COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO

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1 COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN El alumno realizará una opción de cada uno de los bloques. La puntuación máxima de cada problema es de puntos, y la de cada cuestión de 1,5 puntos. BLOQUE I-CUESTIONES Un astronauta que se encuentra dentro de un satélite en órbita alrededor de la Tierra a 50 km, observa que no pesa. Cuál es la razón de este fenómeno? Calcula la intensidad del campo gravitatorio a esa altura. Comenta el resultado. Datos: G6, S.I.; MTierra 5, kg; RTierra 6370 km La Tierra gira alrededor del Sol realizando una órbita aproximadamente circular. Si por cualquier causa, el Sol perdiera instantáneamente las tres cuartas partes de su masa, continuaría la Tierra en órbita alrededor de éste? Razona la respuesta. BLOQUE II-CUESTIONES De una onda armónica se conoce la pulsación w 100 s -1 y el número de ondas k 50 m - 1. Determina la velocidad, la frecuencia y el período de la onda. El extremo de una cuerda situada sobre el eje OX, oscila con un movimiento armónico simple con una amplitud de 5 cm y una frecuencia de 34 Hz. Esta oscilación se propaga, en el sentido positivo del eje OX, con una velocidad de 51 m/s. Si en el instante inicial la elongación del extremo de la cuerda es nula, escribe la ecuación que representa la onda generada en la cuerda. Cuál será la elongación del extremo de la cuerda en el instante t 0,1 s? BLOQUE III-PROBLEMAS Se desea diseñar un espejo esférico que forme una imagen real, invertida y que mida el doble que los objetos que se sitúen a 50 cm del espejo. Se pide determinar: 1. Tipo de curvatura del espejo. Justificar la respuesta. (0,7 puntos). Radio de curvatura del espejo. (1,3 puntos)

2 COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN Considera un espejo esférico cóncavo de radio R 0 cm. Obtén analítica y gráficame nte la posición y el tamaño de la imagen de un objeto real cuando ése se sitúa a las distancias 5 cm, 0 cm, y 30 cm del vértice del espejo. BLOQUE IV-CUESTIONES Considera dos espiras A y B como las que se muestran en la figura. Si por la espira A pasa una corriente de intensidad I constante, se incluirá corriente en la espira B? Y si la intensidad de la espira A la hacemos variar con el tiempo? Razona la respuesta. Un electrón se encuentra situado en el seno de un campo magnético uniforme B. Si se comunica al electrón una velocidad inicial, determina cuál es la trayectoria que sigue el electrón cuando: 1. La velocidad inicial es perpendicular al campo magnético. (0,8 puntos). La velocidad inicial es paralela al campo magnético. (0,7 puntos) BLOQUE V-CUESTIONES Es cierto que el átomo de hidrógeno puede emitir energía en forma de radiación electromagnética de cualquier frecuencia? Razona la respuesta. Concepto de isótopo y sus aplicaciones. BLOQUE VI-PROBLEMAS La erradicación parcial de la glándula tiroides en pacientes que sufren de hipertiroidismo se consigue gracias a un compuesto que contiene el nucleido radiactivo del iodo 131 I. Este

3 COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN compuesto se inyecta en el cuerpo del paciente y se concentra en la tiroides destruyendo sus células. Determina cuántos gramos del nucleido 131 I deben ser inyectados en un paciente para conseguir una actividad de 3, Bq (desintegraciones/s). El tiempo de vida medio del 131 I es 8,04 días. Dato: u 1, kg Las masas atómicas del 7 N y del 7 N son 13,999 u y 15, u, respectivamente. Determina la energía de enlace de ambos, en ev. Cuál es el más estable? Datos: Masas atómicas: neutrón 1, u; protón: 1,00776 u; Velocidad de la luz, c m/s; u 1, kg; e 1, C

4 COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN SOLUCIÓN BLOQUE I CUESTIONES Justo en el instante antes de producirse la pérdida de masa se estaba cumpliendo la siguiente condición: v M m m G R R En el instante en el que se produce la pérdida de masa, la fuerza centrípeta es mayor que la fuerza de atracción gravitatoria del Sol, por lo que abandonará la órbita en la que estaba alrededor del mismo. BLOQUE II - CUESTIONES Conocida la pulsación se pude calcular el período y la frecuencia. π w T T f s T ð π w π 100 ð s 50 Con el número de ondas se puede calcular la longitud de onda, λ, y con la longitud de onda y el período se obtiene la velocidad: v λ T π k T π 50 π 50 m/s BLOQUE III PROBLEMAS Como se quiere que la imagen obtenida sea real, el espejo debe tener una curvatura cóncava, ya que todos los espejos convexos generan imágenes virtuales.

5 COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN El enunciado nos dice que la imagen es invertida y de doble tamaño, por lo que se cumple: y' s' s' 100cm y ( s) f s' s f f 00 c cm cm 3 BLOQUE IV CUESTIONES 1. Si la velocidad es perpendicular al campo magnético, como ocurre en la figura, a parece un fuerza perpendicular a la velocidad y al campo magnético que hace que el electrón siga una trayectoria circular. r r F q (v r B). En este caso F 0, y el electrón seguirá con velocidad v, paralela al campo magnético. BLOQUE V CUESTIONES Se llama isótopos, a los núcleos de un mismo elemento con igual número de protones pero distinto número de neutrones. Tienen el mismo número atómico y difieren en el número másico. Los isótopos radiactivos tienen un elevado número de aplicaciones en la industria, en la investigación física y biológica y en la medicina. Por ejemplo, el isótopo del carbono C 14, se utiliza para determinar edades de restos fósiles. Se utilizan isótopos radiactivos en biología como elementos trazadores, que incorporados a moléculas de interés permiten seguir su rastro en un organismo vivo. Su empleo en radioterapia hace posible el tratamiento y curación de diferentes tipo de enfermedades cancerosas.

6 COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN BLOQUE VI - PROBLEMAS La energía equivalente al defecto de masa experimental de un núcleo coincide con la energía de enlace que mantiene sus nucleones unidos. El defecto de masa del 14 7N es: m Z m p + (A Z) m n M exp 71, , ,999 0, u 1, Kg 15 Para el caso de 7 N : m Z m p + (A Z) m n M exp 71, , , ,10143u 1, Kg La energía de enlace para 14 7 N es: E m c 1, ( ) 1, J 104,3MeV La energía de enlace para 15 7 N es: E m c 1, ( ) 1, J 11,MeV Si comparamos la energía de enlace por nucleón: 104,3 11, 15 < el 7 N es más estable porque tiene más energía por nucleón 14 15

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