Examen de Física PAU Andalucía 2021 · Extraordinaria Reserva

a)

Represente gráficamente las líneas del campo gravitatorio y las superficies equipotenciales creadas por una masa puntual $M$.

Responda razonadamente:

b)

Dos masas puntuales $m_1 = 2\text{ kg}$ y $m_2 = 4\text{ kg}$ están situadas en los puntos $A(-3,0)\text{ m}$ y $B(0,1)\text{ m}$, respectivamente. Calcule razonadamente:

a)

El planeta A tiene dos veces más masa que el planeta B y radio cuatro veces menor. Determine la relación entre las velocidades de escape desde las superficies de ambos planetas ($v_{eA} / v_{eB}$).

b)

La masa de la Luna es $0{,}012$ veces la masa de la Tierra, y el radio lunar es $0{,}27$ veces el radio de la Tierra. Calcule:

a)

Una espira circular gira con velocidad angular constante alrededor de uno de sus diámetros en una región del espacio en la que existe un campo magnético uniforme y constante perpendicular al eje de giro.

b)

Una espira cuadrada de $5\text{ cm}$ de lado se sitúa en un plano perpendicular a un campo magnético uniforme de módulo $20\text{ T}$. Si se reduce de manera uniforme el valor del módulo del campo a $10\text{ T}$ en un intervalo de tiempo de $3\text{ s}$, calcule de forma razonada:

a)

Se lanza un electrón perpendicularmente a las líneas de un campo electrostático uniforme.

b)

Dos partículas con cargas $q_1 = 4\cdot 10^{-6}\text{ C}$ y $q_2 = 2\cdot 10^{-6}\text{ C}$ se encuentran situadas en los puntos $(0,0)$ y $(2,0)\text{ m}$, respectivamente, del plano XY. Calcule:

C) ONDAS. ÓPTICA GEOMÉTRICA

C.1. a) Razone, realizando además el trazado de rayos correspondiente, las características de la imagen producida por una lente convergente con el objeto situado a más distancia de la lente que el doble de su distancia focal.

b) La imagen producida por una lente convergente está derecha, tiene un tamaño triple que el objeto, y está situada a $1\text{ m}$ delante de la lente. i) Calcule la posición del objeto. ii) Calcule la distancia focal de la lente. iii) Explique, con ayuda de un diagrama de rayos, el carácter real o virtual de la imagen. Justifique sus respuestas.

a)

Indique las características de la imagen formada cuando $|s| > 2f'$:

b)

i) Posición del objeto $s$ respecto de la lente (utilice el criterio de signos convencional):

ii) Distancia focal de la lente $f'$:

iii) Carácter real o virtual de la imagen y justificación:

C.2. a) Razone y justifique la veracidad o falsedad de las siguientes frases:

i)

Vista desde el aire, la profundidad real de un recipiente lleno de agua es menor que su profundidad aparente.

ii)

Cuando un haz de luz pasa de una región donde hay agua a otra región donde hay aceite, dicho haz viajará con mayor velocidad en la región del aceite.

$n_{\text{aceite}} > n_{\text{agua}} > n_{\text{aire}}$

b) Un haz de luz naranja que viaja por el aire incide sobre una lámina (de caras plano-paralelas) de un determinado material transparente de $0{,}6\text{ m}$ de espesor. Los haces reflejado y refractado forman ángulos de $45^\circ$ y $35^\circ$, respectivamente, con la normal a la superficie de la lámina.

$\lambda_{\text{naranja(aire)}} = 6{,}15\cdot 10^{-7}\text{ m}$; $n_{\text{aire}} = 1$; $c = 3\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}$

i)

Realice un esquema con la trayectoria de los rayos y determine el valor de la velocidad de propagación de la luz dentro de la lámina.

ii)

Calcule la longitud de onda de la luz naranja en la lámina.

D) FÍSICA DEL SIGLO XX

D.1.

a)

Discuta razonadamente la dependencia de la energía de enlace por nucleón con:

i) El número másico del núcleo. ii) La estabilidad del núcleo.

b)

Sabiendo que la actividad de un determinado isótopo radiactivo decae a la sexta parte cuando transcurre un tiempo de 8 horas. Determine:

D.2.

a)

Al incidir un haz de luz de cierta frecuencia sobre un metal se produce efecto fotoeléctrico.

b)

La máxima longitud de onda con la que se produce el efecto fotoeléctrico en el calcio es de $4{,}62\cdot 10^{-7}\text{ m}$. Calcule:

Datos:

$h = 6{,}63\cdot 10^{-34}\text{ J s}$; $c = 3\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}$