Examen resuelto de FísicaOrdinaria 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 m1=25  kgm_1 = 25\;kg\text{kg} y m2=50  kgm_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 m1m_1 y m2m_2 que experimenta una masa m3=500  gm_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 m1m_1 y m2m_2 cuando m3m_3 se desplaza del punto (1,0)  m(1,0)\;m\text{m} a otra posición muy alejada de m1m_1 y m2m_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  kgm = 1500\;kg\text{kg} describe una trayectoria circular alrededor de Saturno con período T=32  hT = 32\;h\text{h}. Dato: MS=5,681026  kgM_S = 5,681026  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  VV=-180\;V\text{V} y un campo eléctrico de módulo EE conocido. (Se asume E=60  V/m|E=60  V/m\vec{E}|=60\;\text{V/m} a partir de la relación V/EV/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 I1=200  mAI_1=200\;mA\text{mA} en sentido +x^+x^\hat{x}. El segundo está a d=20  cmd=20\;cm\text{cm} del primero (paralelo). Puntos AA, BB y CC según la figura. Se pide anular el campo en AA y BB, y calcular BB\vec{B} en CC (equidistante) si I2=I1I_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 xA=0  mx_A=0\;m\text{m} y xB=0,6  mx_B=0,6  m\text{,}6\;\text{m} oscilan en fase y cortan el eje cada 0,06  s0,06  s\text{,}06\;\text{s}. Ningún otro punto entre ellos oscila en fase. En t=0t=0, AA y BB 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  md=10\;m\text{m} de un altavoz de potencia P=200  WP=200\;W\text{W}. Dato: I0=1012  W/m2I_0=10^{-12}\;W/m2\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 nvn_v entre líquido (nln_l) y aire (na=1n_a=1). λv=23λa\lambda_{v}=23λa\frac{2}{3}\lambda_{a}. Ángulo crítico vidrio–aire: 3636^{\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  cmf'=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  nmλ=520  nm\lambda=520\;\text{nm} el potencial de frenado es V0=0,5  VV_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 N0=1020N_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
(1 pt)
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