Examen resuelto de Física — Extraordinaria 2020

1.1. Un satélite xira arredor dun planeta nunha traxectoria elíptica. Cal das seguintes magnitudes permanece constante?: a) o momento angular; b) o momento lineal; c) a enerxía potencial.

1.2. Unha partícula móvese nun círculo de raio $r$ perpendicularmente a un campo magnético $\vec{B}$. Se duplicamos o valor de $\vec{B}$, o valor de $r$: a) duplícase; b) redúcese á metade; c) non varía.

2.1. Para obter unha imaxe virtual e dereita cunha lente delgada converxente, de distancia focal $f$, o obxecto debe estar a unha distancia da lente: a) menor ca $f$; b) maior ca $f$ e menor que $2f$; c) maior ca $2f$.

2.2. Indúcese corrente nunha espira condutora se: a) é atravesada por un fluxo magnético constante; b) xira no seo dun campo magnético uniforme; c) en ambos os casos.

3.1. O chifre dunha locomotora emite un son de 435 Hz de frecuencia. Se a locomotora se move achegándose a un observador en repouso, a frecuencia percibida polo observador é: a) 435 Hz; b) maior ca 435 Hz; c) menor ca 435 Hz.

3.2. Unha mostra dunha substancia radioactiva contiña hai 10 anos o dobre de núcleos que no instante actual; polo tanto, o número de núcleos que había hai 30 anos respecto ao momento actual era: a) seis veces maior; b) tres veces maior; c) oito veces maior.

Nunha experiencia para calcular o traballo de extracción dun metal observamos que os fotoelectróns expulsados da súa superficie por unha luz de $4\times 10^{-7}$ m de lonxitude de onda no baleiro son freados por unha diferenza de potencial de 0,80 V. E se a lonxitude de onda é de $3\times 10^{-7}$ m o potencial de freado é 1,84 V.

a) Represente graficamente a frecuencia fronte ao potencial de freado.

b) Determine o traballo de extracción a partir da gráfica.

DATOS: $c = 3\times 10^{8}$ m·s$^{-1}$; $h = 6{,}63\times 10^{-34}$ J·s; $|q_e| = 1{,}6\times 10^{-19}$ C.

A aceleración da gravidade na superficie dun planeta esférico de 4100 km de raio é 7,2 m·s$^{-2}$. Calcule:

a) a masa do planeta;

b) a enerxía mínima necesaria que hai que comunicar a un minisatélite de 3 kg de masa para lanzalo dende a superficie do planeta e situalo a 1000 km de altura sobre a mesma, nunha órbita circular arredor do planeta.

DATO: $G = 6{,}67\times 10^{-11}$ N·m$^2$·kg$^{-2}$.

Dúas cargas puntuais de $-6\;\mu\text{C}$ cada unha están fixas nos puntos de coordenadas $(-5, 0)$ e $(5, 0)$. As coordenadas están expresadas en metros. Calcule:

a) o vector campo electrostático no punto $(15, 0)$;

b) a velocidade coa que chega ao punto $(10, 0)$ unha partícula de masa 20 g e carga $8\;\mu\text{C}$ que se abandona libremente no punto $(15, 0)$.

DATO: $K = 9\times 10^{9}$ N·m$^{2}$·C$^{-2}$.

Unha onda harmónica transversal de lonxitude de onda $\lambda = 60$ cm propágase no sentido positivo do eixe $x$. Na gráfica amósase a elongación $y$ do punto de coordenada $x = 0$ en función do tempo: a elongación oscila entre $-0{,}8$ m e $+0{,}8$ m, parte de $y(0,0) = 0$ con tendencia descendente nos primeiros instantes, e completa un ciclo en $T = 3$ s (a gráfica abrangue $0 \leq t \leq 9$ s e mostra exactamente tres oscilacións completas).

Determine:

a) a expresión matemática que describe esta onda, indicando o desfase inicial, a frecuencia e a amplitude da onda;

b) a velocidade de propagación da onda.

Un mergullador acende unha lanterna dentro da auga e enfócaa cara á superficie formando un ángulo de 30° coa normal.

a) Con que ángulo emerxerá a luz da auga?

b) Cal é o ángulo de incidencia a partir do cal a luz non sairá da auga?

DATOS: $n_{\text{auga}} = 4/3$; $n_{\text{aire}} = 1$.