CATALUÑA / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO

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1 CATALUÑA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO Resuelva el poblema P1 y esponde a las cuestiones C1 y C Escoge una de las opciones (A o B) y esuelva el poblema P y esponda a las cuestiones C3 y C4 de la opción escogida Cada poblema vale 3 puntos y cada cuestión 1 punto SERIE 1 P1. Un cuepo de kg, inicialmente en eposo, baja po un plano inclinado 4 especto a la hoizontal. Después de ecoe una distancia de 3 m sobe el plano inclinado, llega a un suelo hoizontal y, finalmente, sube po oto plano inclinado 30 especto a la hoizontal (vea el dibujo). Suponiendo que los efectos del ozamiento son despeciables, calcule: a) El tiempo que tada en llega al pie del pime plano inclinado y la velocidad del cuepo en ese momento. b) La máxima longitud ecoida po el cuepo en la subida po el plano inclinado de la deecha. Si el coeficiente de ozamiento ente el cuepo y el pime plano inclinado fuea µ = 0,4, c) cuánta enegía se libeaía en foma de calo desde el instante inicial hasta llega al pie del pime plano inclinado? C1. En la medición de 1,5 m se ha cometido un eo de 10 mm y en la medición de 400 km se ha cometido un eo de 400 m. Cuál de las dos medidas es más pecisa? Justifique la espuesta. C. En cada uno de los vétices de un tiángulo equiláteo de lado l = 3 hay situada una caga eléctica puntual q = C. Calcule el módulo de la fueza total que actúa sobe una de las cagas a causa de su inteacción con las otas. Dato: k = N m /C es un sevicio gatuito de Ediciones SM

2 CATALUÑA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO OPCIÓN A P. Un cuepo de 5 kg de masa gia en un plano vetical atado al extemo libe de una cueda de,1 m de longitud, tal como se ve en la figua. El cuepo pasa po el punto A con una velocidad angula ù A =,9 ad/s y po el punto C con una velocidad lineal v C = 10,9 m/s. La tensión de la cueda cuando el cuepo pasa po B vale T B = 185,8 N. Se pide: a) La tensión de la cueda cuando el cuepo pasa po los puntos A y C. b) La vaiación de la enegía potencial del cuepo cuando éste va desde A hasta B y el tabajo que ealiza la tensión de la cueda en ese tayecto. c) La aceleación nomal del cuepo cuando pasa po B. C3. Una masa de 4 kg está atada al extemo de un muelle de constante ecupeadoa k = ð N/m. El conjunto se halla sobe una mesa hoizontal sin ozamiento. El muelle se estia 0 cm y se suelta a una velocidad v 0 = 0, con lo que la masa expeimenta un movimiento vibatoio amónico simple. Cuál es la fecuencia del movimiento? Esciba las funciones posición - tiempo (x(t)) y velocidad - tiempo (v(t)) paa el movimiento de la masa. C4. Un coche de bombeos que está apacado hace sona la siena. Una motocicleta que cicula a gan velocidad se aceca al coche y el motoista pecibe un sonido más agudo que el popio de la siena. Razone a cuál de las siguientes causas se puede atibui este hecho: a) La onda sonoa se efacta. b) El motoista ecibe más fentes de onda po unidad de tiempo que un obsevado en eposo. c) El motoista ecibe menos fentes de onda po unidad de tiempo que un obsevado en eposo. d) La onda sonoa está polaizada. OPCIÓN B P. Sabiendo que el voltímeto del cicuito epesentado en la figua maca V = 1,8 V, se pide: a) La intensidad po el cicuito y la esistencia intena del geneado. b) La potencia útil del geneado y la difeencia de es un sevicio gatuito de Ediciones SM

3 CATALUÑA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO potencial ente los extemos de la esistencia R1. c) La enegía libeada en foma de calo en todo el cicuito duante un intevalo de tiempo de 0 minutos. C3. Un muelle de constante ecupeadoa k = 50 N/m y longitud natual l 0 = m está atado al techo de un ascenso. Si colgamos del extemo libe del muelle un cuepo de masa m = 3 kg, cuál seá la longitud del muelle cuando a) el ascenso suba con una aceleación igual a m/s en el sentido del movimiento? b) el ascenso suba a una velocidad constante? C4. Un potón enta en una egión donde hay un campo magnético unifome B = 0, T. Si al enta en ella va a una velocidad v = 10 6 m/s, pependicula a la diección del campo, calcule el adio de la tayectoia cicula que descibe el potón. Datos: q p = 1, C; m p = 1, kg es un sevicio gatuito de Ediciones SM

4 CATALUÑA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO SOLUCIÓN SERIE 1 P1. a) Haciendo el balance de enegía potencial y enegía cinética se obtiene la velocidad del cuepo cuando llega a la supeficie plana. Ep = m g Lsen4 = 9,8 3 sen4 = 39,35 J 1 v = 6,7 m/s Ec = Ep = m v Aplicando las ecuaciones del movimiento se obtiene el tiempo que tada en llega a la zona plana: v = v0 + at 6,7 6,7 = g sen4 t t = 9,8 sen4 = 0,95 s b) En el punto más alto del plano inclinado de la deecha la velocidad del cuepo seá ceo, po lo que sólo tendá enegía potencial. En este punto el valo de la enegía potencial seá el mismo que el punto de patida del plano inclinado de la izquieda. Ep = m g Lsen30 = 39, 35 L = 4m c) En este caso hay ozamiento ente el cuepo y la supeficie del plano inclinado de valo µ = 0,4. La fueza de ozamiento seá: F R = µ m g cos4 T R = F R L = µ m g cos4 3 = 17,48 J C1. Paa tene una idea de lo que supone un eo sobe una medida se compaa el pocentaje de eo cometido: es un sevicio gatuito de Ediciones SM

5 CATALUÑA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO mm en 1,5 m : 100 = 0,66% 1, m en 400 Km: 100 = 0,1 % En la pimea medida el pocentaje de eo es más alto, po lo que la segunda medida es más pecisa. C. El módulo de la fueza ceada po dos de las cagas sobe la tecea es igual paa las tes cagas. Q q F = K u F1 = 9 10 F = 9 10 F = 9 10 F = 9 10 ( i) ( cos 60i sen60 j) [ ( 1+ cos 60) i sen60 j] (1 + cos 60) + (sen 60) = (10 ) 3 = 51,96 N OPCIÓN B P. a) Aplicando la Ley de Ohm: V = I R 1,8 = I (3 + 6) I = 0, A El geneado tiene una tensión de V, peo en la esistencia intena caen 0, V, po lo tanto conociendo la caída y la intensidad del cicuito se puede calcula el valo de la esistencia intena: 0, V = I R Ri = 0, = 1 Ù b) El valo de la potencia del geneado se calcula mediante la expesión: es un sevicio gatuito de Ediciones SM

6 CATALUÑA / SEPTIEMBRE 0. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO P = V I = 1,8 0, = 0,36 W La difeencia de potencial ente los extemos de la esistencia R 1, es la caída de tensión que se poduce en la misma, y se calcula mediante la Ley de Ohm: V = I R 1 = 0, 3 = 0,6 V c) Q = I V t = 0, 1,8 (0 60) = 43 J C3. a) En el pime caso al efecto de la gavedad sobe el muelle hay que añadile la aceleación que el ascenso tiene en su movimiento de subida. Esta aceleación haá que la defomación del muelle sea mayo: m (g + a) = K (l l ) l = l 0 0 m (g + a) 3 (9,8 + ) + = + K 50 =,7m b) En este caso, como el ascenso se mueve a velocidad constante el muelle sólo sufe la acción de la gavedad: m g 3 9,8 l = l0 + = + =,6m K 50 C4. Al enta el potón dento del campo magnético debe cumplise: v q v B = m R De la expesión anteio puede despejase el adio de la tayectoia: m v q B 1, , R = = = 0, 5,1 10 m es un sevicio gatuito de Ediciones SM