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Examen resuelto de Física — Ordinaria 2025

Galicia8 problemas100% Resuelto

Pregunta 1

2,5 puntos

Interacción gravitatoria

Satélite geoestacionario SpainSat NG I

El satélite SpainSat NG I, de la empresa española Hisdesat, se lanzó con éxito desde Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Falcon 9. Con un peso de 6,1 toneladas y una altura de 7,2 metros, el satélite viajará hasta su posición final en órbita geoestacionaria a 35.786 km sobre la Tierra.

Usted forma parte del equipo del SpainSat NG I que tiene que hacer los cálculos para controlar el satélite en su órbita.

Datos: $G = 6{,}67 \times 10^{-11}\text{ N·m}^2\text{·kg}^{-2}$ ; $R_T = 6{,}37 \times 10^6\text{ m}$ ; $M_T = 5{,}98 \times 10^{24}\text{ kg}$ .

1.1

1) Dibuje un esquema de la órbita del satélite, indicando la dirección y el sentido de la fuerza gravitatoria. 2) Calcule la aceleración gravitatoria que experimenta el satélite. 3) Calcule la velocidad del satélite en su órbita.

(1 punto)

1.2

Si el satélite en la órbita alrededor de la Tierra pierde masa en su recorrido, su período de rotación: 1) se reduce en la misma proporción; 2) aumenta en esa proporción; 3) no varía.

(0,5 puntos)

1.3

1) Calcule el trabajo mínimo que es necesario realizar sobre el satélite para situarlo en la órbita circular geoestacionaria. 2) Calcule la velocidad mínima que necesita el satélite para abandonar esa órbita y alejarse definitivamente de la Tierra.

(1 punto)

Pregunta 2

2,5 puntos

Interacción electromagnética

Campo eléctrico y magnético — Electrón en campos paralelos y problemas de cargas/conductores

Datos: $K = 9 \times 10^9\text{ N·m}^2\text{·C}^{-2}$ ; $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\text{ T·m·A}^{-1}$ .

2.1

Abandonamos en reposo un electrón en una región del espacio en la que hay un campo magnético y otro eléctrico, ambos estacionarios, uniformes y paralelos entre sí. A medida que pasa el tiempo, el electrón adquirirá: a) un movimiento circular uniforme; b) un movimiento rectilíneo y uniforme; c) un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

(1 punto)

2.2.1

En uno de los vértices de un triángulo equilátero de 70 cm de lado colocamos una carga de

+1\text{ μC}

, en otro la carga es de

-1\text{ μC}

y en el tercero se sitúa una carga de

-2\text{ μC}

. Calcule: a) la intensidad de campo eléctrico en el vértice de la carga de

-2\text{ μC}

; b) el trabajo realizado por la fuerza eléctrica cuando la carga de

-2\text{ μC}

se desplaza hasta el infinito.

(1,5 puntos)

2.2.2

Por un conductor rectilíneo vertical circula una corriente

I = 2\text{ A}

hacia arriba. a) ¿Qué campo magnético crea a una distancia

r = 10\text{ cm}

? b) En paralelo, a esa distancia, se sitúa un segundo conductor con

I' = 1\text{ A}

en el mismo sentido. ¿Qué fuerza por unidad de longitud actúa sobre cada conductor?

(1,5 puntos)

Pregunta 3

2,5 puntos

Ondas y óptica geométrica

Lente convergente, onda armónica y péndulo simple

Preguntas sobre óptica geométrica (lentes) y ondas mecánicas.

3.1

Al colocar un objeto a 15 cm de distancia de una lente convergente de 30 cm de distancia focal, la imagen formada es: a) real, invertida y aumentada; b) virtual, derecha y aumentada; c) real, derecha y reducida.

(1 punto)

3.2.1

La función de onda es

y(t,x) = 4 \sin[2\pi(50t - 0{,}20x)]

(longitudes en metros, tiempo en segundos). Determine: a) la longitud de onda y el período; b) la velocidad de propagación y la velocidad máxima de vibración.

(1,5 puntos)

3.2.2

Se quiere obtener la aceleración de la gravedad mediante un péndulo simple a partir de las medidas dadas. a) Represente

T^2

frente a

L

. b) Determine

g

a partir de la gráfica.

(1,5 puntos)

Pregunta 4

2,5 puntos

Física del siglo XX

Relatividad, datación radiactiva y efecto fotoeléctrico

Datos: $h = 6{,}63 \times 10^{-34}\text{ J·s}$ ; $c = 3 \times 10^8\text{ m/s}$ ; $m_e = 9{,}1 \times 10^{-31}\text{ kg}$ .

4.1

Un astronauta que viaja a una velocidad de

0{,}9c

mide la velocidad de un rayo de luz emitido desde su nave. El resultado que obtiene es: a)

0{,}1c

; b)

c

; c)

1{,}9c

(1 punto)

4.2.1

Datación radiactiva con

^{14}\text{C}

(período de semidesintegración: 5.570 años). a) Calcule la constante de desintegración y la vida media. b) Un fragmento de madera contiene el 62% del

^{14}\text{C}

actual. Determine su antigüedad.

(1,5 puntos)

4.2.2

Sobre una célula fotoeléctrica de cátodo de volframio (

f_{\text{umbral}} = 1{,}30 \times 10^{15}\text{ Hz}

) incide radiación de

\lambda = 0{,}20\text{ μm}

. Calcule: a) la velocidad máxima de los electrones arrancados; b) la longitud de onda de De Broglie asociada.

(1,5 puntos)

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