Examen de Física PAU Castilla y León 2025 · Ordinaria

C.1) Considere un objeto que se mueve estando únicamente bajo el efecto de un campo gravitatorio. Razone cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas: [1 punto]

a)

Aumenta su energía potencial.

b)

Conserva su energía mecánica.

c)

Disminuye su energía cinética.

C.2) Iluminamos un metal con el propósito de arrancarle electrones por efecto fotoeléctrico. Explique las diferencias que observaremos: [1 punto]

a)

Al iluminarlo con luz roja respecto a hacerlo con luz azul.

b)

Al iluminarlo con un haz de luz intenso respecto a iluminarlo con otro más débil.

BLOQUE 1: Campo gravitatorio

OPCIÓN A [2 puntos]

1) El satélite artificial Swift se dedica al estudio de un fenómeno astrofísico conocido como explosiones de rayos gamma y describe una órbita circular a una altura de $290\text{ km}$ sobre la superficie terrestre.

Constantes útiles

Radio de la Tierra: $R_T = 6{,}38\cdot 10^6\text{ m}$

Masa de la Tierra: $M_T = 5{,}98\cdot 10^{24}\text{ kg}$

Constante de gravitación universal: $G = 6{,}67\cdot 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2\text{kg}^{-2}$

a)

Determine la velocidad orbital y el periodo de la órbita. [1 punto]

b)

Determine el peso de un sensor de rayos X que lleva acoplado, cuya masa es de $150\text{ kg}$. [1 punto]

BLOQUE 1: Campo gravitatorio

OPCIÓN B [2 puntos]

2) La intensidad de campo gravitatorio en la superficie de cierto exoplaneta tiene un valor de $9{,}72\text{ m}\cdot\text{s}^{-2}$. Sabiendo que el radio del exoplaneta es $1{,}4$ veces el radio de la Tierra, calcule:

Constantes útiles

Aceleración de la gravedad en la superficie terrestre: $g_0 = 9{,}80\text{ m}\cdot\text{s}^{-2}$

Radio medio de la Tierra: $R_T = 6{,}38\cdot 10^6\text{ m}$

a)

El peso en dicho exoplaneta de un objeto cuyo peso en la Tierra es de $2500\text{ N}$. [1 punto]

b)

La velocidad de escape desde la superficie del exoplaneta. [1 punto]

BLOQUE 2: Campo electromagnético

OPCIÓN A (2 puntos)

3) Tres cargas eléctricas negativas, de valor absoluto $20\text{ nC}$, se sitúan sobre los vértices de un triángulo equilátero cuyos lados miden $3\text{ cm}$.

a)

Determine el trabajo que ha sido necesario para alcanzar esa configuración, teniendo en cuenta que inicialmente las cargas se encontraban muy alejadas entre sí. Interprete el signo del resultado. [1 punto]

b)

Calcule el módulo de la fuerza que experimenta cada una de las cargas por acción de las otras y realice un esquema ilustrativo en el que se muestren las fuerzas sobre cada una. ¿Es coherente este esquema con el resultado obtenido en el apartado anterior? [1 punto]

BLOQUE 2: Campo electromagnético

OPCIÓN B (2 puntos)

4) Consideremos una bobina de 200 espiras circulares de $5\text{ cm}$ de radio, situadas en un plano horizontal. Un campo magnético uniforme de $2\cdot 10^{-6}\text{ T}$ atraviesa de abajo hacia arriba la bobina formando un ángulo de $30^\circ$ con la vertical.

a)

Determine el flujo magnético a través de la bobina. [1 punto]

b)

A continuación, se invierte el sentido del campo magnético, empleando $0{,}05\text{ s}$ en el proceso. Calcule la fuerza electromotriz inducida en la bobina suponiendo que la variación del campo con el tiempo se ha llevado a cabo de forma lineal. [1 punto]

Tres cargas eléctricas negativas, de valor absoluto $20\text{ nC}$, se sitúan sobre los vértices de un triángulo equilátero cuyos lados miden $3\text{ cm}$.

5)

Calcule la intensidad de un sonido cuyo nivel de intensidad sonora es $7\text{ dB}$ más alto que otro de intensidad $4\cdot 10^{-9}\text{ W}\cdot\text{m}^{-2}$. [1 punto]

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

Tres cargas eléctricas negativas, de valor absoluto $20\text{ nC}$, se sitúan sobre los vértices de un triángulo equilátero cuyos lados miden $3\text{ cm}$.

6)

El rayo de luz de la figura se propaga por el interior de cierto medio e incide sobre la superficie que lo separa del aire. Las dimensiones mostradas en el diagrama corresponden justamente al ángulo límite. Determine el índice de refracción del medio. [1 punto]

Tres cargas eléctricas negativas, de valor absoluto $20\text{ nC}$, se sitúan sobre los vértices de un triángulo equilátero cuyos lados miden $3\text{ cm}$.

OPCIÓN B (2 puntos)

7) La ecuación de una onda armónica que se propaga en una cuerda es: $y = 0{,}1 \cdot \operatorname{sen}\left[\pi (0,8x - 0,8t) + \frac{\pi}{2}\right]$ en unidades del SI.

a)

Calcule la longitud de onda y la velocidad de propagación del movimiento ondulatorio. [1 punto]

b)

Para un instante dado, calcule la diferencia de fase entre dos puntos que distan 20 cm. Determine también la diferencia de fase, para un punto dado, entre dos instantes separados por un intervalo de 0,1 s. [1 punto]

Consideremos una bobina de 200 espiras circulares de 5 cm de radio, situadas en un plano horizontal. Un campo magnético uniforme de $2\cdot 10^{-6}\text{ T}$ atraviesa de abajo hacia arriba la bobina formando un ángulo de $30^\circ$ con la vertical.

OPCIÓN A (2 puntos)

8) El $^{90}_{38}\text{Sr}$ es un núcleo radiactivo cuyo periodo de semidesintegración es de 28 años. Calcule (expresando los resultados en unidades del S.I.):

a)

La actividad de una muestra de 1 mg de esta sustancia. [1 punto]

b)

El tiempo necesario para que la anterior muestra se reduzca a 0,15 mg. [1 punto]

Consideremos una bobina de 200 espiras circulares de 5 cm de radio, situadas en un plano horizontal. Un campo magnético uniforme de $2\cdot 10^{-6}\text{ T}$ atraviesa de abajo hacia arriba la bobina formando un ángulo de $30^\circ$ con la vertical.

OPCIÓN B (2 puntos)

9) ¿Qué se entiende por dualidad onda-corpúsculo? [1 punto]

Consideremos una bobina de 200 espiras circulares de 5 cm de radio, situadas en un plano horizontal. Un campo magnético uniforme de $2\cdot 10^{-6}\text{ T}$ atraviesa de abajo hacia arriba la bobina formando un ángulo de $30^\circ$ con la vertical.

10) Un electrón que se encuentra inicialmente en reposo es acelerado mediante una diferencia de potencial $\Delta V = 1800\text{ V}$. Determine la longitud de onda asociada a dicho electrón. [1 punto]