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la cuevadel empollón
FísicaAragónPAU 2020Extraordinaria

Física · Aragón 2020

8 ejercicios

Instrucciones

Elija cuatro de las ocho preguntas propuestas. En cada pregunta se señala la puntuación máxima.

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Supón que en el laboratorio estás realizando una práctica con un muelle que tienes colgado verticalmente de un soporte fijo.
Datos
  • g=9,8 m/s2g = 9{,}8\,\text{m/s}^2
a
Al colgar una pesa de masa m=100 gm = 100\,\text{g} de su extremo inferior, observas que el alargamiento del muelle en equilibrio es ΔL=10,4 cm\Delta L = 10{,}4\,\text{cm}. Si sustituyes la pesa por otra de masa m′=250 gm' = 250\,\text{g}, ¿cuál esperas que sea el nuevo alargamiento en equilibrio?1 pt
b
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 s7{,}9\,\text{s}. Supuesto que la masa del muelle es despreciable, ¿cuál será la masa de esa pesa?1,5 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • I0=10−12 W/m2I_0 = 10^{-12}\,\text{W/m}^2
a
La intensidad del sonido puede medirse en decibelios (dB). Explica en qué consiste la escala decibélica de intensidad acústica (o sonoridad).1 pt
b
El nivel de intensidad sonora de la sirena de un barco es de 60 dB60\,\text{dB} a 10 m10\,\text{m} de distancia. Suponiendo que la sirena es un foco emisor puntual, calcula el nivel de intensidad sonora a 1 km1\,\text{km} de distancia.0,75 pts
c
Calcula la distancia a la que la sirena deja de ser audible.0,75 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2/\text{kg}^2
  • MTierra=5,97⋅1024 kgM_{\text{Tierra}} = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RTierra=6371 kmR_{\text{Tierra}} = 6371\,\text{km}
a
Explica el concepto de energía potencial gravitatoria. ¿Qué energía potencial gravitatoria tiene una partícula de masa mm situada a una distancia rr de otra de masa MM?1 pt
b
Un satélite de masa m=100 kgm = 100\,\text{kg} realiza una órbita circular terrestre con un radio que es dos veces el de la Tierra, r=2RTierrar = 2R_{\text{Tierra}}. Calcula el valor de su energía mecánica.0,75 pts
c
Determina la cantidad de energía que será necesario suministrarle para desplazarlo a una órbita de radio tres veces el terrestre, r′=3RTierrar' = 3R_{\text{Tierra}}.0,75 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Deduce razonadamente la expresión de la velocidad de escape de un planeta de radio RR y masa MM.1 pt
b
Calcula la velocidad de escape del planeta enano Ceres, considerando su forma aproximadamente esférica, si sabemos que su radio es 469,7 km469{,}7\,\text{km} y su densidad media es de 2077 kg/m32077\,\text{kg/m}^3.1,5 pts
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Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Datos
  • carga partícula alfa q=3,2⋅10−19 Cq = 3{,}2 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • masa partícula alfa m=6,64⋅10−27 kgm = 6{,}64 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
a
Explica el concepto de potencial eléctrico. Superficies equipotenciales.1 pt
b
En una región del espacio existe un campo eléctrico uniforme E=1000 N/CE = 1000\,\text{N/C}. En un punto PP de esta región, donde supondremos que el potencial eléctrico es nulo, V(P)=0V(P) = 0, liberamos una partícula alfa (HeX2+\ce{He^{2+}}) con velocidad inicial nula. Una vez que ha recorrido una distancia d=10 cmd = 10\,\text{cm}, calcula su energía potencial en el punto dd.0,75 pts
c
Obtén su velocidad.0,75 pts
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Ejercicio 6

6
2,5 puntos
Dos conductores rectilíneos de gran longitud, verticales y paralelos, están separados una distancia de 50 cm50\,\text{cm}. Si por ellos circulan corrientes iguales de 12 A12\,\text{A} de intensidad y sentidos opuestos, calcula el módulo del campo magnético resultante en los siguientes puntos:
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 T m/A\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m/A}
a
Punto PP equidistante a ambos conductores.1,25 pts
b
Punto QQ situado a 50 cm50\,\text{cm} de un conductor y a 100 cm100\,\text{cm} del otro.1,25 pts
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Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
Dualidad onda-corpúsculo: escribe la ecuación de De Broglie y comenta su significado e importancia física.1 pt
b
Calcula la longitud de onda correspondiente a un electrón con 20 eV20\,\text{eV} de energía cinética.1,5 pts
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Ejercicio 8

8
2,5 puntos
Datos
  • Índice de refracción del vidrio para el rayo azul: nazul=1,55n_{\text{azul}} = 1{,}55
  • índice de refracción del vidrio para el rayo rojo: nrojo=1,40n_{\text{rojo}} = 1{,}40
  • índice de refracción del aire naire=1n_{\text{aire}} = 1
a
Enuncia y explica las leyes de la reflexión y de la refracción para la luz.1 pt
b
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∘30^\circ, calcula el ángulo que forman entre sí los rayos azul y rojo reflejados.0,75 pts
c
Calcula el ángulo que forman entre sí los rayos azul y rojo refractados.0,75 pts
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