Física · Aragón 2020

Al colgar una pesa de masa $m = 100\,\text{g}$ de su extremo inferior, observas que el alargamiento del muelle en equilibrio es $\Delta L = 10{,}4\,\text{cm}$. Si sustituyes la pesa por otra de masa $m' = 250\,\text{g}$, ¿cuál esperas que sea el nuevo alargamiento en equilibrio?

Imagina ahora que suspendes del muelle una tercera pesa de masa desconocida. Tras dar un pequeño empujón vertical a la pesa, cronometras el tiempo que tarda en realizar 10 oscilaciones completas y obtienes $7{,}9\,\text{s}$. Supuesto que la masa del muelle es despreciable, ¿cuál será la masa de esa pesa?

La intensidad del sonido puede medirse en decibelios (dB). Explica en qué consiste la escala decibélica de intensidad acústica (o sonoridad).

El nivel de intensidad sonora de la sirena de un barco es de $60\,\text{dB}$ a $10\,\text{m}$ de distancia. Suponiendo que la sirena es un foco emisor puntual, calcula el nivel de intensidad sonora a $1\,\text{km}$ de distancia.

Calcula la distancia a la que la sirena deja de ser audible.

Explica el concepto de energía potencial gravitatoria. ¿Qué energía potencial gravitatoria tiene una partícula de masa $m$ situada a una distancia $r$ de otra de masa $M$?

Un satélite de masa $m = 100\,\text{kg}$ realiza una órbita circular terrestre con un radio que es dos veces el de la Tierra, $r = 2R_{\text{Tierra}}$. Calcula el valor de su energía mecánica.

Determina la cantidad de energía que será necesario suministrarle para desplazarlo a una órbita de radio tres veces el terrestre, $r' = 3R_{\text{Tierra}}$.

Deduce razonadamente la expresión de la velocidad de escape de un planeta de radio $R$ y masa $M$.

Calcula la velocidad de escape del planeta enano Ceres, considerando su forma aproximadamente esférica, si sabemos que su radio es $469{,}7\,\text{km}$ y su densidad media es de $2077\,\text{kg/m}^3$.

Explica el concepto de potencial eléctrico. Superficies equipotenciales.

En una región del espacio existe un campo eléctrico uniforme $E = 1000\,\text{N/C}$. En un punto $P$ de esta región, donde supondremos que el potencial eléctrico es nulo, $V(P) = 0$, liberamos una partícula alfa ($\ce{He^{2+}}$) con velocidad inicial nula. Una vez que ha recorrido una distancia $d = 10\,\text{cm}$, calcula su energía potencial en el punto $d$.

Obtén su velocidad.

Punto $P$ equidistante a ambos conductores.

Punto $Q$ situado a $50\,\text{cm}$ de un conductor y a $100\,\text{cm}$ del otro.

Dualidad onda-corpúsculo: escribe la ecuación de De Broglie y comenta su significado e importancia física.

Calcula la longitud de onda correspondiente a un electrón con $20\,\text{eV}$ de energía cinética.

Enuncia y explica las leyes de la reflexión y de la refracción para la luz.

Un haz luminoso está constituido por dos rayos de luz superpuestos: uno azul y otro rojo de diferentes longitudes de onda. Si este haz incide desde el aire sobre la superficie plana de un vidrio con un ángulo de incidencia de $30^\circ$, calcula el ángulo que forman entre sí los rayos azul y rojo reflejados.

Calcula el ángulo que forman entre sí los rayos azul y rojo refractados.