P. VASCO / JULIO 05. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO

Transcripción

1 XAMN COMPLO legi n bloqe de poblemas y dos cestiones. PROBLMAS BLOQU A 1.- Umbiel, n satélite de Uano descibe na óbita pácticamente cicla de adio R m y s peiodo de eolción ale,85 5 s. Obeón, oto satélite de Uano, gia en óbita también cicla de adio R m. a) Calcla la masa de Uano b) Calcla el peiodo de eolción de Obeón Constante de gaitación niesal 6,67-11 Nm /kg.- Un electón enta en na egión del espacio en la qe existe n campo eléctico nifome, paalelo al eje OX y de intensidad i. La elocidad del electón es paalela al eje OY: j. Donde oltios/meto y m/s a) Calcla la feza eléctica sobe el electón. Cómo seá z la tayectoia descita? e - b) La feza eléctica sobe el electón pede anlase mediante na feza podcida po n campo magnético y spesto al anteio en esa egión del espacio. Detemina el modlo diección y sentido de la x intensidad (B) de este campo. c) Cál seá la feza neta (módlo, diección y sentido) sobe n potón qe llega al doble de elocidad qe el electón a esa misma speposición de campos. Caga del electón: e - - 1,6-19 C Masa del potón: m p 1800m e Masa del electón: m e 9,1-1 kg es n seicio gatito de diciones SM

2 BLOQU B 1.- Una scesión de olas ectas y paalelas qe se popagan en la diección del eje OX sobe la speficie del ma. Se peden epesenta mediante n moimiento ondlatoio de ecación: z sen(0,πt 0,1πx). Las magnitdes de esta expesión están dadas en el Sistema Intenacional de Unidades. n esta ecación, z epesenta la alta de cada pnto de la speficie especto del niel medio, en el pnto x en el instante t. Calcla: a) La alta máxima de esas olas sobe el niel medio b) l númeo de olas qe pasan po n pnto en cada minto c) La distancia ente dos olas d) La elocidad de las olas. e) Si en n instante dado, en la posición x 0 hay n mínimo de la ola, canto ale en ese instante la alta z en el pnto x 15 m..- Una espia fomada po n hilo condcto de foma cadada y de lado cm se sitúa sobe el plano hoizontal XOY pependicla a n campo magnético en la diección del eje OZ, de intensidad B Bk. Si el campo magnético aía con el tiempo según la ley B B 0 sen ωt, donde B 0 0,5 y ω π s -1. Calcla: a) l alo de la feza electomotiz (ε) indcida en la espia en fnción del tiempo. Cál es el alo de ε y el sentido de la coiente cando t 0? b) Si el campo magnético es constante en el tiempo, también pede consegise na coiente indcida moiendo la espia adecadamente. Descibe algún moimiento de la espia qe podzca coiente indcida y oto qe no lo haga. Po qé? CUSIONS 1. Descibi el fncionamiento de na cámaa fotogáfica. stabilidad de los núcleos atómicos. Defecto de masa y enegía de enlace. Ondas polaizadas. Pone algún ejemplo 4. Descibi el fecto Fotoeléctico. xplicación cántica. Hipótesis de De Boglie. 1. Cada cestión debidamente jstificada y azonada se aloaá con n máximo de pntos.. Cada poblema con na espesta coectamente planteada, jstificada y con solción coecta se aloaá con n máximo de pntos. es n seicio gatito de diciones SM

3 RSPUSA BLOQU A 1.- a) La feza centípeta qe obliga a Umbiel a gia en tono a Uano es la feza de atacción qe ejece Uano sobe dicho satélite dada po la Ley de la Gaitación Uniesal. A pati de ella obtenemos la masa de Uano. M Um Fc FG ; m G ; M U G Calclamos el alo de la elocidad a pati de s peiodo de eolción ya qe consideamos esta pácticamente constante. 6 π π m / s; 5,58, 7 m / s Sstityendo en la masa de Uano: M 7, G 6,67 6 U 8,81 5 kg b) Aplicando la tecea ley de Keple qe indica qe el cadado del peiodo de eolción de los satélites es popocional al cbo del adio medio de ss óbitas, se pede plantea la sigiente elaci n ente los peiodos y los adios de los satélites: o o k; ; 1,1 o o s es n seicio gatito de diciones SM

4 .- a) l alo de la feza eléctica es: F q 1,6 i 1,6 i sta feza tiene la misma diección qe el campo eléctico, peo sentido contaio. Como es pependicla al desplazamiento (inicialmente) descibiá na tayectoia cicla, concetamente algo paecido a n cato de cicnfeencia, momento en qe la feza y la elocidad se hacen paalelas. b) La feza magnética pocede de n podcto ectoial: F q ( B) Paa qe el podcto B esté en la diección del eje X, el ecto campo magnético deme esta diigido en la diección del eje Z. Paa qe el sentido de la feza sea el positio del eje X y teniendo en centa qe el signo negatio de la caga del electón cambia el sentido del ecto feza, el campo el campo tiene qe tene el sentido negatio del eje Z. B Bk Paa calcla el módlo, igalamos los aloes de las fezas: 1,6,6 q B B 1,6 Lego el ecto campo es: B k 1 1 c) La caga del potón es la misma qe la del electón peo positia, lego la feza eléctica es: F 1,6 i N n el cálclo del la feza magnética si inflye la elocidad de la patícla, esta es: F 1,6 j 1k, i B Lego la feza total es: F F + F 4,8 i B ( ) N es n seicio gatito de diciones SM

5 CUSIONS.- xpeimentalmente se ha compobado qe la masa de calqie átomo es meno qe la sma de las masas de los potones, netones y electones qe lo foman. A es difeencia se le denomina difeencia de masa. La masa no desapaece, sino qe se tansfoma en enegía. s esa enegía la qe popociona estabilidad al núcleo del átomo. l podcto de esa difeencia de masa m po el cadado de la elocidad de la lz popociona le enegía de enlace. l alo de la enegía de enlace po ncleón se obtiene diidiendo ese alo ente el númeo másico. m c n A Canto mayo sea la enegía, mayo seá la estabilidad nclea ya qe esa enegía es la qe hay qe comnicaa a cada ncleón paa sepaalo del núcleo. 4.- l efecto fotoeléctico consiste en la emisión de electones po la speficie de n metal cando sobe él incide lz de fecencia sficientemente eleada. xpeimentalmente lo qe más llamó la atención de los científicos de la época es qe en el efecto fotoeléctico, la enegía de los electones emitidos es independiente de la intensidad de la lz incidente. Depende únicamente del alo de la fecencia de la adiación incidente. sto se contadice absoltamente con todo lo conocido hasta la fecha de física clásica. La explicación del efecto fotoeléctico se debe a na intepetación de instein tilizando la teoía de los cantos de Planck. La enegía cinética máxima qe tienen los electones qe se despenden del metal seá la difeencia ente la enegía qe poseía la adiación incidente y la enegía necesaia paa aanca al electón. c,max hυ hυ 0 Donde 0 υ h es la fnción de tabajo o fecencia mbal popia de cada metal y po debajo de la cal no existiía emisión electónica. es n seicio gatito de diciones SM