Física · Comunidad Valenciana 2012

La estación espacial internacional gira alrededor de la Tierra siguiendo una órbita circular a una altura $h = 340\,\text{km}$ sobre la superficie terrestre. Deduce la expresión teórica y calcula el valor numérico de:

Una persona de masa $60\,\text{kg}$ que está sentada en el asiento de un vehículo, oscila verticalmente alrededor de su posición de equilibrio comportándose como un oscilador armónico simple. Su posición inicial es $y(0) = A \cdot \cos(\pi / 6)$ donde $A = 1{,}2\,\text{cm}$, y su velocidad inicial $v_y(0) = -2{,}4 \cdot \sen(\pi / 6)\,\text{m/s}$. Calcula, justificando brevemente:

¿Dónde se debe situar un objeto para que un espejo cóncavo forme imágenes virtuales? ¿Qué tamaño tienen estas imágenes en relación al objeto? Justifica la respuesta con ayuda de las construcciones geométricas necesarias.

Una partícula de carga $q = 2\,\mu\text{C}$ que se mueve con velocidad $\vec{v} = (10^3 \vec{i})\,\text{m/s}$ entra en una región del espacio en la que hay un campo eléctrico uniforme $\vec{E} = (-3 \vec{j})\,\text{N/C}$ y también un campo magnético uniforme $\vec{B} = (2 \vec{k})\,\text{mT}$. Calcula el vector fuerza total que actúa sobre esa partícula y representa todos los vectores involucrados (haz coincidir el plano XY con el plano del papel).

Uno de los procesos que tiene lugar en la capa de ozono de la estratosfera es la rotura del enlace de la molécula de oxígeno por la radiación ultravioleta del sol. Para que este proceso tenga lugar hay que aportar a cada molécula $5\,\text{eV}$. Calcula la longitud de onda mínima que debe tener la radiación incidente para que esto suceda. Explica brevemente tus razonamientos.

La gráfica de la derecha representa el número de núcleos radiactivos de una muestra en función del tiempo en años. Utilizando los datos de la gráfica deduce razonadamente el valor de la constante de desintegración radiactiva de este material.

La velocidad de escape de un objeto desde la superficie de la Luna es de $2375\,\text{m/s}$. Calcula la velocidad de escape de dicho objeto desde la superficie de un planeta de radio 4 veces el de la Luna y masa 80 veces la de la Luna.

Explica qué es una onda estacionaria. Describe algún ejemplo en el que se produzcan ondas estacionarias.

Una placa de vidrio se sitúa horizontalmente sobre un depósito de agua de forma que la parte superior de la placa está en contacto con el aire como muestra la figura. Un rayo de luz incide desde el aire a la cara superior del vidrio formando un ángulo $\alpha = 30^\circ$ con la vertical.

Una carga puntual de valor $q_1 = -2\,\mu\text{C}$ se encuentra en el punto $(0,0)\,\text{m}$ y una segunda carga de valor desconocido, $q_2$ se encuentra en el punto $(3,0)\,\text{m}$. Calcula el valor que debe tener la carga $q_2$ para que el campo eléctrico generado por ambas cargas en el punto $(5,0)\,\text{m}$ sea nulo. Representa los vectores campo eléctrico generados por cada una de las cargas en ese punto.

El cátodo de una célula fotoeléctrica tiene una longitud de onda umbral de $542\,\text{nm}$. Sobre su superficie incide un haz de luz de longitud de onda $160\,\text{nm}$. Calcula:

Calcula la energía total en kilowatios-hora (kW·h) que se obtiene como resultado de la fisión de $1\,\text{g}$ de $\ce{^{235}U}$, suponiendo que todos los núcleos se fisionan y que en cada reacción se liberan $200\,\text{MeV}$.