Examen resuelto de Física — Extraordinaria 2024
Cataluña7 problemas100% Resuelto
Pregunta 1
2,5 puntos
Gravitación y Movimiento Planetario
Resonancia orbital en el sistema HD110067
Los sistemas planetarios tienden a formarse en resonancia. En noviembre de 2.023, la revista Nature publicaba el descubrimiento de seis planetas orbitando en resonancia la estrella HD110067.
a)
Supongamos que esta estrella tiene la masa del Sol y que los planetas tienen órbitas circulares. El sexto planeta, el más exterior, tiene un periodo de 54,7 días. Calcule la distancia entre el planeta y la estrella. Represente la estrella y el planeta, dibuje el vector de aceleración normal y calcule su módulo.
(1,25 puntos)b)
El quinto planeta completa 4 órbitas en el mismo tiempo que el sexto planeta completa 3 (relación 4:3). Calcule el radio de la órbita del quinto planeta y la energía mecánica de este suponiendo que su masa es 2,5 veces la terrestre.
(1,25 puntos)Pregunta 2
2,5 puntos
Ondas e Interferencia Sonora
Interferencia de dos altavoces e intensidad sonora
Dos altavoces separados una distancia emiten una señal armónica y en fase. El generador de señales se puede ajustar entre 200 y 400 Hz. La persona A está a m del altavoz 1 y a m del altavoz 2. La persona B está a m del altavoz 1 y a m del altavoz 2.
a)
Calcule todas las frecuencias que se pueden escoger en el generador para que la persona A oiga las señales con intensidad máxima. ¿Qué frecuencia de las anteriores se debe escoger para que la persona A oiga la señal con intensidad máxima y la persona B no la pueda oír?
(1,25 puntos)b)
Ahora se emite música por los dos altavoces con una potencia de W cada uno. Calcule la intensidad sonora generada por cada altavoz en la posición de la persona A. Determine el nivel de intensidad sonora que percibe esta persona.
(1,25 puntos)✓
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Pregunta 3
2,5 puntos
Campo Eléctrico y Electrostática
Fun-Fly-Stick: levitación electrostática y campo eléctrico
El Fun-Fly-Stick es un generador de electricidad estática que permite hacer levitar objetos metálicos ligeros. Al apretar el botón se genera una carga estática negativa en la varita. Tocando el objeto con la varita, parte de esta carga se transfiere al objeto de forma que ambos quedan cargados y el objeto levita por encima de la varita.
a)
Supongamos que, después de tocar el objeto, la varita y el objeto tienen la misma carga. Realice un dibujo de la situación y dibuje las fuerzas sobre el objeto. Calcule cuál es la carga electrostática del objeto metálico si tiene una masa de 10 g y se encuentra a 55 cm de la varita.
(1,25 puntos)b)
Considere ahora otra situación con cargas C separadas 60 cm. Calcule el campo eléctrico y el potencial en el punto central. Determine el trabajo de una fuerza externa para llevar un electrón desde el infinito hasta ese punto.
(1,25 puntos)Pregunta 4
2,5 puntos
Campo Magnético
Experimento de Oersted: campo magnético de un hilo conductor
El experimento de Oersted (1.820) consiste en un hilo conductor paralelo a la componente horizontal del campo magnético terrestre por donde pasa una corriente eléctrica y una aguja magnética justo encima o debajo del hilo.
a)
Represente sobre la aguja de la brújula los vectores del campo magnético terrestre () y del campo magnético generado por el hilo (). Argumente si la brújula está sobre o debajo del hilo conductor.
(1,25 puntos)b)
La separación entre la brújula y el hilo es de 10 cm. La aguja forma un ángulo de 45° con la dirección de la corriente cuando circulan 20 A. Calcule la componente horizontal del campo magnético terrestre.
(1,25 puntos)📊
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Pregunta 5
2,5 puntos
Óptica Geométrica
Corrección de hipermetropía y lentes convergentes
Un ojo hipermétrope no es capaz de enfocar objetos cercanos a la retina, sino que los enfoca detrás de ella. Anna no es capaz de enfocar bien los objetos que están más cerca de 70 cm y necesita gafas con lentes convergentes para leer.
a)
Anna sitúa el libro a 35 cm y la imagen creada por la lente debe estar a 70 cm para que la pueda enfocar correctamente. Calcule la distancia focal de la lente correctora y su potencia.
(1,25 puntos)b)
Calcule dónde se formará la imagen de un objeto de 10 cm de altura situado a 25 cm delante de una lente convergente de 20 cm de distancia focal. Calcule el tamaño de la imagen y describa sus características. Dibuje el diagrama de rayos.
(1,25 puntos)Pregunta 6
2,5 puntos
Física Nuclear y Datación Radiactiva
Datación por carbono-14 en el yacimiento de La Draga
En el yacimiento neolítico de La Draga (Banyoles) se utiliza el método del carbono-14 (C) para la datación de restos. El C se desintegra en N con un período de semidesintegración de 5 730 años. La datación de una muestra de hueso del sector D es de 6 010 años.
a)
Escriba la reacción nuclear del decaimiento del C a N, incluyendo los antineutrinos. Justifique el tipo de reacción. Determine la relación entre y .
(1,25 puntos)b)
Calcule del C. Determine qué porcentaje de C permanece en la muestra. Calcule la actividad del hueso en el momento de morir si actualmente es de 3,63 Bq.
(1,25 puntos)📚
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Pregunta 7
2,5 puntos
Movimiento Armónico Simple
Oscilador armónico: masa colgada de un muelle
Una masa de 100 g se hace oscilar colgada de un muelle. Se observa que realiza 40 oscilaciones en un minuto y que la diferencia entre la posición más alta y la más baja es de 15 cm.
a)
Determine el periodo, la constante del muelle y la ecuación del movimiento si se empieza a contar cuando pasa por la posición más baja. Represente la fuerza elástica durante dos periodos.
(1,25 puntos)b)
Calcule la energía mecánica del oscilador armónico y encuentre la expresión de la energía cinética en función de la posición. Calcule el módulo de la velocidad cuando la masa está 3 cm por encima de la posición de equilibrio.
(1,25 puntos)Recursos para tu selectividad PAU
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