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la cuevadel empollón
FísicaCastilla-La ManchaPAU 2018Extraordinaria

Física · Castilla-La Mancha 2018

12 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
3 puntos
PROBLEMAS
Un objeto de 25mm25\,\text{mm} de altura está situado a 60cm60\,\text{cm} a la izquierda de una lente convergente, y se observa que se forma una imagen real del objeto a 30cm30\,\text{cm} a la derecha de la lente. Suponemos que la luz se propaga de izquierda a derecha. Se pide:
a)
Calcular la distancia focal de la lente y su potencia en dioptrías.
b)
Hacer un esquema de rayos donde se muestre la formación de dicha imagen. ¿Cuál es su orientación y cuál es su tamaño?
c)
Si en lugar de observar este objeto con una lente convergente se utilizara una lente divergente de la misma distancia focal, con el objeto situado en el mismo lugar y a la misma distancia de la lente, calcular dónde estaría situada la imagen, y cuál sería su orientación y tamaño. Hacer un esquema de rayos.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
3 puntos
PROBLEMAS
Un equipo de astrónomos ha detectado un planeta extrasolar que gira en torno a una estrella cuya masa es 6%6\% mayor que la masa del Sol. La velocidad orbital del planeta, muy próximo a su estrella, es de 136km/s136\,\text{km/s}.
a)
Calcular la distancia desde el centro del planeta al centro de la estrella.
b)
¿Cuánto tiempo tarda el planeta en describir una órbita completa alrededor de su estrella (en días)?
c)
Suponiendo que una sonda espacial en órbita alrededor de esta estrella a una distancia de 100100 millones de km realiza una maniobra para alejarse a una nueva órbita a 110110 millones de km, calcular la variación de su energía potencial. ¿Aumenta o disminuye? Explicar. Masa de la sonda m=250kgm = 250\,\text{kg}.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
3 puntos
PROBLEMAS
Una pequeña bola de masa m=20gm = 20\,\text{g} se ha situado colgando de un hilo dentro de un campo eléctrico uniforme E=2450V/mE = 2450\,\text{V/m}, horizontal y dirigido de izquierda a derecha (véase esquema). La bola se mantiene en la posición indicada, y tiene una carga eléctrica neta que debemos determinar. El ángulo que forma con la vertical el hilo que la sostiene es de 26,126{,}1^\circ.
Esquema de una carga puntual colgando de un hilo en un campo eléctrico horizontal uniforme hacia la derecha, formando un ángulo theta con la vertical.
Esquema de una carga puntual colgando de un hilo en un campo eléctrico horizontal uniforme hacia la derecha, formando un ángulo theta con la vertical.
a)
Observando la disposición de la figura, explicar razonadamente cuál es el signo de la carga. Se valorará un esquema de fuerzas adecuado.
b)
Calcular el valor de la carga y la tensión del hilo que la sostiene.
Datos
  • g=9,8ms2g = 9{,}8\,\text{m} \cdot \text{s}^{-2}
c)
¿Qué valor debería tener el campo eléctrico para que el ángulo del hilo con la vertical fuese 4545^\circ? En este caso, ¿cuál sería la tensión del hilo?

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
3 puntos
PROBLEMAS
Dos partículas cargadas se lanzan contra las caras opuestas de una delgada lámina siguiendo trayectorias curvadas por un campo magnético uniforme de módulo 0,16T0{,}16\,\text{T}.
Trayectorias curvas de dos partículas en un campo magnético saliente hacia una lámina central, con radios R1 y R2.
Trayectorias curvas de dos partículas en un campo magnético saliente hacia una lámina central, con radios R1 y R2.
a)
Sabemos que el campo magnético es perpendicular al plano del papel y de sentido saliente. Explicar razonadamente cual es el signo de las cargas.
b)
La partícula 1 tiene una masa m1=1012kgm_1 = 10^{-12}\,\text{kg}, una velocidad v1=480m/sv_1 = 480\,\text{m/s} y el radio de su trayectoria es R1=12mmR_1 = 12\,\text{mm}. Calcular su carga.
c)
La partícula 2 tiene la misma masa y carga que la partícula 1, pero el radio de su trayectoria es R2=20mmR_2 = 20\,\text{mm}. Calcular su velocidad y el tiempo transcurrido desde que entra al campo magnético hasta que choca contra la lámina.

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1 punto
CUESTIONES
Un satélite artificial se coloca en órbita circular de radio 2500km2500\,\text{km} alrededor del planeta Mercurio, invirtiendo 8888 minutos y 2626 segundos en describir una órbita completa. Calcular la masa de Mercurio.

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1 punto
CUESTIONES
Una onda armónica que se propaga a lo largo de una cuerda tensa está descrita por la ecuación y=9sen(0,4πx20πtπ/6)y = 9 \sen(0{,}4\pi x - 20\pi t - \pi / 6) donde yy está en cm y x,tx, t en unidades S.I. Calcular la velocidad de propagación de la onda y la diferencia de fase entre dos puntos separados por 7,5m7{,}5\,\text{m}.

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1 punto
CUESTIONES
¿Qué nivel de intensidad sonora se registrará en ese mismo lugar si hubiese cuatro sirenas iguales funcionando simultáneamente, todas ellas a la misma distancia?

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1 punto
CUESTIONES
Se observa que el número de núcleos N0N_0 inicialmente presentes en una muestra de isótopo radiactivo queda reducida a N0/16N_0/16 al cabo de 2424 horas. ¿Cuál es el periodo de semidesintegración y cuál es la constante de desintegración radiactiva de este isótopo?

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
1 punto
CUESTIONES
La energía cinética de un neutrón es 200keV200\,\text{keV}. Calcular su longitud de onda.

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
1 punto
CUESTIONES
a)
¿Qué es la frecuencia umbral en el efecto fotoeléctrico?
b)
La frecuencia umbral del sodio es fNa=5,601014Hzf_{Na} = 5{,}60 \cdot 10^{14}\,\text{Hz} y la del potasio es fK=5,321014Hzf_K = 5{,}32 \cdot 10^{14}\,\text{Hz}. ¿Experimentarán estos dos metales efecto fotoeléctrico cuando se iluminen con luz verde de longitud de onda λ=5,50107m\lambda = 5{,}50 \cdot 10^{-7}\,\text{m}?
Datos
  • c=3108m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}

Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
1 punto
CUESTIÓN EXPERIMENTAL
Un imán está encarado por su polo norte a una espira conductora. Veamos las tres situaciones representadas en las figuras 6A, 6B y 6C. En la figura 6A el imán está en movimiento, acercándose a la espira. En la figura 6B el imán está situado muy cerca del plano de la espira, pero se encuentra en reposo. En la figura 6C el imán también está en movimiento, pero se aleja de la espira. Justificar razonadamente cuál será el sentido de la corriente inducida en cada caso.
Tres diagramas (6A, 6B, 6C) que muestran un imán de barra con el polo norte frente a una espira circular, indicando movimiento de acercamiento, reposo y alejamiento.
Tres diagramas (6A, 6B, 6C) que muestran un imán de barra con el polo norte frente a una espira circular, indicando movimiento de acercamiento, reposo y alejamiento.

Ejercicio 6 · Opción B

6Opción B
1 punto
CUESTIÓN EXPERIMENTAL
a)
Enunciar la ley de la refracción.
b)
A partir de los datos de la tabla para los ángulos de incidencia ii y de refracción rr, calcular el índice de refracción de la lámina de vidrio de la figura.
Fotografía de un rayo láser incidiendo sobre una lámina de vidrio, mostrando los ángulos de incidencia i y refracción r.
Fotografía de un rayo láser incidiendo sobre una lámina de vidrio, mostrando los ángulos de incidencia i y refracción r.
i()i (^{\circ})r()r (^{\circ})
16,016{,}010,510{,}5
25,525{,}516,516{,}5
34,534{,}522,022{,}0
45,545{,}528,028{,}0