LA RIOJA / SEPTIEMBRE 04. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO

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1 LA RIOJA / SPIBR 04. LOGS / ÍSICA / XAN COPLO XAN COPLO l alumno lgiá una sola d las opcions d poblmas, así como cuato d las cinco custions popustas. No dbn solvs poblmas d opcions difnts, ni tampoco más d cuato custions. Cada poblma s calificaá sob ts puntos y cada custión sob uno. OPCIÓN PROBLAS 1 A) s pquñas bolas idénticas d stino (m g) stán suspndidas d un punto fijo po mdio d ts hilos no conductos, cada uno con una longitud d 50 cm y d masa dspciabl. n l quilibio, las ts bolas foman un tiángulo quiláto cuyos lados midn 30 cm. Cuál s la caga q qu tin cada bola? B) Un objto localizado a 3 cm dlant d una lnt, foma una imagn sob una pantalla situada a 8 cm dtás d la lnt. 1) Calcula la distancia focal d la lnt. ) Dtmina su aumnto. 3) Con qué tipo d lnt stamos tabajando? OPCIÓN PROBLAS A) S ha dscubito un planta n oto sistma sola dl cuál s han obtnido los siguints datos: l adio dl planta s 9, m, l piodo d un satélit n una óbita cicula d 1, m d adio s 8, s. Dtmina, a pati d stos datos: 1) la masa dl planta, ) l valo dl campo gavitatoio n la supfici dl planta, 3) si l piodo d otación dl planta alddo d su j s d 1, s cuál sá la lctua d un dinamómto (calibado n la ia) qu sopota un objto d 1 kg d masa situado n l cuado dl planta? B) Un lctón s muv n un campo léctico y magnético unifoms con una vlocidad d m/s n la dicción positiva dl j x y con una aclación constant d 10 1 m/s n la dicción positiva dl j z. Si l campo léctico tin una intnsidad d 0 N/C n la dicción positiva dl j z, cuál s l valo dl campo magnético n la gión? Datos m kg, C. CUSIONS AL DORSO s un svicio gatuito d dicions S

2 LA RIOJA / SPIBR 04. LOGS / ÍSICA / XAN COPLO CUSIONS 1.- Cuál s la vlocidad obital d un satélit qu co una óbita cicula d adio R 3 R si supons qu l único asto dl Univso s la ia?.- S tinn dos ondas amónicas n cudas difnts qu tinn la misma dnsidad y tnsión. Las ondas tinn la misma fcuncia, po la onda 1 tin amplitud dobl qu la onda. Cuál d las ondas tin mayo vlocidad? Cuál d las dos ondas povoca mayo vlocidad n los lmntos qu dsplaza? 3.- n qué consist l fcto fotoléctico? 4.- xplica n qu consist l concpto d potncial lctostático n un punto. Dibuja apoximadamnt n un sistma d coodnadas l gáfico qu laciona l potncial cado po una caga puntual positiva, j vtical, con la distancia a dicha caga, j hoizontal, situando la caga n l oign d coodnadas. 5.- Una coint d 0 A cicula po alamb lago y cto. Calcula l valo dl campo magnético n un punto situado a 0 cm dl alamb. l xamn dl cuículo NUVO s l mismo s un svicio gatuito d dicions S

3 LA RIOJA / SPIBR 04. LOGS / ÍSICA / XAN COPLO SOLUCIONS OPCIÓN PROBLAS A) 1) Paa calcula la masa dl planta nos apoyamos n los datos dl satélit qu gia a su alddo. Podmos afima qu la fuza cntípta qu lo mantin giando alddo dl planta s la fuza d gavitación. m v G C ; G m ; v G Al consida las óbitas ciculas, l valo d la vlocidad vin dtminado po: v s t π dspjando la masa dl planta: 4π 3 G 6,67 10 ; π 4π 11 G 3 ( 8,09 10 ) 4π G ( 10 ),93 10 kg 1,48 ) Conocidos l adio dl planta y su masa, l valo dl campo gavitatoio n su supfici s inmdiato. 5 p 11,93 10 g G 6, ,47 m / s 6 R p 9,54 10 ( ) 3) n l cuado dl planta, l valo d la fuza cntípta qu mantin a la masa d 1 kg dando vultas a su alddo s la difncia nt la fuza d atacción gavitatoia y la fuza qu jc l dinamómto paa qu sta no s caiga. C G Dspjando l valo d la fuza dl dinamómto quda: G v 4π R p C G C mg m mg m R 4π 9, ,47 4 ( 1,04 10 ) 6 p 1,47 3,48 17,99 N s un svicio gatuito d dicions S

4 B) x LA RIOJA / SPIBR 04. LOGS / ÍSICA / XAN COPLO v z y Al sufi la patícula una aclación n l sntido positivo dl j z, l vcto fuza qu actúa sob l lctón db tn la misma dicción y sntido y su valo db s: ma 9, ,8 10 La fuza qu aliza l campo léctico sob l lctón va diigida n l sntido ngativo dl j z y tin po módulo: q 01, , 10 Lugo la fuza qu aliza l campo magnético db s tal qu sumada a la dl campo léctico nos popocion l valo total d la fuza. + Utilizando los módulos: + 1, , 10 Los vctos qu psntan stas ts fuzas son: 1,8 10 k N; 3, k N; N 5,0 10 N 5,0 10 l valo d la fuza magnética s obtin a pati dl poducto vctoial: q v B ( ) D modo qu, con indpndncia dl valo dl campo magnético, paa qu la fuza solo tnga componnt k l vcto inducción magnética db s ppndicula a la vlocidad y diigido n l sntido ngativo dl j y ya qu la caga dl lctón s ngativa. 5,0 10 B 31 q v 9,1 10 1, , ; B 4, j k N N s un svicio gatuito d dicions S

5 LA RIOJA / SPIBR 04. LOGS / ÍSICA / XAN COPLO CUSIONS 1) La fuza qu mantin al satélit dando vultas alddo d la ia s la fuza d gavitación, po tanto, dspjamos l valo d su vlocidad d la xpsión qu sug cuando igualamos la fuza cntípta a la Gavitación Univsal. v m C G ; m G ; v G Sustituyndo 3 R v G 3R 3) La intptación dl fcto fotoléctico fu dada po instin a pincipios dl siglo XX. Hasta ntoncs s sabía qu la adiación lctomagnética s mitía d foma discontinua, po s popagaba d foma continua po mdio d ondas. instin va un poco más allá y dfind qu la popagación d la adiación lctomagnética también s aliza d foma discta. La justificación la ncunta cuando una adiación d ngía h f choca conta la supfici d un mtal y los lctons dl mtal absobn cuantos d ngía hf. Cuando sta ngía s suficint los lctons pudn abandona l mtal, si no s suficint los lctons pmancn n l mtal con indpndncia dl timpo qu pmanzcan xpustos a la adiación sto qui dci qu los intcambios ngéticos s poducn po mdio d cuantos d ngía y stos dpndn d la fcuncia d la adiación. odos los mtals tinn una función qu ls caactiza dnominada función tabajo o tabajo d xtacción W L. Cuando la ngía incidnt s supio a la función tabajo, los lctons dl mtal absobn toda la ngía d los fotons adquiindo una ngía cinética máxima d valo: c, max h f W L h f h f 0 c h λ h c λ 0 s un svicio gatuito d dicions S

6 LA RIOJA / SPIBR 04. LOGS / ÍSICA / XAN COPLO 4) l potncial lctostático V() qu ca un cupo cagado con Q n un punto dl campo situado a una distancia d él, s dfin como la lación nt la ngía potncial lctostática qu pos un cupo d masa q situado n dicho punto y l valo d dicha caga. Q q K p () Q V() K q q ambién s pud dfini como la ngía potncial d la unidad d caga positiva. Qu xista una función potncial asociada a un campo qui dci qu dicho campo s consvativo s dci qu l tabajo qu s aliza paa dsplaza una caga (n st caso) solo dpnd los puntos inicial y final y no dl camino po l qu s dsplaza. A B q V q ( VB VA ) A pati d st sultado s dfin la difncia d potncial nt dos puntos A y B como l tabajo qu hay qu aliza paa tanspotas la unidad d caga léctica positiva dsd A hasta B Como s pud compoba n la xpsión, la función potncial s invsamnt popocional a la distancia dl punto a la caga qu ca l campo y popocional al valo d dicha caga. La gáfica qu psnta dicha función sá: Q 5) Aplicamos La ly d Biot y Savat: B I d B µ I 4π 10 0 B 10 πd π 0, B s un svicio gatuito d dicions S