Física · Castilla-La Mancha 2019

Un satélite de comunicaciones de $500\,\text{kg}$ se coloca en órbita geoestacionaria (visto desde la superficie de la Tierra siempre se encuentra situado en la vertical del mismo punto del ecuador).

Tenemos una lente convergente de distancia focal $100\,\text{mm}$ con la que se observa un pequeño objeto de $4\,\text{mm}$ de altura situado a $60\,\text{mm}$ a la izquierda de la lente (véase el esquema adjunto; la luz viaja de izquierda a derecha).

Una pequeña bolita cargada de masa $0{,}50\,\text{g}$, situada dentro de un campo eléctrico uniforme vertical que apunta hacia arriba, se mantiene en equilibrio mediante un hilo tenso muy ligero que la sujeta desde abajo (ver esquema).

Un haz de partículas cargadas describe una trayectoria circular de $2\,\text{cm}$ de radio alrededor de las líneas de un intenso campo magnético $B = 4\,\text{T}$, completando una órbita cada $1{,}64 \cdot 10^{-8}\,\text{s}$. El sentido de giro es horario visto desde arriba (esquema).

Interferencia de ondas.

Un murciélago emite ultrasonidos de $4 \cdot 10^4\,\text{Hz}$, que se propagan en todas direcciones a $340\,\text{m/s}$.

Dualidad onda-corpúsculo.

Un condensador plano está formado por dos láminas metálicas (armaduras), cada una de área $400\,\text{cm}^2$, colocadas paralelamente entre si y separadas una distancia $7{,}08\,\text{mm}$. El medio que separa ambas armaduras tiene una permitividad $\varepsilon_0 = 8{,}85 \cdot 10^{-12}\,\text{F/m}$.

El positrón es la antipartícula del electrón, con su misma masa ($9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}$) y carga opuesta. Cuando ambas partículas se encuentran, se aniquilan entre si. Calcular en eV la energía liberada en la colisión de un par electrón / positrón.

Efecto fotoeléctrico.

Un rayo de luz se propaga en el interior de un diamante. ¿Cuál es el mayor valor posible para el ángulo de incidencia $i$ mostrado en la figura de manera que no haya rayo refractado hacia el exterior? Explicar razonadamente.

Un astronauta situado en la superficie de un satélite del sistema solar realiza un experimento de péndulos para medir la gravedad. Varía las longitudes de los péndulos y cuenta 4 oscilaciones de cada uno, midiendo los tiempos invertidos en completarlas. Los datos obtenidos se indican en la tabla siguiente. Calcular la aceleración de la gravedad en ese satélite.