Examen de Física PAU Castilla y León 2022 · Ordinaria

A.1) Un meteorito cae libremente hacia la Tierra. A $500\text{ km}$ de altura sobre la superficie terrestre su velocidad es $1200\text{ m s}^{-1}$. Determine la velocidad con la que impactará sobre la superficie terrestre (desprecie la fricción con la atmósfera).

A.2) Calcule la densidad media de Júpiter sabiendo que su radio es $R_J = 6{,}99\cdot 10^4\text{ km}$ y que su satélite Calisto describe una órbita de radio $r = 1{,}88\cdot 10^6\text{ km}$ en $16{,}9\text{ días}$.

A.3) Cuatro cargas puntuales están distribuidas según se muestra en la figura, siendo $Q = 2\ \mu\text{C}$ y $d = 5\text{ cm}$. Determine el vector campo eléctrico y el potencial en el punto O, equidistante de las cuatro cargas.

a)

$E_x =$ N/C

$E_y =$ N/C

b)

A.4) Un electrón entra en una región donde existe un campo magnético uniforme de dirección perpendicular a su velocidad y módulo $B = 10^{-3}\text{ T}$. Calcule la velocidad del electrón si en la zona del campo describe circunferencias de $3\text{ cm}$ de diámetro.

A.5) Una bobina de $300$ espiras circulares de radio $r = 10\text{ cm}$ está situada en un campo magnético uniforme, de módulo $B = 0{,}9\text{ T}$, perpendicular al plano de las espiras. Si el campo disminuye de manera lineal, hasta anularse en un intervalo de $0{,}3\text{ s}$, calcule la fuerza electromotriz inducida en la bobina.

Ondas

A.6)

Un oscilador vibra a $6\text{ Hz}$ de frecuencia y genera ondas que se desplazan a una velocidad de $2{,}4\text{ m s}^{-1}$. Calcule la distancia mínima entre dos puntos que vibran con una diferencia de fase de $60^\circ$.

A.7) Un motor produce un nivel de intensidad sonora de $80\text{ dB}$. ¿Cuántos motores iguales son necesarios para incrementar la intensidad sonora hasta $100\text{ dB}$?

Dato: Intensidad física umbral $I_0 = 10^{-12}\text{ W}\cdot\text{m}^{-2}$.

motores

Óptica geométrica

A.8)

Un rayo incide desde el aire sobre un medio con índice de refracción $n$. Si el ángulo de incidencia es $60^\circ$ y el ángulo que forman el rayo reflejado y el transmitido es $90^\circ$, ¿cuál es el valor de $n$?

Un coleccionista de minerales utiliza una lupa, de distancia focal $5\text{ cm}$, para examinarlos con detalle. Calcule la distancia a la que hay que situar los minerales respecto de la lupa si quiere observarlos con un tamaño diez veces mayor. Represente el correspondiente diagrama de rayos. ¿Cuáles son las características de la imagen obtenida?

Física del siglo XX

A.10) Un haz de luz de $650\text{ nm}$ de longitud de onda incide sobre un metal cuyo trabajo de extracción es $1{,}20\text{ eV}$. Calcule la velocidad máxima de los electrones emitidos por efecto fotoeléctrico y su longitud de onda de De Broglie.

a)

b)

Física del siglo XX

A.11) El isótopo uranio $^{234}_{92}\text{U}$ tiene un periodo de semidesintegración (semivida) de $2{,}5\cdot 10^5\text{ años}$. Si se parte de una muestra de $10\text{ g}$ de dicha sustancia, determine la masa que quedará sin desintegrar después de $5\cdot 10^4\text{ años}$.

BLOQUE B: Interacción gravitatoria

B.1) Justifique si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: «Si la masa de la Tierra se duplicara, el periodo orbital de la Luna también se duplicaría».

Verdadera

Falsa

BLOQUE B: Interacción electromagnética

B.2) Discuta la veracidad del siguiente enunciado: «Una partícula cargada puede moverse en una región en la que existen simultáneamente un campo magnético y un campo eléctrico sin experimentar ninguna fuerza neta».

Verdadero

Falso

Interacción electromagnética

B.3) Cuatro espiras rectangulares se desplazan en dirección horizontal, hacia la derecha, en una región en la que existe un campo magnético uniforme perpendicular al papel y dirigido hacia fuera. En un determinado instante se encuentran en las posiciones que se observan en la figura. Justifique, para cada una, si en ese instante circula una corriente eléctrica inducida y, en caso afirmativo, explique y represente su sentido.

1.

Espira de la izquierda (entrando en el campo magnético):

2.

Espira superior (con parte de su superficie fuera y moviéndose horizontalmente):

3.

Espira central (totalmente inmersa en la región con campo magnético uniforme):

4.

Espira de la derecha (saliendo del campo magnético):

Ondas

B.4) Una onda pasa de un medio en el que su velocidad de propagación es $v_1$ a otro en que la velocidad es $v_2 > v_1$. ¿Cómo cambian la longitud de onda, la frecuencia y la dirección de propagación?

a)

Frecuencia:

b)

Longitud de onda:

c)

Dirección de propagación:

Óptica geométrica

B.5) Razone si el siguiente enunciado es verdadero o falso: «El ángulo límite de un material para que se produzca reflexión total es el mismo cuando se incide desde el material hacia el aire que cuando se incide desde el material hacia el agua».

Verdadero

Falso

Física del siglo XX

B.6) Discuta cuáles de las radiaciones nucleares $\alpha$, $\beta$ o $\gamma$, se ven afectadas por los campos magnéticos.