslizante en campo magnético uniforme
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Ejercicio 4 · Opción PROBLEMAS

4Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

En un experimento de efecto fotoeléctrico, al incidir luz con longitud de onda λ1=550 nm\lambda_1 = 550\,\text{nm} se obtiene una velocidad máxima de los electrones v=296 km/sv = 296\,\text{km/s}. Calcula razonadamente:
Datos
  • q=1,6⋅10−19 Cq = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • m=9,1⋅10−31 kgm = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
El trabajo de extracción del metal sobre el que incide la luz (en eV) y la longitud de onda umbral.1 pt
b
El momento lineal y la longitud de onda de De Broglie asociada, en nanómetros, de los electrones que salen con velocidad máxima.1 pt
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Ejercicio 5

5
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Una onda trasversal en una cuerda viene descrita por la función y(x,t)=asen⁡(2πbt−cx)y(x, t) = a \sen(2\pi b t - cx). ¿Qué magnitudes físicas representan aa, bb y cc? ¿Cuáles son sus unidades en el Sistema Internacional? ¿Qué información aporta sobre la onda el signo negativo de la expresión? ¿Qué magnitud física representa el cociente 2πb/c2\pi b / c?
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Ejercicio 6

6
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

En el fondo de una piscina llena de agua salada se sitúa un pequeño foco luminoso (ver figura adjunta). Se observa que el rayo A se refracta y sale del agua con un ángulo de refracción de 44∘44^\circ, pero el rayo B no se refracta. Determina el índice de refracción nn del líquido y explica razonadamente el motivo por el cual el rayo B no se refracta.
Datos
  • naire=1,00n_{\text{aire}} = 1{,}00
Foco luminoso en el fondo de una piscina con rayos A y B
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Ejercicio 7

7
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Una persona usa habitualmente gafas con lentes y no sabe si éstas son convergentes o divergentes. Se quita las gafas y situándolas a 30 cm30\,\text{cm} de un objeto obtiene sobre una pared una imagen enfocada a 2,7 m2{,}7\,\text{m} de la gafa. ¿Qué potencia posee la lente? ¿La lente es convergente o divergente? Razona si la persona es miope o hipermétrope.
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Ejercicio 8

8
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Calcula la velocidad que debe tener una partícula para que su energía relativista sea el doble de su energía en reposo. ¿Sería posible que la velocidad de la partícula fuera el doble que la calculada anteriormente? Razona la respuesta.
Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
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