Un satélite de masa m = 300 kg se mueve en órbita circular alrededor de la Tierra a una altura de 50000 km sobre la superficie terrestre. a) ¿Cuál es la fuerza gravitatoria que ejerce la Tierra sobre el satélite? b) ¿Cuál es la velocidad orbital del satélite? c) ¿Cuál es el periodo orbital del satélite? Datos: G = 6,67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻², masa de la Tierra M_T = 6 × 10²⁴ kg, radio de la Tierra R_T = 6400 km.

Una nave espacial describe órbitas circulares de radio 20000 km alrededor de la Tierra. ¿Cuál debe ser el incremento mínimo de su velocidad para conseguir escapar de la atracción gravitatoria de la Tierra? Datos: G = 6,67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻², masa de la Tierra M_T = 6 × 10²⁴ kg.

Cinco cargas iguales Q > 0 están igualmente espaciadas en un semicírculo de radio R como indica la figura. a) Calcular el campo eléctrico total en el centro del semicírculo. b) Calcular la fuerza que esas cinco cargas ejercen sobre la carga puntual q < 0 localizada en el centro del semicírculo. c) Calcular el trabajo mínimo que hay que realizar para trasladar la carga puntual q < 0 desde el centro del semicírculo hasta infinito.

Tres conductores rectilíneos muy largos y paralelos pasan a través de los vértices de un triángulo equilátero de 10 cm de lado. La corriente I₁ = 15 A está dirigida hacia fuera del papel y las corrientes I₂ = I₃ = 15 A están dirigidas hacia dentro del papel. a) Determinar el vector campo magnético total creado por los conductores con corrientes I₁ e I₃ en el vértice por donde pasa el conductor con corriente I₂. b) Calcular el vector fuerza magnética total por unidad de longitud que los conductores con corrientes I₁ e I₃ ejercen sobre el conductor con corriente I₂. Dato: μ₀ = 4π × 10⁻⁷ N/A².

Una lente situada a 1,8 m a la izquierda de una pantalla proyecta sobre dicha pantalla la imagen real de un objeto luminoso que está situado a la izquierda de la lente. El tamaño de la imagen es nueve veces más grande que el tamaño del objeto. a) Razonar qué tipo de lente se está usando. b) Determinar la posición del objeto respecto a la lente. c) Calcular la potencia de la lente que hay que utilizar. d) Realizar el esquema de rayos que muestre la formación de la imagen.

En una exhibición de fuegos artificiales, un cohete explota en el aire. Cuando el sonido del cohete alcanza a un observador que se encuentra a una distancia de 610 m de la explosión, el nivel de intensidad sonora es de 19 dB. Dato: Intensidad física umbral I₀ = 10⁻¹² W m⁻². a) Calcular la potencia de la explosión del cohete. b) Calcular el nivel de intensidad sonora que sufriría un observador que se halla a 150 m de la explosión.

El isótopo ²³⁸U tiene un 100% de probabilidad de desintegrarse mediante emisión alfa. El periodo de semidesintegración (semivida) del ²³⁸U es de aproximadamente 2,5 × 10⁹ años. Si se parte de una muestra de 10 g de dicho isótopo, determinar: a) La constante λ de desintegración radiactiva. b) La masa que quedará sin desintegrar después de 5 × 10⁸ años.

Un microscopio electrónico acelera electrones mediante una diferencia de potencial ΔV = 4000 V. Determinar la longitud de onda de De Broglie de dichos electrones. Datos: Carga del electrón q = −1,6 × 10⁻¹⁹ C, constante de Planck h = 6,63 × 10⁻³⁴ J·s, masa del electrón m = 9,11 × 10⁻³¹ kg.

Un espectrómetro de masas separa iones de carga q y masa m según su relación carga-masa q/m. Un haz de iones penetra con una velocidad v en la región sombreada de campo magnético uniforme B, los iones describen un semicírculo de radio R antes de impactar en una película fotográfica en la región P. Si los iones tienen carga positiva, el haz se desvía según la figura. Sabemos que un haz está formado por iones positivos de Na⁺, de K⁺ y de Rb⁺ ante con una cierta velocidad v conocida en un espectrómetro de masas. a) Razonar qué tipo de ion impacta en cada una de las regiones 1, 2 y 3 de la película fotográfica, y dónde impacta cada uno de los tres tipos de iones. b) En base a la distancia d₂ = 10 cm de la Región 3 de impacto al orificio de entrada, calcular las distancias de impacto d₁ y d₃. Datos: Masas atómicas del Na⁺, del K⁺ y del Rb⁺ son, respectivamente, 23 uma, 39 uma y 85,5 uma.