Problema 9 · Física PAU Baleares Ordinaria 2022

Formulari i constants físiques

Constants

$G = 6{,}674\times 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2\text{ kg}^{-2}$

$K = 9\times 10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2\text{ C}^{-2}$

$\mu_0 = 4\pi\cdot 10^{-7}\text{ N}\cdot\text{A}^{-2}$

$e = -1{,}6\times 10^{-19}\text{ C}$

$m_e = 9{,}1\times 10^{-31}\text{ kg}$

$M_T = 5{,}9736\times 10^{24}\text{ kg}$

$R_T = 6370\text{ km}$

$1\text{ ua} = 149\,597\,871\text{ km}$

Gravitació i Camp elèctric

$\mathbf{F} = -G\dfrac{m_1 m_2}{r^2}\,\hat{\mathbf{r}}$

$E_p = -G\dfrac{M m}{r}$

$E_c = \dfrac{1}{2}mv^2$ $\mathbf{F} = K\dfrac{q_1 q_2}{r^2}\,\hat{\mathbf{r}}$

$V = K\dfrac{q}{r}$

Magnetisme i Inducció

$B_l = \dfrac{\mu_0 I}{2\pi r} \quad B_\odot = \dfrac{\mu_0 I}{2R}$

$B_{=} = \mu_0 n I$

$\mathbf{F} = q\,\mathbf{v}\times\mathbf{B}$

$a_c = \dfrac{v^2}{R}$

$\dfrac{F}{L} = \mu_0\dfrac{I_1 I_2}{2\pi d}$

$\text{fem} = -\dfrac{d\Phi(t)}{dt}$

Moviment ondulatori i So

$y(x,t) = A\sin(kx \pm \omega t + \delta)$

$P(r,t) = \dfrac{A_0}{r}\sin(kr - \omega t)$

$k = \dfrac{2\pi}{\lambda} \quad \omega = \dfrac{2\pi}{T}$

$f = \dfrac{1}{T} \quad v = \dfrac{\lambda}{T} = \dfrac{\omega}{k}$

$I(\text{dB}) = 10\log\dfrac{I}{10^{-12}\text{ W}\cdot\text{m}^{-2}}$

$I_1\, 4\pi r_1^2 = I_2\, 4\pi r_2^2$

Òptica geomètrica

$n_1\sin(\theta_1) = n_2\sin(\theta_2)$

Criteri DIN

$\dfrac{1}{s'} - \dfrac{1}{s} = \dfrac{1}{f'}$

$M_T = \dfrac{y'}{y} = \dfrac{s'}{s}$

Física moderna

$E = hf \quad f = \dfrac{c}{\lambda}$

$h = 6{,}626\times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$

$\lambda_{\text{rebuda}} = \lambda_{\text{emesa}}\sqrt{(1+\beta)/(1-\beta)}$

$\beta = v/c$

$\lambda_m T = 2897\ \mu\text{m}\cdot\text{K}$

$A(t) = A_0\exp(-\lambda t)$

$\lambda = \dfrac{\ln(2)}{T_{1/2}}$

Nom · Unitats

Coulomb (C) · A s

Joule (J) · N m

Newton (N) · kg m s⁻²

Tesla (T) · kg s⁻² A⁻¹

Volt (V) · J A⁻¹ s⁻¹

Weber (Wb) · T m²

Element · $W$ (eV)

Cesi · 1,94

Rubidi · 2,13

Sodi · 2,28

Silici · 3,59

Alumini · 4,08

Coure · 4,70

Plata · 4,73

Or · 5,10

9) L'efecte fotoelèctric no es va poder explicar amb la física clàssica del segle XIX.

a)

Altres fets experimentals tampoc no es podien explicar amb la física clàssica. Escriviu els noms de dos d'aquests altres fets. [0,4 punts]

b)

Una llum monocromàtica de 537 nm il·lumina una placa d'alumini, una de silici i una de sodi. Determinau quines d'aquestes plaques emeten electrons per efecte fotoelèctric. [0,7 punts]

c)

Calculau en cada cas la velocitat màxima dels electrons. [0,6 punts]

d)

Quin és el canvi de la velocitat màxima dels electrons emesos quan la intensitat de la llum es quadruplica? Justificau la resposta. [0,3 punts]

seek