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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2023ExtraordinariaVariante Suplente

Física · Andalucía 2023

8 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) El examen consta de 8 ejercicios (dos ejercicios por cada bloque A, B, C y D). Debe desarrollar en total cuatro ejercicios, elegidos libremente (puede seleccionar más de un ejercicio por bloque). En caso de responder a más ejercicios de los requeridos, serán tenidos en cuenta los 4 respondidos en primer lugar. c) Puede utilizar regla y calculadora que no sea programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos. d) Cada ejercicio se calificará entre 0 y 2,5 puntos: apartado (a) hasta 1 punto y (b) hasta 1,5 puntos. e) En cada ejercicio solo se pueden utilizar los datos proporcionados en su enunciado.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2,5 puntos
Interacción gravitatoria
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
a
Dos satélites de igual masa se encuentran en órbitas de igual radio alrededor de la Tierra y de Marte. Sabiendo que la masa de la Tierra es 9 veces la masa de Marte: i) deduzca la expresión de sus periodos orbitales y la relación entre ambos; ii) determine la relación entre las energías cinéticas de los satélites.1 pt
b
El satélite meteorológico chino FY-3 tiene una masa de 2300 kg2300\,\text{kg} y orbita alrededor de la Tierra con un periodo de 102,85102{,}85 minutos. Determine razonadamente: i) la altura de la órbita de FY-3; ii) la velocidad orbital; iii) la energía que hay que suministrar a FY-3 desde su órbita para que escape del campo gravitatorio terrestre.1,5 pts
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2,5 puntos
Interacción electromagnética
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
Una carga positiva qq se encuentra próxima a una carga negativa QQ. Razone si aumenta o disminuye la energía potencial eléctrica de qq en las siguientes situaciones: i) si se aleja de QQ siguiendo una línea de campo; ii) si se mueve en torno a QQ siguiendo una trayectoria circular.1 pt
b
Dos cargas positivas de valor 2⋅10−6 C2 \cdot 10^{-6}\,\text{C} se encuentran en los puntos A(−2,0)A(-2,0) y B(2,0) mB(2,0)\,\text{m}. i) Determine el vector campo eléctrico en el punto C(0,3) mC(0,3)\,\text{m}. ii) Calcule el trabajo que realiza el campo eléctrico cuando una tercera carga de valor −3⋅10−6 C-3 \cdot 10^{-6}\,\text{C} se traslada del punto CC al origen de coordenadas.1,5 pts
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Ejercicio 1 · Opción C

1Opción C
2,5 puntos
OndasÓptica geométrica
a
i) Escriba la ecuación de una onda estacionaria definiendo qué son los nodos y los vientres. ii) Deduzca la posición de los nodos y los vientres en función de la longitud de onda.1 pt
b
Por una cuerda tensa se propaga una onda armónica cuya ecuación es: y(x,t)=3⋅sen⁡(0,5πt−πx) (S.I.)y(x, t) = 3 \cdot \operatorname{sen}(0{,}5\pi t - \pi x) \text{ (S.I.)} Determine razonadamente: i) la velocidad máxima de vibración de un punto de la cuerda; ii) el valor de la aceleración para el punto x=1 mx = 1\,\text{m} para t=4 st = 4\,\text{s}.1,5 pts
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Ejercicio 1 · Opción D

1Opción D
2,5 puntos
Física del siglo XX
a
i) Explique el concepto de periodo de semidesintegración de una muestra radiactiva. ii) Obtenga de forma razonada la relación entre el periodo de semidesintegración y la constante radiactiva.1 pt
b
El Co 60 es un isótopo radiactivo utilizado en medicina para el tratamiento de diversas enfermedades. Sabiendo que el periodo de semidesintegración del X2760X227260Co\ce{^{60}_{27}Co} es de 5,275{,}27 años, calcule: i) el tiempo que tardan en desintegrase 4/54/5 partes de una muestra inicial; ii) la masa de cobalto que habrá dentro de 50 años para una muestra que inicialmente posee una masa de 150 g150\,\text{g}.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2,5 puntos
Interacción gravitatoria
Datos
  • g=9,8 m s−2g = 9{,}8\,\text{m s}^{-2}
a
Razone si son ciertas las siguientes afirmaciones: i) La variación de energía mecánica de un cuerpo es siempre diferente de cero si sobre él actúan fuerzas no conservativas. ii) La variación de energía cinética de un cuerpo es siempre nula si las fuerzas no conservativas que actúan sobre el cuerpo no realizan trabajo.1 pt
b
Un cuerpo de 10 kg10\,\text{kg} desliza, con una velocidad inicial de 3 m s−13\,\text{m s}^{-1}, por una superficie horizontal con coeficiente de rozamiento 0,20{,}2. i) Realice un esquema de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. ii) Determine mediante consideraciones energéticas la distancia que recorre el cuerpo hasta detenerse y el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2,5 puntos
Interacción electromagnética
Datos
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • μ0=4π⋅10−7 T m A−1\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m A}^{-1}
a
Una partícula de masa mm y carga qq se mueve en un campo magnético uniforme B⃗\vec{B} describiendo una trayectoria circular de radio RR. i) Deduzca razonadamente la expresión del radio en función del campo, la masa, la carga y la velocidad de la partícula. ii) Determine la relación entre las velocidades de dos partículas de igual masa y cargas qq y 3q3q que describen trayectorias circulares de igual radio RR en el seno de un mismo campo magnético.1 pt
b
Por un hilo conductor muy largo, situado en el eje OXOX, circula una corriente de intensidad 5 A5\,\text{A} en el sentido positivo de dicho eje. Un protón que se encuentra en el punto PP de coordenadas x=0,y=10,z=0 cmx = 0, y = 10, z = 0\,\text{cm} tiene una velocidad de 2⋅106i⃗ m s−12 \cdot 10^6 \vec{i}\,\text{m s}^{-1}. i) Realice un esquema incluyendo los vectores velocidad, campo magnético y fuerza sobre el protón, razonando su dirección y sentido. ii) Determine el vector campo eléctrico que habría que aplicar para que la velocidad del protón permanezca constante.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción C

2Opción C
2,5 puntos
OndasÓptica geométrica
a
i) Realice el trazado de rayos para un objeto situado a una distancia mayor que el doble de la distancia focal de una lente delgada convergente. ii) Justifique las características de la imagen.1 pt
b
Una lente divergente produce una imagen derecha 4 veces menor que un objeto situado a 10 cm10\,\text{cm} de la lente. i) Determine, indicando el criterio de signos utilizado, la posición de la imagen, así como la distancia focal de la lente. ii) Realice el trazado de rayos correspondiente.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción D

2Opción D
2,5 puntos
Física del siglo XX
Datos
  • m(X94239X2942239Pu)=239,0521634 um(\ce{^{239}_{94}Pu}) = 239{,}0521634\,\text{u}
  • m(X55AX2552ACs)=138,913364 um(\ce{^{A}_{55}Cs}) = 138{,}913364\,\text{u}
  • m(XZ99X2Z299X)=98,924148 um(\ce{^{99}_{Z}X}) = 98{,}924148\,\text{u}
  • mn=1,008665 um_n = 1{,}008665\,\text{u}
  • 1 u=1,66⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
a
Responda razonadamente si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas: i) La masa de un núcleo atómico es siempre igual a la suma de las masas de los nucleones que lo componen. ii) Un proceso de fisión nuclear ocurre cuando dos núcleos se unen para formar un núcleo más estable que los dos iniciales.1 pt
b
Tras la absorción de un neutrón, el isótopo del plutonio X94239X2942239Pu\ce{^{239}_{94}Pu} emite dos neutrones y se desintegra en el isótopo del cesio X55AX2552ACs\ce{^{A}_{55}Cs} y en un elemento XZ99X2Z299X\ce{^{99}_{Z}X}. i) Escriba la reacción nuclear del proceso descrito y calcule el número másico del X55AX2552ACs\ce{^{A}_{55}Cs} y el número atómico del XZ99X2Z299X\ce{^{99}_{Z}X}. ii) Calcule la energía liberada por cada núcleo de X94239X2942239Pu\ce{^{239}_{94}Pu} en la reacción anterior.1,5 pts
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