CASTILLA-LA MANCHA / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO

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Asunción Casado Acosta
hace 6 años
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1 El alumno deberá contestar a una de las dos opciones propuestas A o B. Los problemas puntúan 3 puntos cada uno y las cuestiones 1 punto cada una. Se podrá utilizar una calculadora y una regla. OPCIÓN A Problemas 1. Cuando la nave espacial Apolo 11 quedó en órbita alrededor de la Luna, su masa era 9979 kg, y el período y radio medio de la órbita eran 119 minutos y 1849 km respectivamente. Suponiendo que la órbita es circular determina: a) El módulo de la velocidad orbital de la nave. b) La masa de la Luna. c) La energía cinética adicional necesaria para que la nave deje la órbita y escape de la gravedad lunar. (G = 6, Nm 2 kg -2 (3 puntos) 2. Un ión de 58 Ni de carga +e y masa 9, kg se acelera en un espectrómetro hasta alcanzar una velocidad de 10 5 m/s de izquierda a derecha en el plano del papel, momento en el que entra en una región en la que existe un campo magnético uniforme de 0,12 T perpendicular al papel y saliendo de éste. a) Dibuja la trayectoria seguida por el ión. b) Calcula la fuerza que actúa sobre dicho ión. c) Cuál es el radio de la órbita? (e = 1, C) (3 puntos) Cuestiones 3. Enuncia el teorema de Gauss. Una carga de C se sitúa en el centro de un cubo de 10 cm de arista. Determina el flujo eléctrico a través del cubo. Cambiaría el resultado si la carga se encontrara dentro del cubo pero no en su centro? (k = Nm 2 C -2 ) 4. Explica brevemente el concepto de onda. Cuánto avanza una onda armónica en un período?, cuánto tarda en desplazarse una longitud de onda?

2 5. El diagrama de la izquierda muestra un haz de luz monocromática incidiendo desde el aire en un bloque de vidrio de índice de refracción n = 1.5. Sin considerar las posibles reflexiones, determina razonadamente cuál de los cinco rayos que emergen del bloque puede corresponder al haz incidente. 6. Cuánto tiempo debe transcurrir para que se 32 desintegre el 99% de una muestra 15 P si su período de semidesintegración es 14,3 días? OPCIÓN B Problemas 1. Sometemos el extremo de una cuerda tensa a un vibrador que provoca la propagación de una onda armónica de ecuación Y(x,t) = 0,1 sen(0,8pt-160p x) expresada en el sistema internacional de unidades. a) Determina amplitud, velocidad de propagación y longitud de onda. b) Determina la velocidad de vibración de un punto de la cuerda que se encuentra a 10 cm del vibrador en el instante t = 0,5 s. Qué tipo de movimiento describe dicho punto? (3 puntos) 2. Una carga puntual de 5mC se encuentra sobre el eje Y en y = 3 cm, y una segunda carga de -5mC se sitúa sobre el eje Y en y = -3 cm. a) Determina el campo y el potencial eléctrico en el origen de las coordenadas. b) Determina el trabajo que realizan las fuerzas eléctricas cuando una carga de -2mC se desplaza desde el origen de coordenadas hasta un punto A situado sobre el eje X en x = 4 cm. (k = Nm 2 C -2, 1mC = 10-6 C) (3 puntos)

3 Cuestiones CASTILLA-LA MANCHA / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN 3. Los astronautas en el interior de un satélite que está orbitando a 200 km de altura sobre la superficie de la Tierra experimenten ingravidez. Por qué? Es despreciable la fuerza de gravedad ejercida por la Tierra sobre los astronautas? 4. Determina razonadamente la dirección y sentido de la fuerza ejercida por el campo magnético creado por el conductor de la figura por el que circula una corriente I sobre el electrón que se mueve con velocidad v. 5. Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura de 40 cm. Halla la imagen de un objeto situado a 30 cm del espejo. Indicar las características de la imagen obtenida El 93 Npemite una partícula b -. a) Cuál es el número atómico y el número másico del núcleo resultante? 235 b) El núcleo resultante es radiactivo y se desintegra produciendo 92 U. Qué partícula se emite en este último proceso?

4 SOLUCIÓN OPCIÓN B PROBLEMAS 1. a) La ecuación general de una onda viene dada por la siguiente expresión: Y (x, t) = A sen2π Identificando los términos con la ecuación del enunciado: t T x λ Y(x, t) = 0,1 sen(0,8 πt 160πx) A = 0,1 2π = 0,8π T = 2,5s T 2π = 160π ë = 0,0125m λ λ 0,0125 v = = = 0,005m/s T 2,5 b) Derivando la posición, se obtiene la ecuación de la velocidad: V(x, t) = 0,1 0,8π cos(0,8πt 160πx) V(01,, 0,5) = 01, 0,8π cos(0,8π 0,5 160π 01, ) = 0,16 m/s Realiza un movimiento armónico simple 2. a) Para calcular el campo creado por varias cargas puntuales se suma vectorialmente el campo creado por cada una de ellas: r q ( r j) = r E = 2 k (3 10 ) ( s j) = 10 8r j N/C

Para calcular el potencial se suman algebraicamente los potenciales de cada una: V= V1+V2 = 0 b) El trabajo que realizan las fuerzas eléctricas al desplazar una carga de un punto P al punto A es cero

5 Para calcular el potencial se suman algebraicamente los potenciales de cada una: V= V1+V2 = 0 b) El trabajo que realizan las fuerzas eléctricas al desplazar una carga de un punto P al punto A es cero ya que ambos puntos se encuentran en la misma superficie equipotencial: VP = VA = 0 -> WPA = 0 CUESTIONES 3. Un satélite que gira en una órbita estable alrededor de la Tierra está sometido a dos fuerzas, fuerza centrípeta y la fuerza gravitatoria, que se compensan. Por lo que la resultante de las fuerzas es cero, y por esta razón existe la ingravidez. 4. Un conductor rectilíneo genera un campo magnético a su alrededor que varía con la distancia: r µ I r 0 B = k 2πr (hacia dentro de la hoja) r r r r µ I r 0 ì 0 I r F = q (v B) = e vj k = v e i 2πd 2ðd

6 5. Mediante el trazado de rayos se puede ver el resultado de la imagen en el espejo cóncavo. Ahora vamos a comprobarlo numéricamente: = = = s s f s s = 60cm y s' 60 = y = y = 2y y s 30 y = 2 y Se puede ver, gráfica y numéricamente que la imagen obtenida es real, invertida y de mayor tamaño que la original. 6. a) En el enunciado dice que emite una partícula beta, por lo que la reacción es la siguiente: x Np A+ y 0 1 β 239 = x 93 = y 1 y = 94 b) El núcleo resultante es radiactivo y reproduce la siguiente reacción: A 239 = x x = 4 94 = 92 + y y = B U + x y B He partícula alfa

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