Examen resuelto de Física — Ordinaria 2024
Cantabria10 problemas · 5 bloques100% Resuelto
1
1
Gravitación
Fuerza gravitatoria de dos masas sobre una tercera
a) 1 ptb) 1 ptc) 0,5 pts
Dos masas y m 2 = 50 kg m_2 = 50\;kg \text{kg} están situadas en los puntos ( 1 , 1 ) m (1,1)\;m \text{m} y ( − 1 , 0 ) m (-1,0)\;m \text{m} respectivamente. a) Calcular y representar gráficamente el vector fuerza gravitatoria debido a m 1 m_1 y m 2 m_2 que experimenta una masa m 3 = 500 g m_3 = 500\;g \text{g} situada en ( 1 , 0 ) m (1,0)\;m \text{m} . b) Calcular el trabajo realizado por el campo gravitatorio creado por m 1 m_1 y m 2 m_2 cuando m 3 m_3 se desplaza del punto ( 1 , 0 ) m (1,0)\;m \text{m} a otra posición muy alejada de m 1 m_1 y m 2 m_2 . c) Razonar brevemente el significado físico del signo del trabajo.
a)
Vector fuerza gravitatoria sobre m3
(1 pt)b)
Trabajo para llevar m3 al infinito
(1 pt)c)
Significado del signo del trabajo
(0,5 pts)2
2
Gravitación
Sonda en órbita circular alrededor de Saturno
a) 1 ptb) 1 ptc) 0,5 pts
Una sonda espacial de m = 1500 kg m = 1500\;kg \text{kg} describe una trayectoria circular alrededor de Saturno con período T = 32 h T = 32\;h \text{h} . Dato: M S = 5 , 68 ⋅ 10 26 kg M_S = 5, 68 ⋅ 10 26 kg \text{,}68\cdot 10^{26}\;\text{kg} .
a)
Velocidad orbital y radio de la órbita
(1 pt)b)
Ec, Ep y Etotal
(1 pt)c)
Energía de escape
(0,5 pts)3
3
Campo eléctrico
Carga puntual: potencial y campo en el origen
a) 1 ptb) 1 ptc) 0,5 pts
Una carga situada en un punto del plano XY genera en el origen de coordenadas un potencial V = − 180 V V=-180\;V \text{V} y un campo eléctrico de módulo E E conocido. (Se asume ∣ E ⃗ ∣ = 60 V/m |E ⃗ ∣ = 60 V/m \vec{E}|=60\;\text{V/m} a partir de la relación V / E V/E habitual en este tipo de problemas.)
a)
Valor y posición de la carga
(1 pt)b)
Valor de la segunda carga con W = 900 nJ
(1 pt)c)
Relación signo del trabajo y signos de las cargas
(0,5 pts)4
4
Campo magnético
Campo magnético creado por dos conductores rectilíneos paralelos
a) 0,75 ptsb) 0,75 ptsc) 1 pt
Dos hilos rectilíneos infinitos paralelos. El primero sobre el eje OX lleva I 1 = 200 mA I_1=200\;mA \text{mA} en sentido + x ^ +x ^ \hat{x} . El segundo está a d = 20 cm d=20\;cm \text{cm} del primero (paralelo). Puntos A A , B B y C C según la figura. Se pide anular el campo en A A y B B , y calcular B ⃗ B ⃗ \vec{B} en C C (equidistante) si I 2 = I 1 I_2=I_1 pero en sentido opuesto.
a)
I2 para anular B en A
(0,75 pts)b)
I2 para anular B en B
(0,75 pts)c)
Vector B en C con I2 opuesta
(1 pt)5
5
Ondas
Onda transversal en una cuerda
a) 1 ptb) 0,75 ptsc) 0,75 pts
Una onda armónica transversal viaja por una cuerda hacia − x ^ -x ^ \hat{x} . Los puntos x A = 0 m x_A=0\;m \text{m} y x B = 0 , 6 m x_B=0, 6 m \text{,}6\;\text{m} oscilan en fase y cortan el eje cada 0 , 06 s 0, 06 s \text{,}06\;\text{s} . Ningún otro punto entre ellos oscila en fase. En t = 0 t=0 , A A y B B tienen elongación + 0 , 005 m +0, 005 m \text{,}005\;\text{m} y velocidad nula.
a)
Expresión matemática de la onda
(1 pt)b)
Velocidad de propagación
(0,75 pts)c)
Velocidad transversal en x=0,3 m
(0,75 pts)6
6
Ondas — Sonido
Intensidad y nivel de intensidad sonora de un altavoz
a) 1 ptb) 0,75 ptsc) 0,75 pts
Observador a d = 10 m d=10\;m \text{m} de un altavoz de potencia P = 200 W P=200\;W \text{W} . Dato: I 0 = 10 − 12 W/m 2 I_0=10^{-12}\;W/m 2 \text{W/m}^2 .
a)
Intensidad sonora a 10 m
(1 pt)b)
Distancia para 80 dB
(0,75 pts)c)
Factor de reducción de potencia
(0,75 pts)7
7
Óptica
Reflexión total en una lámina de vidrio
a) 0,75 ptsb) 0,75 ptsc) 1 pt
Lámina de vidrio n v n_v entre líquido (n l n_l ) y aire (n a = 1 n_a=1 ). λ v = 2 3 λ a \lambda_{v}=2 3 λ a \frac{2}{3}\lambda_{a} . Ángulo crítico vidrio–aire: 36 ∘ 36^{\circ} .
a)
Índice del vidrio nv
(0,75 pts)b)
Índice del líquido nl
(0,75 pts)c)
Tiempo del rayo recorriendo d
(1 pt)8
8
Óptica geométrica
Lente convergente: imagen doble del objeto
a) 1 ptb) 1 ptc) 0,5 pts
Lente convergente con f ′ = 15 cm f'=15\;cm \text{cm} . Se busca una imagen de tamaño doble del objeto.
a)
Posiciones si imagen derecha
(1 pt)b)
Posiciones si imagen invertida
(1 pt)c)
Naturaleza (real/virtual)
(0,5 pts)9
9
Efecto fotoeléctrico
Trabajo de extracción y umbral fotoeléctrico
a) 0,75 ptsb) 0,75 ptsc) 1 pt
Con λ = 520 nm λ = 520 nm \lambda=520\;\text{nm} el potencial de frenado es V 0 = 0 , 5 V V_0=0, 5 V \text{,}5\;\text{V} .
a)
Trabajo de extracción
(0,75 pts)b)
Longitud de onda umbral
(0,75 pts)c)
Ec máxima a 280 nm
(1 pt)10
10
Física nuclear
Desintegración radiactiva
a) 0,75 ptsb) 0,75 ptsc) 1 pt
Muestra de N 0 = 10 20 N_0=10^{20} átomos. En 150 días la actividad ha descendido un 40%.
a)
Constante de desintegración λ
(0,75 pts)b)
Período de semidesintegración
(0,75 pts)c)
Actividad y N a los 150 días
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