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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2018Ordinaria

Física · Castilla y León 2018

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
El examen incluye tabla constantes como anexo. OPTATIVIDAD: EL ALUMNO DEBERÁ ELEGIR OBLIGATORIAMENTE UNA DE LAS DOS OPCIONES QUE SE PROPONEN (A o B) Y DESARROLLAR LOS 5 EJERCICIOS DE LA MISMA. CRITERIOS GENERALES DE EVALUACIÓN: • La calificación final se obtendrá sumando las notas de los 5 ejercicios de la opción escogida. • Las fórmulas empleadas en la resolución de los ejercicios deberán ir acompañadas de los razonamientos oportunos y los resultados numéricos obtenidos para las distintas magnitudes físicas deberán escribirse con las unidades adecuadas. En la página 2 dispone de una tabla de constantes físicas, donde encontrará (en su caso) los valores que necesite.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
1,5 puntos
La estación espacial internacional (ISS), cuya masa es 4,5⋅105 kg4{,}5 \cdot 10^5\,\text{kg}, describe una órbita aproximadamente circular alrededor de la Tierra, de periodo 9292 minutos.
a
Determine su altura sobre la superficie de la Tierra y su velocidad orbital.0,75 pts
b
Calcule la energía necesaria para duplicar el radio de su órbita.0,75 pts
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Ejercicio 2

2
3 puntos
a
Explique qué son las líneas de campo y las superficies equipotenciales para el campo eléctrico y qué relación existe entre ambas.1,5 pts
b
Explique qué diferencia hay entre las líneas del campo eléctrico creado por un protón y el creado por un electrón. ¿Y entre las superficies equipotenciales? Represente las líneas del campo y las superficies equipotenciales en ambos casos.1,5 pts
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Ejercicio 3

3
1,5 puntos
Una onda transversal se propaga en el sentido negativo del eje X con velocidad 5 m s−15\,\text{m s}^{-1}. Su longitud de onda es 1,4 m1{,}4\,\text{m} y su amplitud 3 m3\,\text{m}.
a
Escriba la ecuación de la onda, suponiendo que en el punto x=0x = 0 la perturbación es nula cuando t=0t = 0.0,75 pts
b
¿Cuál es la velocidad de vibración máxima de un punto del medio?0,75 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a
Explique en qué consiste el fenómeno de la reflexión total de la luz. Represente mediante esquemas la trayectoria de un rayo para los siguientes casos: ángulo de incidencia menor, igual y mayor que el ángulo límite.1 pt
b
Si el índice de refracción del agua es 1,331{,}33 y el del aire es 11, determine en qué condiciones se produce el fenómeno de la reflexión total en la superficie de separación de los medios y el valor del ángulo límite correspondiente.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
a
Explique los tipos de desintegraciones radiactivas.1 pt
b
Determine el número másico y el número atómico del isótopo que resultará del después de emitir una partícula α\alpha y dos partículas β−\beta^-.1 pt
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Ejercicio 1

1
1,5 puntos
a
Considerando que las órbitas de los planetas del sistema solar son aproximadamente circulares, utilice los datos de la órbita terrestre (radio, 150⋅106 km150 \cdot 10^6\,\text{km}; periodo, 365365 días) para calcular la velocidad de traslación de Mercurio, sabiendo que el radio de su órbita mide 57,9⋅106 km57{,}9 \cdot 10^6\,\text{km}.0,75 pts
b
Calcule el diámetro de Mercurio, sabiendo que la aceleración de la gravedad en su superficie es 3,7 m s−23{,}7\,\text{m s}^{-2} y su densidad media es 5,43 g cm−35{,}43\,\text{g cm}^{-3}.0,75 pts
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Por dos cables horizontales paralelos, cuya masa por unidad de longitud es 60 kg km−160\,\text{kg km}^{-1}, situados uno sobre otro y separados 1 cm1\,\text{cm}, circulan corrientes iguales y del mismo sentido.
a
Si el cable inferior estuviese sustentado únicamente por la fuerza atractiva del otro cable, determine el valor de la intensidad que tendría que circular por los cables.1,5 pts
b
Calcule el vector campo magnético creado por ambos cables en un punto situado 2 cm2\,\text{cm} por debajo del cable inferior, si la corriente en cada cable es 10 A10\,\text{A}.1,5 pts
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Ejercicio 3

3
1,5 puntos
Una onda transversal se propaga por una cuerda según la ecuación de movimiento, en unidades S.I.:y(x,t)=3sen⁡(100t−5x+π/2)y(x, t) = 3 \sen(100t - 5x + \pi / 2)
a
Indique el valor de las siguientes magnitudes: amplitud, frecuencia, periodo y longitud de onda.0,8 pts
b
Represente gráficamente la elongación y la velocidad en función de la posición para t=0t = 0.0,7 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Consideremos un vaso de agua (índice de refracción n3=1,33n_3 = 1{,}33) en cuya superficie hay una capa de aceite (índice de refracción n2=1,45n_2 = 1{,}45) (ver figura).
Esquema de un rayo de luz incidiendo desde el aire sobre una capa de aceite que flota sobre agua, con ángulos y los índices de refracción correspondientes.
a
Un rayo incide desde el aire (índice de refracción n1=1n_1 = 1) formando un ángulo de 40∘40^{\circ} con la normal, como se indica en la figura. Dibuje la marcha de rayos y determine el ángulo de salida del rayo en el agua.1 pt
b
Si consideramos ahora un rayo procedente del agua, determine el ángulo de incidencia mínimo en la superficie agua-aceite para que no emerja luz al aire.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
a
Explique dos diferencias entre la fisión y la fusión nuclear.1 pt
b
Si un electrón y un protón son acelerados mediante la misma diferencia de potencial, ¿qué relación habrá entre sus respectivas longitudes de onda de De Broglie asociadas?1 pt
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