CRITERIOS DE EVALUACIÓN/CORRECCIÓN DE FÍSICA

Transcripción

1 CRITERIOS DE EVALUACIÓN/CORRECCIÓN DE FÍSICA BLOQUE A: 3 puntos Se valorará cada cuestión marcada correctamente con 0,5 puntos, sin necesidad de justicación. No se tendrán en cuenta las cuestiones mal respondidas. BLOQUE B: 2 puntos Sólo se tendrán en cuenta las respuestas que se correspondan con las preguntas planteadas. Se valorará con: hasta 0,5 puntos por el concepto y la expresión de la ley de gravitación universal. hasta 0,5 puntos por el concepto y la expresión de la intensidad de campo gravitatorio. hasta 0,5 puntos por el concepto y la expresión del potencial gravitatorio. hasta 0,5 puntos por indicar que representan las distintas magnitudes y en que unidades se expresan. BLOQUE C: 5 puntos Se evaluará con 0 puntos la utilización de expresiones incorrectas. Cuando las soluciones numéricas no vayan acompañadas de unidades o éstas sean incorrectas, se restarán 0,25 puntos por problema. Los errores de cálculo restarán 0,25 puntos por problema. Problema 1: a) cálculo de la constante del resorte y de la frecuencia angular: hasta 0,5 puntos. cálculo de la elongación: hasta 0,75 puntos. b) cálculo de la velocidad: hasta 0,75 puntos. cálculo de la energía cinética: hasta 0,5 puntos. Problema 2: a) cálculo de la distancia a la que se forma la imagen: hasta 1,25 puntos. b) cálculo del radio del espejo: hasta 0,75 puntos. gura con el trazado de rayos: hasta 0,5 puntos.

2 EXAMEN RESUELTO A. Prueba objetiva 1 Se trata de una composición de dos movimientos: y V o En el eje x: movimiento rectilíneo uniforme de velocidad inicial v x = v o = constante H En el eje y: movimiento rectilíneo uniformemente acelerado con velocidad inicial v y = 0 y aceleración a y = g = cte x Por lo tanto, podremos escribir para el eje y: v y = gt y = H 1 2 gt2 Para calcular, en estas condiciones, el tiempo que el objeto tarda en llegar al suelo basta con hacer y = 0, resultando que 2H t = g expresión que resulta ser independiente de la velocidad inicial v o y solo depende de la altura H. En consecuencia ambos objetos llegarán al suelo al mismo tiempo. La respuesta correcta es la c 2 En la gura se representa el diagrama de fuerzas que actúa sobre el cuerpo. Aplicando la segunda ley de Newton y teniendo en cuenta que desliza hacia abajo a velocidad constante (v = cte, a = 0) m g senθ F r = 0 N = m g cosθ θ N mg senθ θ mg mg cosθ F r F r = µ c N al operar resulta m g senθ µ c m g cosθ = 0 µ c = tgθ = tg 31 = 0, 6 La respuesta correcta es la b 3 Si representamos por M T y R T la masa y el radio de la Tierra, respectivamente, la intensidad de campo gravitatorio en la supercie de la Tierra vendrá dada por g T = G M T R 2 T Análogamente, si M p y R p son, respectivamente, la masa y radio del planeta, la intensidad de campo gravitatorio en la supercie del planeta será g p = G M p R 2 p

3 dividiendo miembro a miembro ambas expresiones, resulta g T g p = M T R 2 p M p R 2 T y teniendo en cuenta que M T = 4M p y R T = 2R p g T g p = 4M p R 2 p M p (2R p ) 2 = 1 g T = g p La respuesta correcta es la c 4 Cuando una carga eléctrica q se mueve debido al campo eléctrico desde un punto de potencial V i a otro punto de potencial V f, el trabajo realizado por el campo eléctrico viene dado por W = q(v i V f ) Ahora bien, como el punto inicial y el punto nal se encuentran sobre una supercie equipotencial V i = V f W = 0 La respuesta correcta es la c 5 La fuerza F ejercida por un campo magnético B sobre una carga eléctrica q que se mueve con una velocidad v viene dada por la ley de Lorentz F = q( v B) Si debe cumplirse que la fuerza que actúa sobre un electrón cuando entra en un campo magnético uniforme sea nula, es necesario que se verique que v B = 0 en consecuencia, debe cumplirse que los vectores v y B son paralelos La respuesta correcta es la b 6 El índice de refracción absoluto n de un medio se dene como la razón entre la velocidad de la luz en el vacío c y la velocidad de propagación v en este medio n = c v La respuesta correcta es la b B. Pregunta - ley de gravitación universal Dos partículas materiales se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. M r F M m u F M = G M m r 2 u

4 - intensidad de campo gravitatorio La intensidad de campo gravitatorio, g, en un punto del espacio es la fuerza que actuaría sobre una partícula de masa unidad situada en ese punto. M r g P u g = G M r 2 u - potencial gravitatorio el potencial gravitatorio en un punto del espacio es el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar una partícula de masa unidad desde dicho punto hasta el innito. V = G M r - las magnitudes que aparecen en las expresiones anteriores son: M,m: masas, se expresan en Kg r: distacia, se expresa en m G: constante de gravitación universal, de valor 6, N m 2 kg 2 F fuerza, se expresa en N g, intensidad de campo gravitatorio, se expresa en N kg 1 V: potencial gravitatorio, se expresa en J Kg 1 C. Problemas 1 a) La constante del resorte viene dada por k = mg x 0 = = 40 N m y la frecuencia angular k 40 ω = m = rad = 14, s x o posición de equilibrio m o x m La ecuación del movimiento es x = A sen(ω t + θ 0 ) y teniendo en cuenta que en el instante inicial t = 0, x = A = 10 cm 10 = 10 sen(θ 0 ) sen(θ 0 ) = 1 θ 0 = 3π 2 rad La ecuación del movimiento toma entonces la forma ( x = 10 sen 14, 14 t + 3π ) 2 cm Finalmente, la elongación para t = 0, 3 s, será x = 10 sen(14, 14 0, 3 + 3π ) = 4, 53 cm 2

5 b) Calculamos ahora v v = dx dt = A ω cos(ω t + θ 0) = 10 14, 14 cos(14, 14 0, 3 + 3π 2 ) = 126, 04 cm s y la energía cinética E c = 1 2 m v2 = (126, ) 2 = 0, 159 J 2 a) Los valores que nos proporciona el enunciado son: tamaño del objeto: y = 4 cm distancia objeto al espejo: s = 6 cm tamaño de la imagen: y = 10 cm (imagen derecha) distancia imagen al espejo: s > 0 (imagen virtual) Por lo tanto y y = s s s = s y y = 6 10 = 15 cm 4 b) Si tenemos en cuenta que 1 s + 1 s = 1 f resulta al sustituir valores = 1 f 1 f = = f = 10 cm Finalmente, teniendo en cuenta que f = f = R/2, resulta R = 20 cm Para construir la imagen tendremos en cuenta que: un rayo que incida paralelamente al eje, se reeja pasando real o virtualmente por el foco. un rayo que pase por el foco, se reeja paralelamente al eje. un rayo que pase por el centro de curvatura, se reeja coincidiendo consigo mismo. y y' C F s s'

6 CRITERIOS DE AVALIACIÓN/CORRECCIÓN DE FÍSICA BLOQUE A: 3 puntos Valorarase cada cuestión marcada correctamente con 0,5 puntos, sen necesidade de xusticación. Non se terán en conta as cuestións mal respondidas. BLOQUE B: 2 puntos Só se terán en conta as respostas que se correspondan coas preguntas suscitadas. Valorarase con: ata 0,5 puntos polo concepto e a expresión da lei de gravitación universal. ata 0,5 puntos polo concepto e a expresión da intensidade de campo gravitatorio. ata 0,5 puntos polo concepto e a expresión do potencial gravitatorio. ata 0,5 puntos por indicar qué representan as distintas magnitudes e en qué unidades se expresan. BLOQUE C: 5 puntos Avaliarase con 0 puntos a utilización de expresións incorrectas. Cando as solución numéricas non vaian acompañadas de unidades ou estas sexan incorrectas, restaranse 0,25 puntos por problema. Os erros de cálculo restarán 0,25 puntos por problema. Problema 1: a) cálculo da constante do resorte e da frecuencia angular: ata 0,5 puntos. cálculo da elongación: ata 0,75 puntos. b) cálculo da velocidade: ata 0,75 puntos. cálculo da enerxía cinética: ata 0,5 puntos. Problema 2: a) cálculo da distancia á que se forma a imaxe: ata 1,25 puntos. b) cálculo do raio do espello: ata 0,75 puntos. gura co trazado de raios: ata 0,5 puntos.

7 EXAMEN RESOLTO A. Proba obxectiva 1 Trátase dunha composición de dous movementos: y V o No eixo x: movemento rectilíneo uniforme de velocidade inicial v x = v o = constante H No eixo e: movemento rectilíneo uniformemente acelerado con velocidade inicial v y = 0 e aceleración a y = g = cte x Por tanto, poderemos escribir para o eixo y: v y = gt y = H 1 2 gt2 Para calcular, nestas condicións, o tempo que o obxecto tarda en chegar ao chan basta con facer y = 0, resultando que 2H t = g expresión que resulta ser independente da velocidade inicial v o e só depende da altura H. En consecuencia ambos os obxectos chegarán ao chan ao mesmo tempo. A resposta correcta é a c 2 Na gura represéntase o diagrama de forzas que actúa sobre o corpo. Aplicando a segunda lei de Newton e tendo en conta que desliza cara abaixo a velocidade constante (v = cte, a = 0) ao operar resulta m g senθ F r = 0 N = m g cosθ F r = µ c N θ N mg senθ θ mg mg cosθ F r m g senθ µ c m g cosθ = 0 µ c = tgθ = tg 31 = 0, 6 A resposta correcta é a b 3 Se representamos por M T e R T a masa e o raio da Terra, respectivamente, a intensidade de campo gravitatorio na supercie da Terra virá dada por g T = G M T R 2 T Analogamente, se M p e R p son, respectivamente, a masa e raio do planeta, a intensidade de campo gravitatorio na supercie do planeta será g p = G M p R 2 p

8 dividindo membro a membro ambas as expresións, resulta e tendo en conta que M T = 4M p y R T = 2R p g T g p = g T g p = M T R 2 p M p R 2 T 4M p R 2 p M p (2R p ) 2 = 1 g T = g p A resposta correcta é a c 4 Cando unha carga eléctrica q que se move debido ao campo eléctrico desde un punto de potencial V i a outro punto de potencial V f, o traballo realizado polo campo eléctrico vén dado por W = q(v i V f ) Agora ben, como o punto inicial e o punto nal se atópan sobre unha supercie equipotencial V i = V f W = 0 A resposta correcta é a c 5 A forza F exercida por un campo magnético B sobre unha carga eléctrica q que se move cunha velocidade v vén dada pola lei de Lorentz F = q( v B) Se debe cumprirse que a forza que actúa sobre un electrón cando entra nun campo magnético uniforme sexa nula, é necesario que se verique que v B = 0 en consecuencia, debe cumprirse que os vectores v e B son paralelos A resposta correcta é a b 6 O índice de refracción absoluto n dun medio defínese como a razón entre a velocidade da luz no baleiro c e a velocidade de propagación v neste medio n = c v A resposta correcta é a b B. Pregunta - lei de gravitación universal Dúas partículas materiais atráense mutuamente cunha forza que é directamente proporcional ao produto das súas masas e inversamente proporcional ao cadrado da distancia que os separa. M r F M m u F M = G M m r 2 u

9 - intensidade de campo gravitatorio A intensidade de campo gravitatorio, g, nun punto do espazo é a forza que actuaría sobre unha partícula de masa unidade situada nese punto. M r g P u g = G M r 2 u - potencial gravitatorio o potencial gravitatorio nun punto do espazo é o traballo que realiza o campo gravitatorio para trasladar unha partícula de masa unidade desde o devandito punto ata o innito. V = G M r - as magnitudes que aparecen nas expresións anteriores son: M,m: masas, exprésanse en Kg r: distancia, exprésase en m G: constante de gravitación universal, de valor 6, N m 2 kg 2 F forza, exprésase en N g, intensidade de campo gravitatorio, exprésase enn N kg 1 potencial gravitatorio, exprésase en J Kg 1 C. Problemas 1 a) A constante do resorte vén dada por k = mg x 0 = = 40 N m e a frecuencia angular k 40 ω = m = rad = 14, s x o posición de equilibrio m o x m A ecuación do movemento é x = A sen(ω t + θ 0 ) e tendo en conta que no instante inicial t = 0, x = A = 10 cm 10 = 10 sen(θ 0 ) sen(θ 0 ) = 1 θ 0 = 3π 2 rad A ecuación do movemento toma entón a forma ( x = 10 sen 14, 14 t + 3π ) 2 cm Finalmente, a elongación para t = 0, 3 s, será x = 10 sen(14, 14 0, 3 + 3π ) = 4, 53 cm 2

10 b) Calculamos agora v v = dx dt = A ω cos(ω t + θ 0) = 10 14, 14 cos(14, 14 0, 3 + 3π 2 ) = 126, 04 cm s e a enerxía cinética E c = 1 2 m v2 = (126, ) 2 = 0, 159 J 2 a) Os valores que nos proporciona o enunciado son: tamaño do obxecto: y = 4 cm distancia obxecto ao espello: s = 6 cm tamaño da imaxe: y = 10 cm (imaxe dereita) distancia imaxe ao espello: s > 0 (imaxe virtual) Por tanto y y = s s s = s y y = 6 10 = 15 cm 4 b) Se temos en conta que 1 s + 1 s = 1 f resulta ao substituír valores = 1 f 1 f = = f = 10 cm Finalmente, tendo en conta que f = f = R/2, resulta R = 20 cm Para construír a imaxe teremos en conta que: un raio que incida paralelamente ao eixo, reíctese pasando real ou virtualmente polo foco. un raio que pase polo foco, reíctese paralelamente ao eixo. un raio que pase polo centro de curvatura, reíctese coincidindo consigo mesmo. y y' C F s s'