OPCIÓN A. período orbital de Saturno alrededor del Sol. (1 punto)

Transcripción

1 PUES DE CCESO L UNIVESIDD P EL LUNDO DE CHILLEO 149 FÍSIC. JUNIO 015 Esge un de ls ds exámenes prpuests (pión u pión ) y ntesta a tdas las preguntas planteadas (ds teórias, ds uestines y ds prblemas) OPCIÓN PEGUNS DE EOÍ 1 elatividad espeial. Pstulads y reperusines. ment lineal y nservaión. (1 punt) (1 punt) CUESIONES C1 Clgams ds masas idéntias de ds muelles y de igual lngitud per distinta nstante elástia. La nstante del muelle es el triple que la del. azna si, tras la elngaión, la lngitud del muelle es: el triple que la del muelle, la terera parte, ninguna de las ds. (1 punt) C La edad de la ierra es 4.5 mil millnes de añs. El períd de semidesintegraión del urani-35 es 704 millnes de añs. Qué prentaje de urani-35 natural hay en la atualidad en la ierra respet a la antidad iniial? (1 punt) POLES P1 Veams alguns aspets gravitatris basads en la pelíula de ienia fiión Interstellar (Ósar de 015 a ls mejres efets visuales, asesrada pr el físi teóri Kip hrne). a) La pelíula mienza n el viaje de la nave espaial Endurane haia Saturn. Calula el períd rbital de Saturn alrededr del Sl. (1 punt) b) La gravedad en el planeta iller es el 130% de la gravedad de la ierra. Si supnems que la masa de iller es la misma que la de nuestr planeta, alula a uánts radis terrestres equivale el radi de iller. (1 punt) ) Gargantúa es un agujer negr supermasiv uya masa es 100 millnes de vees la masa del Sl. Determina el radi máxim que puede tener Gargantúa sabiend que del agujer negr n puede esapar la luz. (1 punt) Dats: G = N m /kg ; masa del Sl = kg; radi rbital de Saturn = m P Vams a extraer alg de físia del reiente festival SOS 4.8 de uria. a) En la iluminaión había un LED azul de 460 nm y un láser rj de 780 nm. India qué ftón de esas ds lues psee mayr energía, y determina uántas vees es más energéti un que tr. (1 punt) b) La bbina de un altavz tiene 5 m de lngitud y nsta de 00 espiras. Pr ella irula una rriente de 5. Calula el amp magnéti read en el interir de la bbina. (1 punt) ) Había persnas aplaudiend a rrisey. El aplaus de ada persna era de 40 d. Cuánts deibelis prduj el aplaus de tdas a la vez? (1 punt) Dat: = m /

2 OPCIÓN PEGUNS DE EOÍ 1 Ley de la gravitaión universal. Interaines fundamentales. (1 punt) (1 punt) CUESIONES C1 Querems aumentar la ptenia de una lente binvexa simétria. Para nseguirl, desribe raznadamente óm deberíams mdifiar (aumentand disminuyend) tant su radi de urvatura m su índie de refraión. (1 punt) C El terremt de Nepal del pasad abril desenadenó en el Everest una enrme avalanha de nieve. Calula la energía de tneladas de nieve tras aer desde ls m de altura a ls m. (1 punt) POLES P1 Charles wnes, falleid en ener de este añ, fue lauread n el premi Nbel de Físia en 1964 pr la invenión del máser, un aparat preursr del láser que emite radiaión de mirndas uya lngitud de nda es 1.6 m. a) Si un máser emite ndas esférias n una ptenia de W, alula la intensidad a 50 m del punt emisr. (1 punt) b) La radiaión se prdue en una avidad metália dentr de la ual se frman ndas estainarias. India ds psibles valres para la lngitud de la avidad. (1 punt) ) Se emite radiaión (un ftón) uand una mléula de amnía realiza una transiión entre ds niveles energétis. Calula la diferenia de energía, en ev, entre dihs niveles y el mment lineal de un ftón de mirndas. (1 punt) Dats: 1 ev = J; h = J s P Camp elétri, y ñ Internainal de la Luz. En el llamad efet Kerr al apliar un amp elétri a un material éste presenta ds índies de refraión distints. a) Calula el valr del amp elétri en el interir de ds plaas de un ndensadr netadas a una diferenia de ptenial de 10 5 V y separadas 1 m. (1 punt) b) Halla el valr del amp elétri en el punt medi entre ds argas puestas de +3 y -3 mc que están separadas 50 m. Calula también el ptenial elétri en dih punt. (1 punt) ) Debid al efet Kerr un material adquirió valres de 1.6 y 1.53 para sus ds índies de refraión. Calula las ds velidades de la luz en el material, y las ds lngitudes de nda en el material para una luz de 700 nm en el vaí. (1 punt) Dat: 1 /4 = N m /C

3 PUES DE CCESO L UNIVESIDD P EL LUNDO DE CHILLEO 149 FÍSIC. JUNIO 015 CIEIOS DE CLIFICCIÓN La nta del examen es la suma de las diez puntuaines pariales rrespndientes a las ds preguntas teórias, las ds uestines y ls seis apartads de ls prblemas. La puntuaines pariales sn independientes entre sí (es deir, la inrreión de un apartad n influye en la evaluaión de ls trs). El núle de ada pregunta teória valdrá 0.5 punts. Esta puntuaión asenderá hasta 0.8 si se ntextualiza y mpleta la respuesta (p.ej., n dats, nseuenias, ejempls, dibujs, et., según preda). Si además la redaión es rreta y preisa, la pregunta se alifiará n 1 punt. N puntúan las uestines uya respuesta n esté ampañada de un raznamient justifiaión, en ls ass en que se pida dih raznamient. La misión inrreión de unidades al expresar las magnitudes y la inrreión al expresar el aráter vetrial de alguna magnitud se penalizarán n una reduión de la puntuaión de hasta 0. punts pr ada fall metid, hasta un máxim de 0.6 punts de desuent en la nta glbal. Cada errr de álul trivial supndrá una reduión de hasta 0. punts en la nta, sin reperusión en la puntuaión de ls áluls psterires. Sn ejempls de ests errres triviales: un errr en la trasripión numéria a/desde la aluladra desde ls dats del enuniad, un interambi de valres siempre que n supnga un errr neptual, un rednde exagerad que lleva a un resultad inexat, et. Un errr de álul n trivial reduirá a la mitad la nta del apartad. Ls errres n triviales sn del tip: despejar mal la inógnita de una euaión, interpretaión y/ us neptualmente inrrets de un sign, et. Ls errres neptuales invalidarán tda la pregunta. Pr ejempl, la apliaión de una fórmula inrreta para una ley físia.

4 ntni Guira Piñera Prfesr itular, Dept. de Físia, Universidad de uria Campus de Espinard, Edifii CIOyN, uria el.: Crre E.: esluión de la Prueba de es a la Universidad FÍSIC. Juni de 015 OPCIÓN CUESIONES C1 Según la ley de Hke, la elngaión es prprinal a la fuerza e inversamente prprinal a la nstante elástia. Pr tant, la elngaión del muelle será la terera parte que la del muelle. Sin embarg, la lngitud final del muelle es igual a la lngitud iniial más la elngaión y, pr tant, la lngitud de n es ni el triple y tamp es la terera parte (salv que la lngitud iniial fuera 0, l que signifiaría que n hay muelle). [* atemátiamente: F mg K L K L L L L L L L / 3 L L L L 3K L L L / 3 C Según la ley de desintegraión radiativa: ln t 1 / N ( t ) N e El tiemp transurrid es la edad de la ierra: t = añs El períd de semidesintegraión es 1 / = añs Pr tant: N / N = , que equivale a un 1.% de la antidad iniial. 1

5 POLES P1 a) Cn la terera ley de Kepler: G 4 r 3, y utilizand ls dats del radi rbital de Saturn y la masa del Sl, resulta el períd: = s = 9.6 añs. [* La ley de Kepler se puede esribir de memria si se ne deduir igualand la fuerza entrípeta gravitatria]. b) El prblema die que g 1. 3 g. Pr tr lad, si las masas de ierra y iller sn iguales tendrems: g G G g g Pr tant, el radi de iller es igual a 0.88 radis terrestres. [* Habrá quien utilie de frma intermedia el valr de la gravedad terrestre 9.8 m/s ). ) Igualams la velidad de esape de Gargantúa a la velidad de la luz: v esape G max G La masa de Gargantúa es = Sl El radi máxim resulta max = m 300 millnes de km P a) 1 = 460 nm; = 780 nm La energía de un ftón es E h h. iene más energía el ftón del LED azul. E 1 E h h = 1.7 vees más energéti que el del láser rj. b) El amp magnéti será el que rea un slenide de 5 m y 00 espiras rerrid pr una rriente de 5 : N I = 0.05 L ) El nivel de intensidad del aplaus de una persna es: L1 10 lg( I 1 / I ) = 40 d La intensidad de persnas es vees la de una persna: I I 1 Entnes, el nivel de intensidad de tds junts es: L 10 L = d lg(30 000I 1 / I ) 10 lg lg( I 1 / I ) [* Habrá quien despeje 4 4 / I 10 L 10 lg( ) quien utilie el valr de I 10 1 W/m ] I

6 OPCIÓN C1 CUESIONES La ptenia de una lente simétria es: radi de urvatura. ( n 1) P, dnde n es el índie de la lente y su Para aumentar la ptenia de la lente debems aumentar el índie y/ disminuir el radi. C - Interpretaión 1. Supniend que n ha habid friión en la aída, pr nservaión de la energía sabems que la energía meánia de la masa de nieve es la misma a 7000 m que 6500 m: E 7000 mgh 1, dnde h 1 = 7000 m E 6500 mgh E, dnde h = 7000 m y E mg ( h 1 h) E 7000 E 6500 = J - Interpretaión. Pdems entender el enuniad m la energía inétia que gana la masa de nieve: E mg ( h ) 1 h = J * Dams pr válidas ualquiera de las ds respuestas. POLES P1 a) La intensidad es: I P 4. una distania de 0.5 m del punt emisr el resultad es: W/m b) Para que existan ndas estainarias la lngitud de la avidad debe ser un númer enter de semilngitudes de nda, puest que en ls extrems han de haber nds. Ds psibles valres sn ls ds más bajs: / = 0.63 m y =1.6 m ) La diferenia de energía entre niveles será la energía del ftón emitid: E h h. Para la lngitud de nda del enuniad resulta: E = J = ev h E El mment lineal de un ftón es p. esulta un valr de kg m/s 3

7 P a) El amp elétri en el interir de las plaas es E V = 10 7 V/m x b) El amp elétri prduid pr las ds argas puntuales, separadas d = 0.5 m, es: q ( q ) q E k k k, dnde q = C y r d / = 0.5 m. r r r El amp vale N/C q (q ) El ptenial elétri es V k k = 0 r r ) La velidad n v. Cn el valr de ls ds psibles índies de refraión v n btenems las velidades: m/s y m/s Las lngitudes de nda dentr del material se alulan m valres: nm y 43.1 nm. Se btienen ls n 4