Districte Universitari de Catalunya

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Joaquín Valverde Camacho
hace 5 años
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1 Proves d Accés a la Universitat. Curs Física Serie 2 El examen consta de una parte común (problemas P1 y P2), que debe hacer obligatoriamente, y de una parte optativa, de la que tiene que escoger UNA de las opciones (A o B) y hacer los problemas P3, P4 y P5 correspondientes. Cada problema vale 2 puntos. Districte Universitari de Catalunya

2 Parte obligatoria P1) La masa de los astronautas en el espacio se mide con un instrumento que se basa en el movimiento vibratorio armónico. Cuando el astronauta se coloca en él, el aparato inicia un movimiento vibratorio y mide su frecuencia. Se sabe que para una masa de 60 kg, la frecuencia de oscilación es de 0,678 Hz. a ) Calcule la velocidad máxima de oscilación de esta masa si se sabe que la amplitud máxima de oscilación es de 20 cm. b ) Si la masa de un astronauta hace que el instrumento oscile con una frecuencia de 0,606 4 Hz, calcule la constante elástica del muelle y la masa del astronauta. P2) Los axones son una parte de las neuronas y transmiten el impulso nervioso. La corriente eléctrica que circula por el axón produce un campo magnético que puede considerarse igual al que produciría un hilo conductor rectilíneo infinitamente largo. Por dos axones paralelos, representados en la siguiente figura, circula una corriente de 0, A en el mismo sentido: a ) Indique la dirección y el sentido del campo magnético que produce cada axón en la posición que ocupa el otro. Dibuje la fuerza que actúa sobre cada axón causada por la corriente que circula por el otro. b ) Calcule el módulo de la fuerza que actúa sobre 2 cm del axón 2 si el módulo del campo magnético que produce el axón 1 en la posición del axón 2 es de 1, T. 2

3 Opción A P3) La cuerda de una guitarra mide 0,65 m de longitud y vibra con una frecuencia fundamental de 440 Hz. a ) Explique razonadamente cuál es la longitud de onda del armónico fundamental y en qué lugares de la cuerda se encuentran los nodos y los vientres. Calcule la velocidad de propagación de las ondas que, por superposición, han generado la onda estacionaria de la cuerda. b ) Dibuje el perfil de la onda estacionaria del segundo y del cuarto armónico y calcule su frecuencia. P4) Las cargas Q A = 2μC, Q B = 4μC y Q C = 8μC están situadas sobre una misma recta. La carga A está a una distancia de 1 m de la carga B, y la carga C está situada entre las dos anteriores. a ) Si la fuerza eléctrica total sobre Q C debida a las otras dos cargas es cero, calcule la distancia entre Q C y Q A. b ) Calcule el trabajo necesario para trasladar la carga C desde el punto donde se encuentra hasta un punto equidistante entre A y B. Interprete el signo del resultado. DATO: k =1/(4πε 0 )= Nm 2 C 2. P5) El polonio 210 tiene un periodo de semidesintegración de 138,4 días y se desintegra, por emisión de partículas alfa, en un isótopo estable del plomo. El proceso es el siguiente: a ) Determine los índices x e y y el tiempo necesario para que la masa del polonio se reduzca al 30 % de la masa inicial. b ) Calcule la energía que se desprende en la desintegración de un núcleo de polonio, expresada en J y en MeV. DATOS: m = 209,983 u; m = 205,974 u; m = 4,003 u; 1u=1, kg; 1eV=1, J; c = m/s. 3

4 Opción B P3) Tres cargas eléctricas puntuales de valor Q =10 5 C se encuentran, cada una, en un vértice de un triángulo equilátero de 3 m de lado. Dos son positivas, mientras que la tercera es negativa. a ) Calcule la fuerza eléctrica total que ejercen la carga negativa y una de las positivas sobre la otra carga positiva. Dibuje un esquema de las fuerzas que actúan sobre las cargas. b ) Calcule la energía potencial eléctrica almacenada en el sistema de cargas. Se traslada una de las cargas positivas al punto medio del lado que une las otras dos cargas. Determine el trabajo realizado por la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga que se ha trasladado. DATO: k =1/(4πε 0 )= Nm 2 C 2. P4) En una experiencia de laboratorio, se mide la energía cinética máxima de los electrones que saltan cuando se hacen incidir radiaciones de diferente frecuencia sobre una placa de un material. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla, en la que E c representa la energía cinética, y ν, la frecuencia: E c (ev) 0 0 2,07 4,14 ν (PHz) 0,500 1,00 1,50 2,00 La representación gráfica de los resultados es la siguiente: Determine: a ) El valor de la constante de Planck a partir de los datos de este experimento. b ) La función de trabajo; es decir, la energía mínima de extracción de electrones. Exprese los resultados en unidades del sistema internacional (SI). DATOS: 1eV=1, J; 1PHz=10 15 Hz. 4

5 P5) Calcule, dentro de un campo magnético B =0,2j, expresado en T: a ) La fuerza (módulo, dirección y sentido) que actúa sobre una carga positiva Q =3, C que se mueve a una velocidad v =2k, expresada en m/s. b ) La fuerza electromotriz inducida en función del tiempo cuando una espira cuadrada de 0,01 m 2 de superficie gira, a una velocidad angular constante de 30 rad/s, alrededor de un eje fijo (el eje x de la figura) que pasa por la mitad de dos de sus lados opuestos, tal como se indica en la figura. 5

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8 L Institut d Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l edició d aquesta prova d accés

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