Examen resuelto de Física — Extraordinaria 2025
AragónExtraordinaria 20254 Bloques100% Resuelto
1
1
Campo gravitatorio
Energía potencial gravitatoria — definición y expresión
a) 1,0
Explique el concepto de energía potencial gravitatoria (0,5 puntos). ¿Qué energía potencial gravitatoria tiene una partícula de masa m situada a una distancia r de otra de masa M? (0,5 puntos).
1a-i)
Explique el concepto de energía potencial gravitatoria.
(0,5 ptos)1a-ii)
¿Qué energía potencial gravitatoria tiene una partícula de masa m a una distancia r de otra de masa M?
(0,5 ptos)2
2
Campo gravitatorio
Órbita lunar: distancia Tierra-Luna y fuerza gravitatoria
b) 1,5
La fuerza gravitatoria de la Tierra mantiene a la Luna orbitando a su alrededor. Sabiendo que la Luna tarda 28 días en realizar una órbita completa, ¿a qué distancia del centro de la Tierra se encuentra? ¿Cuánto vale la fuerza gravitatoria que se ejercen ambos astros?
1b-i)
Calcule la distancia del centro de la Tierra a la Luna usando que T = 28 días.
(0,5 ptos)1b-ii)
Calcule la fuerza gravitatoria entre la Tierra y la Luna. Dibuje el sistema y la fuerza.
(1,0 ptos)3
3
Campo gravitatorio
Radio y gravedad superficial de la Luna a partir de su densidad
c) 1,5
La densidad promedio lunar es de 3,34 g/cm³. ¿Cuál será su radio promedio? ¿Y el valor de la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna?
1c-i)
Calcule el radio promedio de la Luna a partir de su densidad.
(0,75 ptos)1c-ii)
Calcule la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna.
(0,75 ptos)4
4
Campo magnético
Fuerza entre corrientes paralelas — dirección y sentido
a) 1,0
Dos cables infinitos, paralelos, separados d = 12 cm, conducen corrientes I₁ = 2 A e I₂ = 3 A en el mismo sentido. Calcule la fuerza por unidad de longitud y dibuje la dirección y sentido de la fuerza sobre cada corriente.
2a)
Calcule la fuerza por unidad de longitud entre los dos cables y dibuje la dirección y sentido de la fuerza.
(1,0 ptos)5
5
Campo magnético
Líneas de campo magnético y punto de anulación entre dos corrientes
b) 1,5
¿Qué forma tienen las líneas de campo magnético generadas por I₁? ¿Existe algún punto del eje x donde se anule el campo magnético total? Justifique y dé la distancia respecto a I₁.
2b-i)
Describa la forma de las líneas de campo magnético de I₁.
(0,5 ptos)2b-ii)
¿Existe punto de anulación del campo magnético en el eje x? Justifique y calcule.
(1,0 ptos)6
6
Campo eléctrico
Fuerza electrostática sobre electrones de una corriente
c) 1,5
Si se activa un campo eléctrico uniforme E = 150 V/m perpendicular a las corrientes y hacia la derecha, calcule la fuerza electrostática sobre cada electrón de I₂. Dibuje dirección y sentido.
2c-i)
Calcule la fuerza electrostática sobre cada electrón de I₂.
(0,75 ptos)2c-ii)
Dibuje la fuerza mostrando dirección y sentido.
(0,75 ptos)7
7
Óptica
Espejo cóncavo: posición, tamaño e imagen (trazado de rayos)
a) 1,0
Frente a un espejo cóncavo de radio R = 12 cm se coloca un objeto de 4 cm de altura a 20 cm. Calcule posición y tamaño de la imagen. ¿Imagen derecha o invertida? Trazado de rayos.
3a-i)
Calcule la posición y el tamaño de la imagen.
(0,5 ptos)3a-ii)
¿Imagen derecha o invertida? Trazado de rayos.
(0,5 ptos)8
8
Ondas
Péndulo simple: frecuencia angular, periodo, ecuación y velocidad máxima
b) 1,0
Péndulo simple de 87 cm que oscila con ángulo pequeño. Obtenga frecuencia angular y periodo. Escriba la ecuación x(t) si A = 2 cm y x(0) = A. ¿Velocidad al pasar por la vertical?
3b-i)
Frecuencia angular y periodo.
(0,5 ptos)3b-ii)
Ecuación de la posición x(t).
(0,25 ptos)3b-iii)
Velocidad al pasar por la vertical.
(0,25 ptos)9
9
Ondas
Tubos abiertos: armónico fundamental y longitud de onda
c) 1,0
Tubería PVC con ambos extremos abiertos. Primer trozo L = 25 cm: frecuencia del armónico fundamental. Segundo trozo: frecuencia fundamental = 2/3 de la del primero. Calcule longitudes de onda de ambos sonidos.
3c-i)
Frecuencia del armónico fundamental del primer tubo (L = 25 cm).
(0,5 ptos)3c-ii)
Longitud del segundo tubo para que f' = (2/3)f.
(0,25 ptos)3c-iii)
Longitud de onda de ambos sonidos.
(0,25 ptos)10
10
Ondas
Intensidad sonora, nivel en decibelios y distancia de detección (semiesfera)
d) 1,0
Sirena de 500 W, detector con umbral de 60 dB. ¿A qué intensidad corresponde 60 dB? ¿A qué distancia se empieza a detectar si emite en semiesfera?
3d-i)
¿A qué intensidad corresponde 60 dB?
(0,5 ptos)3d-ii)
¿A qué distancia empezará a detectar el sonido? (emisión semiesférica)
(0,5 ptos)11
11
Física cuántica
Ecuación de De Broglie: significado e importancia
a) 1,0
Escriba la ecuación de De Broglie y comente su significado e importancia física.
4a)
Ecuación de De Broglie: significado e importancia.
(1,0 ptos)12
12
Física cuántica
Energía cinética y longitud de onda de De Broglie de un electrón
b) 1,0
Se lanza un electrón a 2,04·10⁶ km/h. Calcule su energía cinética y su longitud de onda asociada.
4b)
Calcule energía cinética y longitud de onda de De Broglie del electrón.
(1,0 ptos)13
13
Física cuántica
Fotones de un láser He-Ne: frecuencia y energía
c) 1,0
Un láser de He-Ne emite fotones de λ = 632,8 nm. Calcule la frecuencia y la energía de cada fotón.
4c)
Calcule frecuencia y energía de los fotones del láser.
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