A) CAMPO GRAVITATORIO (Responda a y b)
a) Razone la veracidad de las siguientes
afirmaciones: i) (0,5 puntos) para que la energía mecánica se conserve es
necesario que la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo sea
nula; ii) (0,5 puntos) la energía mecánica se conserva cuando sobre un cuerpo
actúan solo fuerzas conservativas.
b) Un niño de 15 kg resbala desde el
reposo a lo largo de un tobogán de 2 m de altura cuya inclinación con respecto
a la horizontal es de 30°. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento dinámico
es 0,25: i) (0,75 puntos) realice un esquema con las fuerzas que actúan sobre
el niño y determine el trabajo de la fuerza de rozamiento. ii) (0,75 puntos)
Calcule la energía cinética del niño al final del tobogán y la velocidad con la
que llega. Responda razonadamente. Datos:
g = 9,8 m s⁻²
B) CAMPO
ELECTROMAGNÉTICO (Responda a1 o a2) (Responda b1 o b2)
a1) Indique, razonando sus respuestas, si
los siguientes enunciados son ciertos: i) (0,5 puntos) si el flujo magnético a
través de una superficie es cero entonces necesariamente el campo magnético es
nulo; ii) (0,5 puntos) la fuerza electromotriz inducida será no nula si el
flujo es no nulo.
a2) Dos partículas idénticas, de carga q y
masa m, están separadas una distancia d. Se mantiene fija una de las partículas
y se deja que la otra se aleje por acción de la fuerza electrostática hasta
duplicar la distancia inicial con la primera. i) (0,75 puntos) Determine la
expresión del módulo de la velocidad que adquiere la partícula en el punto
final. ii) (0,25 puntos) Indique cómo cambiaría el módulo de la velocidad si se
duplicase el valor de las cargas.
b1) En un parque eólico del estrecho de
Gibraltar, un aerogenerador posee una espira circular de área 40 cm² que gira a
1500 rpm alrededor de un eje que pasa por su diámetro y es perpendicular a un
campo magnético uniforme de módulo 0,25 T. La espira tiene una resistencia de
10 Ω. Considere que en t = 0 s el flujo es máximo. i) (0,75 puntos) Determine
el flujo magnético en función del tiempo. ii) (0,75 puntos) Calcule la fuerza
electromotriz y la intensidad de corriente inducida en la espira en función del
tiempo. ¿La corriente en la espira es continua o alterna?
b2) Un electrón se lanza desde el infinito
con una velocidad inicial de 10⁷ m s⁻¹ hacia una carga puntual de -5 μC que
permanece fija. i) (1 punto) Determine la distancia a la carga puntual en la
que se anula la velocidad del electrón. ii) (0,5 puntos) Calcule el módulo y
carácter (atractiva o repulsiva) de la fuerza a esa distancia. Datos: k = 9·10⁹
N m² C⁻²; e = 1,6·10⁻¹⁹ C; me = 9,1·10⁻³¹ kg
C)
VIBRACIONES Y ONDAS (Responda a1 o a2) (Responda b1 o b2)
a1) Se sitúa un objeto luminoso delante de
una lente divergente. Dibuje el trazado de rayos e indique razonadamente las
características de la imagen obtenida.
a2) Una onda armónica pasa de un medio a
otro. La longitud de onda en el segundo medio es la mitad del primero. Obtenga
de forma justificada la relación entre: i) (0,5 puntos) las velocidades de
propagación de la onda en ambos medios; ii) (0,5 puntos) la velocidad máxima de
oscilación en ambos medios si no cambia la amplitud.
b1) Se quiere proyectar un objeto de 0,2
milímetros de altura con una lente convergente en una pantalla. Se coloca la
pantalla a 28 cm a la derecha del objeto. Entre el objeto y la pantalla, a 3,8
cm del objeto, se coloca la lente convergente. Realice un esquema y determine
razonadamente, indicando el criterio de signos utilizado: i) (1 punto) la
distancia focal de la lente necesaria para que la imagen del objeto se enfoque
sobre la pantalla; ii) (0,5 puntos) el tamaño de la imagen formada sobre la
pantalla.
b2) La cuerda de una guitarra vibra de
acuerdo con la ecuación: y(x,t) = 0,01 sen(10πx) cos(200πt) (S.I.). i) (0,25
puntos) Indique qué tipo de onda es. ii) (0,75 puntos) Calcule la amplitud y la
velocidad de propagación de las ondas cuya superposición da lugar a dicha onda.
iii) (0,5 puntos) Determine la velocidad de oscilación de un punto de la cuerda
situada en el punto x = 10 cm. Razone su respuesta.
D) FÍSICA RELATIVISTA, CUÁNTICA Y DE
PARTÍCULAS (R. a1 o a2 / b1 o b2)
a1) Se produce emisión de fotoelectrones
en una superficie metálica cuando la frecuencia mínima de la radiación
monocromática incidente corresponde a la luz amarilla. Razone: i) (0,5 puntos)
¿qué sucede si se irradia el metal con luz roja? ii) (0,5 puntos) ¿Y si se
aumenta la intensidad de la radiación monocromática amarilla?
a2) Un protón tiene una masa 1,9 veces
mayor que la de un mesón K. Razone: i) (0,5 puntos) si tuviesen la misma
longitud de onda asociada de De Broglie, ¿cuál de ellos tendría menor
velocidad?; ii) (0,5 puntos) si tuviesen la misma velocidad, ¿cuál de ellos
tendría menor longitud de onda asociada?
b1) El cátodo de una célula fotoeléctrica
de cobre se ilumina simultáneamente con dos radiaciones monocromáticas de
frecuencias f₁ = 9,6·10¹⁴ Hz y f₂ = 5,5·10¹⁵ Hz. Si el trabajo de extracción
del cobre es 4,7 eV: i) (0,75 puntos) ¿cuál de las dos radiaciones produce
efecto fotoeléctrico?; ii) (0,75 puntos) calcule la velocidad máxima de los
fotoelectrones emitidos por la radiación que produce dicho efecto. Razone sus
respuestas. Datos: h = 6,63·10⁻³⁴ J s; e = 1,6·10⁻¹⁹ C; me = 9,1·10⁻³¹ kg
b2) Un protón y un electrón son acelerados
por una diferencia de potencial de 0,075 V. i) (0,75 puntos) Determine la
energía cinética de ambas partículas. ii) (0,75 puntos) Determine,
razonadamente, las longitudes de onda de De Broglie asociadas a ambas partículas.
Datos: h = 6,63·10⁻³⁴ J s; e = 1,6·10⁻¹⁹ C; me = 9,1·10⁻³¹ kg; mp
= 1,67·10⁻²⁷ kg
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