b) Debe desarrollar las cuestiones y problemas de una de las dos opciones c) Puede utilizar calculadora no programable

Transcripción

1 I..S ATRIZ D SUAIA Dto. Física y Quíica Instuccions a) Duación: 1 oa y 30 inutos b) Db dsaolla las custions y oblas d una d las dos ocions c) Pud utiliza calculadoa no ogaabl d) Cada custión o obla s calificaá nt 0 y,5 untos (1,5 untos cada uno d sus aatados) OPCIÓN A qu ilica lo siguint: Si la locidad d los lctons s aalla al cao agnético (α0º, snα0) no s jcá fuza alguna 1. Un az d lctons nta n una sob llos. n cualqui oto caso abá fuza zona dl sacio n la qu xistn un cao léctico y oto agnético. a) Indiqu, ayudándos d un squa si lo ncsita, qué fuzas s jcn sob los lctons dl az. b) Si l az d lctons no s dsía, s sob los lctons y sta fuza sá áxia cuando la locidad d los lctons sa ndicula al cao agnético ( figua) y su alo sá F ax q. n st caso, al s la figua ndicula a la tayctoia ya qu s ndicula a, s tata d una fuza ud afia qu tanto l cao léctico cntíta y l lctón dscibiá una coo l agnético son nulos?. Razon la tayctoia cicula. susta. b) No. Si los lctons no s dsían indica qu no xist fuza nta sob llos o sto a) l cao léctico jcá si una no indica ncsaiant qu la fuza fuza sob los lctons d alo F q y, al s ngatia la caga dl lctón, sta léctica y la agnética san nulas. Podía ocui qu stas fuzas fusn d igual ód ulo F o d snt F idos fuza iá diigida n la dicción dl cao contaios, anulándos utuant, y no léctico o d sntido contaio a él ( odificando l lctón su tayctoia. sto figua). odía ocui cuando los caos léctico y agnético tuisn la dicción y sntido d la n l caso dl cao agnético, la fuza qu figua siguint. jc ést sob una caga tin d alo F q, cuyo ódulo al F qsnα, lo Pubas d Accso a la Unisidad acillato LOGS - Física 007-1

2 I..S ATRIZ D SUAIA Dto. Física y Quíica F b) V libo d txto n lación a la xistncia d la fuza nucla fut. F Paa qu la fuza léctica y agnética tuisn l iso ódulo dbá culis lo siguint: F q ; F q Si la locidad d los lctons fus igual a la lación nt l cao léctico y l agnético las dos fuzas s anulaían y l az d lctons sguiía su isa tayctoia ctilína sin ncsidad d anulas los caos lécticos y agnéticos. 3. Un cuo d 0,5 kg s lanza acia aiba o un lano inclinado, qu foa 30º con la oizontal, con una locidad inicial d 5 s -1. l coficint d ozainto s 0,. a) Dibuj n un squa las fuzas qu actúan sob l cuo cuando sub y cuando baja o l lano, y calcul la altua áxia alcanzada o l cuo. b) Dtin la locidad con la qu l cuo ul al unto d atida. g10 s - a) n la figua s sntan las fuzas N oiinto F oz. Todas las fuzas qu xistn n la " F T natualza s xlican coo F N P anifstacions d cuato intaccions " 30º básicas: gaitatoia, lctoagnética, nucla fut y nucla débil. N a) xliqu las caactísticas d cada una F oz oiinto d llas. F T b) Razon o qué los núclos son stabls " a sa d la ulsión léctica nt sus F N P otons. " 30º a) V libo d txto. xistnts tanto n la subida coo n la bajada. l so dl cuo P s dscoon n dos fuzas, F T y F N. La fuza F N s anula con la acción dl lano sob l cuo N. La fuza F T, n la subida, a n sntido contaio Pubas d Accso a la Unisidad acillato LOGS - Física 007 -

3 I..S ATRIZ D SUAIA al oiinto y, o lo tanto, tind a fna al cuo. Tabién xist la fuza d ozainto qu al s si contaia al oiinto tabién tind a fnalo. Cuando l cuo baja, la fuza F T tind aoa acla l cuo, intas qu la fuza d ozainto, si contaia al oiinto, tind a fnalo. La altua áxia qu alcanzaá l cuo sá cuando finalnt qud n oso ( F 0). Al xisti fuza d ozainto, fuza no consatia, la ngía cánica no s antndá constant, o si s culiá qu W(F oz ). Alicaos sta cuación aa calcula la altua áxia qu alcanza l cuo. Suonos coo nil co d ngía otncial gaitatoia l inicio dl lano inclinado. l alo d la fuza d ozainto sá: Foz µ FN µ gcosα 0, 0,5 kg 10 s cos 30º 0,866 N F o g 0,5 kg 10 s 5 6,5 Dto. Física y Quíica 1 1 0,5 kg 0 ( 5 s ) Igualando las dos cuacions tndos qu:,73 5 6,5 0,98 6,73 6,5 b) Alicando la isa cuación antio, sindo aoa l unto inicial cuando stá n oso a la altua y l final al inicio dl lano n l cual llaá una locidad a dtina, y tnindo n cunta qu l tabajo qu aliza l ozainto sá l iso qu n l caso antio tndos: W(Foz ) Foz sn 30º cos 180º 0,98 0,866 N ( ),6 J 0,5 La aiación d ngía cánica sá aoa: l tabajo qu aliza la fuza d ozainto, dsd l inicio dl lano asta qu alcanza la altua, sá W(Foz ) Foz x cos 180º sn 30º x W(Foz ) Foz 0,866 N 0,5 sn 30º cos 180º ( ),73 ; y coo 1 F o g 1 0,5 kg 0,5 kg 10 s 0,98 0,5 4,64 igualando los dos téinos tndos qu:,6 0,5 4,64,6 0,5 4,64 3,48 s La aiación d ngía cánica, tnindo n cunta qu al inciio dl lano sólo os ngía cinética y al final sólo ngía otncial, sá: Pubas d Accso a la Unisidad acillato LOGS - Física 007-3

4 I..S ATRIZ D SUAIA 4. l lás d un oducto d CD gna luz con una longitud d onda d 780 n dida n l ai. a) xliqu qué caactísticas d la luz cabian al nta n l lástico dl CD y calcul la locidad d la luz n él. b) Si la luz lás incid n l lástico con un ángulo d 30º, dtin l ángulo d facción. c s -1 ; n ai 1 ; n lástico 1,55. a) Cuando la luz asa d un dio a oto su fcuncia no aía ya qu n cuanto un fnt d onda llga a la sufici d saación, indiatant iza a oagas oto fnt d onda o l lástico, o lo tanto, la fcuncia a la qu llgan los fnts d onda sá la isa qu la fcuncia con qu s oagan o l lástico. Lo qu si aía s la locidad d oagación d la luz n l lástico y, coo og f, ncsaiant cabiaá la longitud d onda. La locidad n l lástico sá: Dto. Física y Quíica OPCIÓN 1. a) Analic las caactísticas d la intacción gaitatoia nt dos asas untuals. b) Cóo s afctada la intacción gaitatoia dscita n l aatado antio si n las oxiidads d las dos asas s coloca una tca asa, tabién untual?. Haga un squa d las fuzas gaitatoias qu actúan sob la tca asa. a) La intacción gaitatoia nt dos asas untuals in xsada o la ly d Nwton d la Gaitación Unisal, qu atáticant s xsa d la foa: M1 M F G u M 1 M F 1 F 1 n lástico s 1,55 lástico c 1, lástico s n c lástico b) Alicando la ly d Snll tndos: nai sn î nlástico sn ˆ nai sn î 1 sn 30º sn ˆ 0,35 nlástico 1,55 ˆ 18,81º Dond s la distancia qu las saa y u s un cto unitaio n la dicción adial. l signo nos d la xsión indica qu las fuzas son atactias y stán diigidas acia l cnto d los cuos, caso d s cuos xtnsos. Las caactísticas d stas fuzas, qu nos idn la intacción gaitatoia nt las asas, son: - l cuo 1 jc fuza sob l (F 1 ) y l cuo jc fuza sob l 1 (F 1 ). stas fuzas son iguals n Pubas d Accso a la Unisidad acillato LOGS - Física 007-4

5 I..S ATRIZ D SUAIA ódulo o d sntidos contaios sindo un jlo d fuzas d acción y acción, - Las fuzas son dictant oocionals a las asas d los cuos. - Son insant oocionals al cuadado d la distancia qu los saa, o lo tanto, disinuyn áidant con la distancia d saación. - Son fuzas cntals, diigidas acia l cnto d los cuos. - Su alo s indndint dl dio n l qu s ncuntan ya qu la constant G s unisal, s dci, al igual n todos los dios. - Dbido al quño alo d G 6, N kg -, aa qu l alo d las fuzas gaitatoias sa significatio al nos d la asa d uno d los cuos db s suficintnt gand. n cabio su adio d acción abaca a todo l uniso. b) Al coloca una tca asa, ésta jc tabién fuzas d atacción sob las otas dos, o lo tanto, la fuza nta sob las asas 1 y s odificada. A su z, las Dto. Física y Quíica fuzas qu intinn n st caso s l d la figua. l i subíndic indica l cuo qu jc la fuza y l sgundo l cuo sob l qu s jc la fuza.. Razon si la longitud d onda d d ogli d los otons s ayo o no qu la d los lctons n los siguints casos: a) abos tinn la isa locidad. b) abos tinn la isa ngía cinética. a) La longitud d onda asociada d d ogli aa una atícula d asa qu s u a una locidad in dada o la xsión. Si la locidad d los otons y d los lctons s la isa, las longituds d onda d cada una d llos sían: ; Si diidios ibo a ibo stas dos xsions tndos qu: M 1 M F 1 F 1 F 31 F 3 >>> >>> >>> 1 F F 3 13 M 3 asas 1 y jcán fuzas d atacción sob la asa 3. l squa d todas las Lugo, al s la asa dl otón bastant ás gand qu la dl lctón, la longitud d onda asociada al lctón sá bastant ás gand qu la dl otón. Pubas d Accso a la Unisidad acillato LOGS - Física 007-5

6 I..S ATRIZ D SUAIA b) Si los dos tinn la isa ngía cinética s culiá qu: 1 1 La longitud d onda d cada una d llas sá: Dto. Física y Quíica concénticas al cabl y cuyo lano s ndicula a ést. n la figua s sntan dicas línas y l sntido dl cao agnético n los distintos untos dl sacio. l ódulo dl cao agnético qu gna l cabl a una distancia d d él in dado o la xsión: >>> ; >>> 1 I d Y, n st caso, tabién la longitud d onda asociada al lctón sá bastant as gand qu la dl otón. µ I π d 0 Lugo n nusto caso su alo sá: 7 0 µ I 4π 10 TA 150 A π d π 0,03 0,001 T 3. Po un conducto ctilíno uy lago, aoyado sob un lano oizontal, cicula una coint d 150 A. a) Dibuj las línas dl cao agnético oducido o la coint y calcul l alo d dico cao n un unto situado n la tical dl conducto y a 3 c d él. b) Qué coint tndía qu cicula o un conducto, aallo al antio y situado a 0,8 c o ncia d él, aa qu no caya, si la asa o unidad d longitud d dico conducto s d 0 g -1? µ 0 4π 10-7 TA -1 ; g10 s - a) La línas dl cao agnético oducido o una coint ctilína son cicunfncias b) La situación gáfica sía la d la figua. l F 1 I P d0,8c I A conducto, situado a 0,8 c o ncia dl 1, stá dnto dl cao agnético 1 cado o l 1, cuyo sntido sá salint dl al tal y coo s usta n la figua. Al sta situado l conducto dnto dl cao agnético dl 1, ést l jcá una fuza agnética qu in dada o la xsión F I L dond I s la intnsidad d coint qu cicula o l (I ) y s l cao agnético cado o l 1 ( 1 ). Coo Pubas d Accso a la Unisidad acillato LOGS - Física 007-6

7 I..S ATRIZ D SUAIA sob l conducto stá actuando la fuza so P dbida a la gadad diigida acia abajo, la fuza agnética sob él dbá sta diigida acia aiba aa od quiliba al so y qu l conducto no caiga. Po lo tanto, tnindo n cunta la xsión ctoial d la fuza agnética y l sntido dl cao 1, la intnsidad d coint n l conducto db i acia la izquida. Las dos fuzas, P y F, n ódulo db s iguals. Coo nos dan la asa o unidad d longitud, aos a calcula l so o unidad d longitud y la fuza agnética o unidad d longitud: P g 0,0 kg 10 s 0, N Coo la fuza agnética tin d ódulo F I L 1 ya qu l ángulo qu foa L y 1 s d 90º, la fuza o unidad d longitud F sá I 1. Aoa bin, l cao L agnético qu ca l conducto 1 a 0,8 c d él aldá: 7 µ 0 I1 4π 10 TA 150 A 1 π d π 0, ,75 10 T 4. La cuación d una onda s: y (x, t) 0,16 cos Dto. Física y Quíica ( 0,8 x) cos( 100 t) S.I. a) Con la ayuda d un dibujo, xliqu las caactísticas d dica onda. b) Dtin la alitud, longitud d onda, fcuncia y locidad d oagación d las ondas cuya suosición odía gna dica onda. a) Po l tio d onda s tata d una onda stacionaia foada o la intfncia d una onda y su fljada. V libo d txto aa l dibujo y las caactísticas d dica onda. b) La cuación gnal d la onda stacionaía y(x, t) A cos kx cos ωt dond A sía ( ) ( ) snta la alitud d las ondas cuya intfncia oiginan la onda stacionaia. Po lo tanto, coaando stas dos cuacions tndos qu las caactísticas d las onda qu oiginan la stacionaia sían: 0,16 π A 0,08 ; k 0,8 π,5 π ; ω 100 ad s πf 0,8 100 ad s 50 f Hz π π 50 o f,5 π Hz 15 s π Y coo la fuza so o unidad d longitud y la agnética o unidad d longitud dbn s iguals aa qu l conducto no caiga, tndos qu: 3 0, N I 3,75 10 T 0, N I 53,33 A 3 3,75 10 T Pubas d Accso a la Unisidad acillato LOGS - Física 007-7