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Examen resuelto de Física — Ordinaria 2024

Asturias10 problemas · elegir 5100% Resuelto
1
1
Gravitación
Planeta Mercurio: masa, peso y velocidad de escape
a) 0,5b) 0,5c) 1
El planeta Mercurio tiene una gravedad en su superficie de 0,370,37\text{,}37 veces la gravedad terrestre y su radio es 0,3870,387\text{,}387 veces el radio de la Tierra.
a)
Calcula la masa del planeta Mercurio.
(0,5 pts)
b)
Determina el peso en la superficie de Mercurio de un cuerpo que en la Tierra pesa 20 N.
(0,5 pts)
c)
¿Cuál sería la velocidad de escape de un objeto lanzado desde la superficie de Mercurio?
(1 pt)
2
2
Gravitación
Satélite en órbita circular: masa del planeta, velocidad de lanzamiento y órbita
a) 0,5b) 1c) 0,5
Un satélite artificial describe una órbita circular a una altura de h=20 000 kmh = 20\,000\,km\text{km} alrededor de un planeta de radio RP=5 000 kmR_P = 5\,000\,km\text{km} y aceleración de la gravedad en superficie gSP=8,2 m/s2g_{SP} = 8,2 m/s2\text{,}2\,\text{m/s}^2.
a)
Calcula la masa del planeta.
(0,5 pts)
b)
Determina la velocidad mínima de lanzamiento desde la superficie para alcanzar dicha órbita.
(1 pt)
c)
Calcula la velocidad orbital y el periodo.
(0,5 pts)
3
3
Campo eléctrico
Tres cargas en un cuadrado: campo, potencial y trabajo
a) 1b) 0,5c) 0,5
Tres cargas puntuales q1=8 μCq_1 = 8\,μC\mu\text{C} y q2=q3=−4 μCq_2 = q_3 = -4\,μC\mu\text{C} se colocan en los vértices de un cuadrado de lado 2 m: q1q_1 en O(0,0)O(0,0), q2q_2 en A(2,0) mA(2,0)\,m\text{m} y q3q_3 en B(0,2) mB(0,2)\,m\text{m}.
a)
Determina el campo eléctrico en el centro del cuadrado C(1,1) m.
(1 pt)
b)
Calcula el potencial eléctrico en C y en el cuarto vértice D(2,2) m.
(0,5 pts)
c)
Trabajo para llevar q4 = 3 nC desde D hasta C. Justifica el signo.
(0,5 pts)
4
4
Campo magnético
Fuerza sobre electrón cerca de hilo rectilíneo
a) 1,5b) 0,5
Un hilo conductor rectilíneo muy largo dispuesto según el eje OYOY lleva una corriente I=1 AI = 1\,A\text{A} en el sentido positivo. Un electrón en el plano XY, a distancia d=10−1 md = 10^{-1}\,m\text{m} del conductor, se mueve con velocidad v⃗=106 i⃗ m/sv⃗=106 i⃗ m/s\vec{v} = 10^{6}\,\vec{i}\,\text{m/s}.
a)
Esquema de v, B y F. Módulo, dirección y sentido de la fuerza.
(1,5 pts)
b)
Si la velocidad fuese según OY, ¿cuál sería la nueva fuerza?
(0,5 pts)
5
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Ondas (sonido)
Sala de fiestas con 6 altavoces: potencia y nivel sonoro
a) 1b) 1
Una sala de fiestas dispone de una pista circular con 6 altavoces idénticos dispuestos simétricamente alrededor, todos a d=10 md = 10\,m\text{m} del centro. El bailarín en el centro percibe ST=120 dBS_T = 120\,dB\text{dB}.
a)
Potencia de cada altavoz.
(1 pt)
b)
Si se estropean 3 altavoces, nuevo nivel de intensidad sonora.
(1 pt)
6
6
Ondas
Onda transversal en cuerda: ecuación y velocidad de oscilación
a) 1b) 1
Una onda transversal se propaga por una cuerda en el sentido positivo del eje X con velocidad v=4 m/sv = 4\,m/s\text{m/s}. Amplitud A=0,8 mA = 0,8 m\text{,}8\,\text{m}, frecuencia angular ω=π/4 rad/sω=π/4 rad/s\omega = \pi/4\,\text{rad/s}. En t=0 st=0\,s\text{s}, el punto en x=0x=0 tiene aceleración máxima y positiva.
a)
Expresión matemática de la onda.
(1 pt)
b)
Velocidad de oscilación en x=2 mx = 2\,m\text{m}, t=10 st = 10\,s\text{s}.
(1 pt)
7
7
Óptica
Lente convergente: imagen virtual del doble de tamaño
a) 1b) 1
Un sistema óptico consta de una lente delgada convergente de distancia focal f′=0,4 mf' = 0,4 m\text{,}4\,\text{m}.
a)
Distancia del objeto (altura 5 cm) para obtener una imagen virtual, derecha y doble.
(1 pt)
b)
Trazado de rayos e identificación de elementos.
(1 pt)
8
8
Óptica (refracción)
Rayo monocromático y reflexión total
a) 0,5b) 1c) 0,5
Un rayo de luz monocromático se propaga por el aire con frecuencia f0=3,75⋅1014 Hzf_0 = 3,75⋅1014 Hz\text{,}75\cdot10^{14}\,\text{Hz} y atraviesa un medio de índice n2=1,45n_2 = 1,45\text{,}45.
a)
Longitud de onda en el aire.
(0,5 pts)
b)
Frecuencia y longitud de onda en el segundo medio.
(1 pt)
c)
Ángulo de incidencia desde el medio 2 al aire para reflexión total.
(0,5 pts)
9
9
Efecto fotoeléctrico
Efecto fotoeléctrico en cobre
a) 1b) 1
El trabajo de extracción del cobre es WCu=4,7 eVW_{Cu} = 4,7 eV\text{,}7\,\text{eV}.
a)
Frecuencia umbral del efecto fotoeléctrico.
(1 pt)
b)
Potencial de frenado al irradiar con λ=190 nmλ=190 nm\lambda = 190\,\text{nm}.
(1 pt)
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Física moderna (relatividad)
Electrón relativista con energía cinética de un fotón
a) 1b) 1
Un electrón relativista adquiere una energía cinética igual a la energía de un fotón con longitud de onda en el vacío λ=6⋅10−12 mλ=6⋅10−12 m\lambda = 6\cdot10^{-12}\,\text{m}.
a)
Energía cinética del electrón en eV.
(1 pt)
b)
Velocidad del electrón.
(1 pt)
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