PRINCIPADO DE ASTURIAS / SEPTIEMBRE 04. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO

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1 PINCIPADO D ASUIAS / SPIM 04. LOGS / FÍSICA / XAMN COMPLO XAMN COMPLO PUAS D APIUD PAA L ACCSO A LA UNIVSIDAD LOGS Cso FÍSICA l almno elegiá CUAO de las seis opciones popestas Opción.- Demosta qe la enegía total de n satélite qe descibe na óbita cicla es igal a la mitad de s enegía potencial.- La distancia media del Sol a Júpite es 5, veces mayo qe la distancia ente el Sol y la iea. Cál es el peíodo de la óbita de Júpite alededo del Sol? Opción.- Dedci las expesiones de las enegías asociadas al oscilado amónico simple..-se obseva qe n deteminado melle se alaga en,9 cm cando se celga de él na masa de 0 g. Si na masa de 5 g. nida a este melle oscila en n movimiento amónico simple, calcla el peíodo de la oscilación. Opción.- Discte azonadamente si la sigiente afimación es vedadea o falsa: Una explosión gigantesca qe tviea lga en la Lna se oiía en la iea con na intensidad my peqeña poqe la distancia iea-lna es my gande..- Una onda amónica qe se popaga tansvesalmente po na ceda tiene na velocidad de popagación de,4 m/s. Una patícla (o segmento infinitesimal) de la ceda expeimenta n desplazamiento máximo de 4,5 cm y na velocidad máxima de 9,4 m/s. Detemina (a) la longitd de onda y (b) la fecencia. Opción 4.- xplica lo qe se entiende po eflexión (intena) total de las ondas lminosas..- Dos lentes convegentes idénticas, cya distancia focal es de 0 cm, están sepaadas po distancia de 5 cm. Utiliza el diagama de ayos paa enconta la imagen de n objeto colocado a 5 cm de na de las lentes. Opción 5.- Discte si el sigiente azonamiento es vedadeo o falso: Se colocan cato cagas pntales +Q en los vétices de n cadado de lado d y se sitúa na caga Q en el cento del mismo. La feza atactiva qe siente la caga Q es cato veces mayo qe si sólo hbiese na caga positiva +Q en no de los vétices del cadado..- Sea n hilo condcto ectilíneo indefinido, de sección despeciable y po el qe cicla na coiente de es n sevicio gatito de diciones SM

2 PINCIPADO D ASUIAS / SPIM 04. LOGS / FÍSICA / XAMN COMPLO A. Se lanza na patícla cagada con x0-9 C paalelamente a la coiente, con velocidad inicial de 0 6 m/s y a na distancia de cm del hilo condcto. Calcla la feza qe actúa sobe la caga. (datos: µo 4π0-7 m/a) Opción 6.- xplica qé es el tabajo de extacción de n electón de n metal (o fnción de tabajo). Indica cómo se pede medi expeimentalmente..- l estoncio-90 es n isótopo adiactivo con n peíodo de semidesintegación (semivida) de 8 años. Si disponemos de na mesta inicial de dos moles del citado isótopo, calcla el númeo de átomos de estoncio-90 qe qedaán en la mesta al cabo de años. (Númeo de Avogado: N A 6,0 0 patíclas/mol) SOLUCIONS OPCIÓN. Las expesiones de las enegías cinética potencial y total de n satélite son las sigientes: C P mv G C + P mv G Calclamos el valo de la velocidad de n cepo en na óbita paa pode sstiti en las expesiones anteioes. Paa ello apovechamos qe la feza centípeta de n cepo en na óbita es la feza de la Gavitación Univesal. C v v F FG ; m G Sstityendo en la expesión de la enegía G G G xpesión qe coincide con la mitad del valo de la enegía potencial. M G. Aplicando la tecea ley de Keple: K K J K J J J Sstityendo los datos qe tenemos y despejando el peiodo de Júpite se obtiene: ( 5 ) l peiodo de Júpite es de, años teestes 5 J ; J, es n sevicio gatito de diciones SM

3 PINCIPADO D ASUIAS / SPIM 04. LOGS / FÍSICA / XAMN COMPLO OPCIÓN. La expesiones de las enegías son: c p mv kx Las ecaciones de la velocidad y la posición son: c + p mv + kx x A cosωt A v Aωsenωt v A ω sen ωt Sstityendo en cada na de las expesiones tenemos: c mv mω A sen (ωt + φ0 ) p kx mω A cos (ωt + φ0 ) ma ω sen ωt + mω A cos x mω A ωt cos mω ωt A ( sen ωt + cos ωt). Aplicando la Ley de Hooke al melle calclamos el valo de la K con los pimeos datos: mg 0,0 9,8 F Kx; mg Kx K,5 N / m x 0,09 Igalando las fómlas popocionadas po la segnda ley de Newton y la ley de Hooke obtenemos la expesión de la qe sale el valo de la fecencia angla. F Kx Kx mω x K mω F ma; F mω x l dato qe necesitamos es el peiodo de modo qe: π K m π m K 0, πs OPCIÓN. La afimación es falsa. l sonido es na onda qe se clasifica como mecánica poqe necesita n medio mateial paa s popagación. nte la iea y la Lna no existe ningún medio mateial contino qe pemita esta popagación, de modo qe el sonido no llegaía nnca a la iea. es n sevicio gatito de diciones SM

4 PINCIPADO D ASUIAS / SPIM 04. LOGS / FÍSICA / XAMN COMPLO. La velocidad máxima de popagación se obtiene de la constante qe mltiplica a la fnción sinsoidal qe descibe s movimiento: x A cosωt vmax 9,4 ω A 0,045 08,9 ad / s v Aωsenωt ; f ω π v max Aω 08,9,5 Hz π A pati de la fecencia calclamos el peiodo y con éste y la velocidad de popagación podemos despeja la longitd de onda. 0,0s; f λ vp λ vp,4 0,0 0,07m OPCIÓN 5. Q Q -Q Paa calcla el valo de la feza a la qe se encenta sometida la caga Q aplicamos el pincipio de speposición al campo eléctico ceado po cada na de las cagas sitadas en los extemos del cadado. Con posteioidad el campo eléctico lo calclamos aplicando: F Q ( ) Q Q 4 d l módlo del campo eléctico es igal paa las cato cagas ya qe estas son igales y se encentan a la misma distancia del cento del cadado. Qi Qi K ; K Al sma los cato campos elécticos se obseva qe las componentes de los vectoes nitaios qe popocionan la diección y sentido del campo se anlan dos a dos., ;, ;, ; 4, De este modo se llega a la conclsión de qe la feza no es cato veces mayo qe si hbiea solo na caga, poqe la feza es nla. es n sevicio gatito de diciones SM

5 PINCIPADO D ASUIAS / SPIM 04. LOGS / FÍSICA / XAMN COMPLO. v F I La feza qe actúa sobe la caga es debida a la pesencia de n campo magnético ceado po la intensidad de coiente qe cicla po el condcto. µ 0 I πd 4π 0 7 π Sstityendo en la expesión de la feza ceada po n campo magnético. 6 5 F q v ; F q v sen ( ) N Giando v sobe según indica la egla del tonillo obtenemos la diección de es n sevicio gatito de diciones SM