Instuccions a) Duación: 1 oa y 3 minutos b) Db dsaolla las custions y poblmas d una d las dos opcions c) Pud utiliza calculadoa no pogamabl d) Cada custión o poblma s calificaá nt y,5 puntos (1,5 puntos cada uno d sus apatados) OPCIÓN A 1º. a) Expliqu la lación nt fuza consvativa y vaiación d ngía potncial. b) Un cupo ca libmnt sob la supfici tst. Dpnd la aclación d caída d las popidads d dico cupo? Razon la spusta. a) La lación xistnt s qu l tabajo qu aliza la fuza consvativa s igual a la vaiación ngativa d la ngía potncial asociada a dica fuza consvativa, s dci: ) Δ cons E p La ngía potncial s una ngía almacnada, d tal mana qu cuando la fuza consvativa aliza tabajo lo ac a xpnsas d sa ngía almacnada y, po lo tanto, la E p db disminui d aí l signo mnos d la vaiación d E p. Po jmplo, cuando un cupo ca libmnt dsd una altua, s la fuza pso (fuza consvativa) la qu aliza l tabajo al ca l cupo y, po lo tanto, la ngía potncial gavitatoia (ngía potncial asociada a la fuza gavitatoia) disminuy. b) Un cupo ca libmnt sob la supfici tst dbido a qu xist la fuza pso qu tia acia l cnto d la Tia, su valo s: P mg Dond m s la masa dl cupo y g la aclación d la gavdad. Esta fuza povocaá una aclación sob l cupo, aclación qu podmos calcula a pati d la cuación fundamntal d la dinámica, s dci: mg / a g m m/ Lugo la aclación con qu ca s igual a g y no dpnd d las popidads dl cupo, s dci, no dpnd ni d su masa ni d su volumn ni dl matial d qu stá fomado. Po lo tanto, todos los cupos can con la misma aclación indpndintmnt d la masa qu posan. Esto s cito si, lógicamnt, considamos qu no xist ozaminto duant la caída. º. a) Expliqu n qué consistn las accions d fusión y fisión nuclas. En qué s difncian? b) Comnt l oign d la ngía qu poducn. a) V libo d txto. b) En stas accions unos núclos inicials dan luga a unos núclos finals y admás s poduc una libación d ngía. La masa d los núclos finals sulta s infio a la masa d los núclos finals, po lo tanto, dsapac una cantidad d masa igual a: Δ m m(núclos inicials) m(núclos finals) Esta masa qu dsapac s convit n ngía a tavés d la cuación d Einstin: Δ E Δm c Pubas d Accso a la Univsidad Bacillato LOGSE - ísica Sptimb 8 1
dond c s la vlocidad d la luz. Y sta ngía s la qu s liba n st tipo d accions. 3º. Dos conductos ctilínos, indfinidos y paallos distan nt sí 1,5 cm. Po llos ciculan coints d igual intnsidad y dl mismo sntido. a) Expliqu con ayuda d un squma la dicción y sntido dl campo magnético cado po cada una d las coints y d la fuza qu actúa sob cada conducto. b) Calcul l valo d la intnsidad d la coint qu cicula po los conductos si la fuza qu uno d llos jc sob un tozo d 5 cm dl oto s d 1-3 N. µ 4π 1-7 NA -. a) El squma d campos y fuzas sía l siguint: I 1 I 1 1 Tnindo n cunta los sntidos d los campos y la gla dl poducto vctoial, los sntidos d cada una d stas fuzas son los indicados n la figua sultando qu dicas fuzas son atactivas. b) Al s L ppndicula a B l módulo d la fuza, po jmplo sob l conducto 1, (qu s igual n módulo a la qu s jc sob l conducto ) sá: 1 I1 L B Y como l campo B val: B μi πd El valo d la fuza sá: 1 Y como I 1 I I qudaá: 1 μli πd μli1i πd I 3 π,15 m 1 N 17,3 A 7 4π 1 NA,5 m πd μ L 1 B x B1 El campo qu ca l conducto 1, B 1, n la zona n qu s ncunta l conducto s ntant n l papl, mintas qu l campo qu ca l conducto, B, n la zona n qu s ncunta l conducto 1 s salint dl papl. La fuza qu un campo magnético jc sob un conducto po l qu cicula coint vin dada po I L B dond I s la intnsidad qu cicula po l conducto, L s la longitud d conducto dnto dl campo cuyo sntido s l d la coint y B s l campo magnético dond s ncunta inmso l conducto. Lugo las fuzas sob cada uno d los conductos sán: d1,5 cm 1 I L B1 ; 1 I1 L B 4º. Al incidi un az d longitud d onda 65 1-9 m sob una supfici mtálica, s mitn lctons con vlocidads d asta 4,6 1 5 ms -1. a) Calcul la fcuncia umbal dl mtal. b) Razon cómo cambiaía la vlocidad máxima d salida d los lctons si aumntas la fcuncia d la luz Y si disminuya la intnsidad dl az d luz? 6,63 1-34 Js ; c3 1 8 ms -1 ; m 9,1 1-31 kg. a) Aplicando la cuación d Einstin paa l fcto fotoléctico tndmos qu: f f + E c La fcuncia dl az incidnt s: 8 c 3 1 ms f 4,8 1 λ 9 65 1 m Hz Pubas d Accso a la Univsidad Bacillato LOGSE - ísica Sptimb 8
Y la ngía cinética d los lctons xtaídos sá: 1 1 31 5 m v 9,1 1 kg ( 4,6 1 ms ) Ec 9,6 1 J La fcuncia umbal, f, sá: f E f 6,63 1 3,34 1 c 34 Js 4,8 1 6,63 1 Hz Hz 9,6 1 Js 34 J Esto implica qu, paa qu s poduzca l fcto fotoléctico, la fcuncia d la adiación incidnt db s supio a 3,34 1 Hz. b) La ngía cinética d los lctons mitidos vin dada po: E f c f a) V libo d txto. b) El campo léctico qu ca una caga léctica n un punto vin dado po: E KQ u Dond u s un vcto unitaio n dicción adial. Si la caga Q s positiva l sntido dl campo s acia fua d la caga y si Q s ngativa va n sntido acia la caga. Tnindo n cunta sto los sntidos d los campos lécticos sían los d la figua: E 1 E Q 1 Q Como los dos campos tinn l mismo sntido n cualqui punto dl sgmnto qu un las dos cagas s imposibl qu s anuln, ya qu l campo total sía la suma d los módulos d cada uno d los campos. Lugo si aumntamos f aumntaá la Engía cinética d los lctons mitidos, ya qu f sguiía tomando l mismo valo ya qu s una caactística dl mtal. Si aumnta la Ec d los lctons dbá aumnta la vlocidad máxima con qu s mitn. Vaia la intnsidad dl az d luz no afcta a la fcuncia d dica luz sino al númo d cuantos d ngía qu incidn tnindo todos llos una ngía igual a f. Po lo tanto, al s l cuanto d luz incidnt d la misma ngía los lctons mitidos tndían la misma vlocidad. Lo único qu cambiaía s qu, al incidi un mno númo d cuantos, l númo d lctons mitidos sía mno po saldían con la misma vlocidad. OPCIÓN B 1º. a) Expliqu las caactísticas d la intacción léctica nt dos cagas puntuals n poso. b) s nulo l campo léctico n algún punto dl sgmnto qu un dos cagas puntuals d igual valo absoluto po d signo contaio? Razon la spusta. º. a) Expliqu qué son ondas stacionaias y dsciba sus caactísticas. b) En una cuda s a gnado una onda stacionaia. Expliqu po qué no s popaga ngía a tavés d la cuda. a) V libo d txto. b) En la onda stacionaia xistn puntos llamados nodos qu no viban nunca, s dci, stán simp n poso. La ngía asociada a una onda stacionaia no pud popagas a tavés d la cuda ya qu si así fus todos los puntos d sta vibaían al tansmitis la ngía po llos y dbido a la xistncia d los nodos la ngía no pud popagas a tavés d llos. La ngía d una stacionaia s distibuy a tavés d sus puntos, xcpto n los nodos, po no s tansmit a lo lago d la cuda. Los vints son los puntos a los qu ls cospond una ngía mayo. Pubas d Accso a la Univsidad Bacillato LOGSE - ísica Sptimb 8 3
3º. Un mucaco subido n un tino dsliza po una pndint con niv (ozaminto dspciabl) qu tin una inclinación d 3º. Cuando llga al final d la pndint, l tino continúa dslizando po una supfici oizontal ugosa asta dtns. a) Expliqu las tansfomacions ngéticas qu tinn luga duant l dsplazaminto dl tino. b) Si l spacio coido sob la supfici oizontal s cinco vcs mno qu l spacio coido po la pndint, dtmin l coficint d ozaminto. g1 ms -. Po lo tanto, s cumpliá qu: μ mgx mg μx Y como: sn 3º 5x 5x,5,5x Lugo: μ x,5x μ,5 a) La situación gáfica sía la siguint: A 5x El tino pat d la posición A, inicialmnt n poso, lugo sólo tndá ngía potncial gavitatoia d valo E pg mg, considando como nivl co d E pg l sulo. Al dscnd po la pndint, sin ozaminto, la única fuza qu actúa s l pso, qu s una fuza consvativa, lugo su ngía mcánica s consvaá a lo lago d toda la pndint. Conscuncia d sto s qu al llga al punto B toda la E pg qu tnía n A s abá tansfomado n ngía cinética, po lo tanto, podmos pon qu E c (B)mg. Al dsliza po la supfici oizontal, con ozaminto, mpiza a actua la fuza d ozaminto qu aliza un tabajo n conta dl cupo oiginando una pédida d ngía cinética asta qu al final s paa, lugo E m (C). b) En la supfici oizontal s cumpliá qu: ) ΔEm ) x cos18º μmgx 3º B C v Δ Em Em(C) Em(B) mg mg x 4º. Una sustancia adiactiva s dsintga sgún la cuación: N N,5 t (S.I.) a) Expliqu l significado d las magnituds qu intvinn n la cuación y dtmin azonadamnt l piodo d smidsintgación. b) Si una musta contin n un momnto dado 1 6 núclos d dica sustancia, cuál sá la actividad d la musta al cabo d 3 oas?. a) N s l númo d núclos qu abía inicialmnt. N s l númo d núclos qu qudan sin dsintga al cabo dl timpo t tanscuido. λ,5 s la constant d dsintgación qu psnta la pobabilidad d qu un dtminado núclo s dsintg. El signo ngativo indica qu l númo d núclos qu qudan sin dsintga disminuy con l timpo. El piodo d smidsintgación, timpo qu db tanscui paa qu l númo d núclos psnts n una musta s duzca a la mitad s pud calcula d la cuación tnindo n cunta qu NN /, lugo: N N 1 ln,5t t 138,6 s,5 t 1,5t,6931,5t Lugo l piodo d smidsintgación sá d 138,6 s. Pubas d Accso a la Univsidad Bacillato LOGSE - ísica Sptimb 8 4
b) La actividad A d una sustancia adiactiva s l númo d dsintgacions qu s poducn po unidad d timpo y vin xpsada como AλN y su vaiación con l timpo s xpsa como: A A λt Dond A s la actividad inicial qu n st caso valdá: A λn 5 1 3,5 s núclos s 1 6 núclos Lugo la actividad al cabo d un timpo d t3 oas18 s, sá: A A 5 1 3 λt núclos s 1,76 núclos s,5 s 18 s Pubas d Accso a la Univsidad Bacillato LOGSE - ísica Sptimb 8 5