Examen de Física PAU Andalucía 2019 · Ordinaria Suplente

1. a) Razone las respuestas a las siguientes cuestiones: ¿Puede ser negativo el trabajo realizado por una fuerza gravitatoria?, ¿puede ser negativa la energía potencial gravitatoria?

a)

b) Dos masas $m_1 = 200\text{ kg}$ y $m_2 = 100\text{ kg}$ se encuentran dispuestas en el eje Y, como se indica en la figura. Determine, justificando su respuesta, el trabajo necesario para desplazar una pequeña masa $m_3 = 0,1\text{ kg}$, situada sobre el eje X, desde A hasta B. Comente el signo de dicho trabajo.

$G = 6,67\cdot 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}$

b)

2. a) Una espira cuadrada, situada en el plano vertical, se mueve horizontalmente atravesando una región en donde hay un campo magnético uniforme perpendicular a la misma. Razone, ayudándose de esquemas, si se induce corriente eléctrica en la espira y el sentido de circulación de la misma cuando:

i) La espira está entrando en el campo.

ii) La espira se desplaza en el seno del campo.

iii) La espira está saliendo del campo.

b) Una espira circular de $0{,}05\text{ m}$ de radio está en un plano horizontal entre un dispositivo de imanes que crea un campo magnético vertical hacia arriba de $0{,}8\text{ T}$. Si durante $5\cdot 10^{-3}\text{ s}$ se gira a velocidad constante el sistema de imanes, haciendo rotar $60^\circ$ el campo magnético, calcule:

b) i)

b) ii)

b) iii)

a)

Construya, razonadamente, la imagen de un objeto situado entre el foco y el centro de una lente convergente. A partir de la imagen obtenida indique, razonadamente, las características de la misma: real o virtual, si está derecha o invertida y su tamaño.

b)

A 2 m delante de una lente divergente se sitúa un objeto de tamaño 0,5 m. Si la distancia focal es de 1 m, calcule:

4. a) Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

i) Un electrón en movimiento puede ser estudiado como una onda o como una partícula.

ii) Si se duplica la velocidad de una partícula se duplica también su longitud de onda asociada.

iii) Si se reduce a la mitad la energía cinética de una partícula se reduce a la mitad su longitud de onda asociada.

b) Determine la longitud de onda de un electrón que es acelerado desde el reposo aplicando una diferencia de potencial de $200\text{ V}$.

$h = 6,63\cdot 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$; $e = 1,6\cdot 10^{-19}\text{ C}$; $m_e = 9,1\cdot 10^{-31}\text{ kg}$

b)

OPCIÓN B

1.

a)

Tenemos una fuerza no conservativa actuando sobre una partícula de masa $m$ que está en un campo gravitatorio.

i) ¿Existe alguna relación entre el trabajo realizado por la fuerza no conservativa y la energía mecánica de la masa?

ii) ¿Y entre el trabajo total de las fuerzas y la energía cinética? Justifique las respuestas.

b)

Por un plano inclinado que forma un ángulo de $30^\circ$ con la horizontal se lanza hacia arriba un bloque de $10\text{ kg}$ con una velocidad inicial de $5\text{ m s}^{-1}$. El coeficiente de rozamiento entre el plano y el bloque es $0{,}1$. A partir del balance de energías, determine:

Dato:

$g = 9{,}8\text{ m s}^{-2}$

OPCIÓN B

2.

a)

Responda razonadamente a las siguientes preguntas ayudándose de un esquema en cada caso:

i) ¿Realiza trabajo la fuerza magnética sobre una partícula cargada en movimiento?

ii) En una región del espacio existen un campo eléctrico y otro magnético, ambos uniformes y perpendiculares entre sí. ¿Bajo qué condición no varía la trayectoria de una partícula cargada que penetra en dicha región con una velocidad perpendicular a ambos campos?

b)

Un protón penetra en el seno de un campo magnético uniforme con una velocidad perpendicular al campo. El protón describe una trayectoria circular con un periodo de $2\cdot 10^{-8}\text{ s}$ y $0{,}03\text{ m}$ de radio.

i) Dibuje el esquema correspondiente y calcule el valor de su velocidad y del campo magnético.

ii) Si introdujéramos en el campo un electrón con la misma velocidad, dibuje su trayectoria y determine el valor de su radio.

Datos:

$e = 1{,}6\cdot 10^{-19}\text{ C}$; $m_e = 9{,}1\cdot 10^{-31}\text{ kg}$; $m_p = 1{,}7\cdot 10^{-27}\text{ kg}$

OPCIÓN B

3.

a)

Una onda transversal se propaga por una cuerda tensa con una velocidad $v$, una amplitud $A_0$ y oscila con una frecuencia $f_0$. Si se aumenta al doble la longitud de onda, manteniendo constante la velocidad de propagación, conteste razonadamente en qué proporción cambiarían la velocidad máxima y la aceleración máxima de oscilación de las partículas del medio.

b)

Si la ecuación de la onda que se propaga por la cuerda es:

$$y(x,t) = 0{,}02 \sin(100\pi t - 40\pi x)\quad \text{(SI)}$$

Calcule la longitud de onda, el periodo y la velocidad de propagación. Determine las ecuaciones de la velocidad de vibración y de la aceleración de vibración.

OPCIÓN B

4.

a)

Explique qué se entiende por defecto de masa, energía de enlace de un núcleo y energía de enlace por nucleón. ¿Qué información proporcionan estas magnitudes en relación con la estabilidad nuclear?

b)

Los nucleidos $^{19}_{9}\text{F}$ y $^{131}_{53}\text{I}$ tienen una masa de $18{,}998403\text{ u}$ y $130{,}906126\text{ u}$, respectivamente. Determine razonadamente cuál de ellos tiene mayor estabilidad nuclear.

$^{19}_{9}\text{F}$

$^{131}_{53}\text{I}$

Datos:

$m_p = 1{,}007276\text{ u}$; $m_n = 1{,}008665\text{ u}$; $1\text{ u} = 1{,}66\cdot 10^{-27}\text{ kg}$; $c = 3\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}$