Desarrolle la "Opción A" o la "Opción B" OPCIÓN A

Transcripción

1 Se valoaá el uso de vocabulaio y la notación científica. Los eoes otogáficos, el desoden, la falta de limpieza en la pesentación y la mala edacción, podán supone una disminución hasta de un punto en la calificación, salvo casos extemos. PUNTUACIÓN QUE SE OTORGARÁ A ESTE EJERCICIO: (véanse las distintas pates del examen) Desaolle la "Opción A" o la "Opción B" OPCIÓN A 1. Una cueda tensa, fija po sus dos extemos, tiene una longitud L = 1, m. Cuando esta cueda se excita tansvesalmente a una fecuencia n = 80 Hz, se foma una onda estacionaia con dos vientes. a) Calcula la longitud de onda y la velocidad de popagación de las ondas en esta cueda. (1,5 puntos) b) Paa qué fecuencia infeio a la dada se fomaá ota onda estacionaia en la cueda? Repesenta esta onda. (1 punto) ) a) Explica el concepto de enegía potencial gavitatoia. Qué enegía potencial gavitatoia tiene una patícula de masa m situada a una distancia de ota patícula de masa M? (1,5 puntos) b) Un planeta esféico sin atmósfea tiene masa M = 1, 10 3 kg y adio R = 1, m. Desde su supeficie se lanza veticalmente un poyectil que llega a alcanza una altua máxima h = R/ antes de volve a cae hacia la supeficie. Con qué velocidad inicial se ha lanzado el poyectil? (1 punto) G = 6, N m kg -. 3) a) Explica el concepto de campo eléctico. Qué campo eléctico cea una patícula con caga q? (1 punto) b) Dos patículas con cagas q 1 = 1 µc y q = µc están d P sepaadas po una distancia d = 0,6 m. Detemina el campo q 1 q eléctico (módulo, diección y sentido) en el punto medio ente las dos cagas, P. Cuál es el potencial eléctico en este punto? d/ (1,5 puntos) K = 1/(4pe 0 ) = N m C-. 4) a) Explica qué es y po qué existe la llamada fecuencia umbal en el efecto fotoeléctico. (1 punto) b) La enegía de extacción de electones (función de tabajo) de la plata es 4,73 ev. Calcula la fecuencia umbal paa el efecto fotoeléctico en este metal. Si se ilumina con luz de 00 nm de longitud de onda, cuál seá el potencial de fenado de los electones aancados? (1,5 puntos) h = 6, J s ; e = 1, C ; c = 3, m/s.

2 OPCIÓN B 1) Un péndulo simple está fomado po un hilo de longitud L = 99, cm y una bolita que oscila en hoizontal con una amplitud A = 6,4 cm y un peiodo T =,00 s. a) Calcula la intensidad del campo gavitatoio local, g. (1 punto) b) Detemina y epesenta gáficamente la velocidad de la bolita en función del tiempo, v(t). Toma oigen de tiempo, t = 0, cuando la bolita pasa po su posición de equilibio. (1,5 puntos) ) Un satélite atificial descibe una óbita elíptica, con el cento de la Tiea en uno de sus focos. a) En el movimiento obital del satélite, se conseva v p R p su enegía mecánica? Y su momento angula M especto al cento de la Tiea? Razona tus espuestas. (1,5 puntos) b) Supón que se conocen las distancias máxima y mínima del satélite al cento de la Tiea (apogeo y peigeo), R A y R P espectivamente. Plantea azonadamente, sin esolvelas, las ecuaciones necesaias paa detemina las velocidades obitales del satélite en estos puntos, v A y v P. (1 punto) Datos: constante de gavitación univesal, G. Masa de la Tiea, M. R A v A 3) a) Cuando una patícula con caga q se mueve con velocidad v en el seno de un campo magnético B, qué fueza actúa sobe ella? Explica las caacteísticas de esta fueza. Qué cicunstancias deben cumplise paa que la patícula desciba una tayectoia cicula? (1,5 puntos) b) Una patícula a que se mueve con velocidad v =, m/s descibe una tayectoia cicula en una egión donde existe un campo magnético unifome B = 0,15 T. Calcula el adio de la tayectoia y el peiodo de evolución. (1 punto) m a = 6, kg; q a = 3, C. 4) Se desea poyecta sobe una pantalla la imagen de una diapositiva, empleando una lente delgada convegente de focal f ' = 10 cm, de foma que el tamaño de la imagen sea 50 veces mayo que el de la diapositiva. a) Calcula las distancias diapositiva-lente y lente-pantalla. (1,5 puntos) b) Dibuja un tazado de ayos que explique gáficamente este poceso de fomación de imagen (1 punto) Ayuda: las diapositivas se colocan en el poyecto invetidas

3 CRITERIOS ESPECÍFICOS DE CORRECCIÓN Ejecicio de: FÍSICA El ejecicio pesenta dos opciones, A y B. El alumno debeá elegi y desaolla una de ellas, sin mezcla contenidos. Cada opción está compuesta po cuato cuestiones teóicas y/o pácticas con 8-10 apatados. La puntuación máxima de cada apatado se indica en el enunciado. Paa califica las espuestas se valoaá positivamente: Cuestiones teóicas: - El conocimiento y compensión de las teoías, conceptos, leyes y modelos físicos. - La capacidad de expesión científica: claidad, oden, coheencia, vocabulaio y sintaxis. Cuestiones pácticas: - El coecto planteamiento y la adecuada intepetación y aplicación de las leyes físicas. - La desteza en el manejo de heamientas matemáticas. - La coecta utilización de unidades físicas y de notación científica. - La claidad en los esquemas, figuas y epesentaciones gáficas. - El oden de ejecución, la intepetación de esultados y la especificación de unidades. Los eoes se valoaán negativamente sólo una vez, en el pime apatado en que apaezcan, salvo que conduzcan a esultados absudos no discutidos en los siguientes. En los apatados con vaias peguntas se distibuiá la calificación de la siguiente foma: OPCIÓN A 1a) Long. onda: 0,8 p. Velocidad: 0,7 p. 1b) Fecuencia: 0,5 p. Gáfica: 0,5 p. a) Concepto: 1 p. Una patic: 0,5 p. 3a) Concepto: 0,7 p. Caga punt.: 0,3 p. 3b) Campo: 1 p. Potencial: 0,5 p. 4b) Fec. umbal: 0,7 p. V fenado: 0,8 p. OPCIÓN B 1b) Velocidad: 1 p. Gáfica: 0,5 p. a) Enegía: 0,7 p. Momento ang.: 0,8 p. b) 0,5 p. po ecuación 3a) Fueza: 1 p. Tayect. cicula: 0,5 p. 3b) Radio: 0,5 p. Peiodo: 0,5 p. 4a) Ecuaciones: 0,7 p. Cálculo: 0,8 p.

4 1ª Cuestión OPCIÓN A a) Si se foma una onda estacionaia con dos vientes (º amónico), como se puede obseva en la imagen, lo que tenemos ente los dos extemos fijos es una longitud de onda, po lo tanto: λ = L = 1, m v p = λ f = 1, 80 = 96 m / s b) Se foma ota onda estacionaia cuando ente los extemos fijos solo hay un viente (1 e amónico). En este caso a longitud de onda es: λ = L =,4 m v p f = = L 96,4 = 40 Hz ª Cuestión a) La enegía potencial es una magnitud que solo apaece en los campos de fuezas consevativos. Los cambios que se poducen en esta magnitud indican el tabajo ealizado po las fuezas del campo. Como en un campo de fuezas consevativo, el tabajo no depende del camino ecoido po los cuepos sino de su posición inicial y final, podemos deci que la E p se caacteiza po Se una función de la posición que ocupa el cuepo. Se una magnitud escala, ya que el tabajo también lo es. Una definición muy clásica de enegía potencial gavitatoia en un punto es el tabajo ealizado po las fuezas del campo gavitatoio paa tanspota la unidad de masa desde el infinito hasta dicho punto. La enegía potencial de una patícula de masa m situada a una distancia de ota de masa M se calcula mediante la expesión: Mm E P = G b) Po consevación de la enegía: E 0 = E F 1 Mm Mm GM 3GM mv G = G ; v = ; v = R R + 3R 3R R + GM 3R

5 11 6,7 10 1, , v = = ,5m /s 3ª Cuestión a) El concepto de campo de fuezas se intoduce en la física paa explica la acción (fueza a distancia) que ealiza un cuepo sobe oto. Si las fuezas son de natualeza gavitatoia, están ceados po masas y si son de caácte eléctico, estaán ceadas po cagas. Cuando una caga q se sitúa en un punto, modifica las popiedades físicas del espacio que le odea con la apaición de una fueza po unidad de caga. El valo de esta fueza es popocional al del campo eléctico que la cea. F F = qe E = q utilizando la expesión de la fueza de Coulomb, el campo eléctico ceado po una caga q a una distancia es: q E = K u b) Tomamos el sistema de efeencia cuyo oigen está situado en la posición de la caga q 1. q1 E = K (1,0) 1 ( d ) ( ) Sustituyendo los valoes de K, q 1, q, d y sumando ambas expesiones: q E = K d ( 1,0) E = E + E = ,0 = ( 10,0) N / C P 1 0,36 0, Módulo: N/C Diección: La de la ecta que une q 1 y q. Sentido: Hacia q 1. El potencial eléctico es la suma de los potenciales ceados po cada caga: q q K 1 4 V = V + V = K + K = (q + q ) = 9 10 V P 1 1 d d d

6 4º cuestión a) La fecuencia umbal es la fecuencia coespondiente a la adiación con la enegía mínima necesaia paa ealiza el tabajo de extacción de los electones de la supeficie del metal. b) Multiplicando la enegía po el valo de la caga del electón, obtenemos su valo en unidades del sistema intenacional. E = 1,6 10 4,73 = 7, J E 7, E = hν; ν = = = 1,14 10 Hz 34 h 6,63 10 Calculamos la Ec,max que tendán los electones de 00 nm de longitud de onda que seá la que sobe una vez consumida la enegía de extacción. 8 hc E = hf = 6, ,14 10,39 10 J c,max 0 = 9 λ El potencial de fenado es: E max,39 10 V = c, = = 1,49 1,5V e 1,6 10