Ejercicio P5 · Física Selectividad Cataluña Juny Serie 5 2021

Quin és el signe de la càrrega dels fragments de DNA?

Solución: Negatiu

Justifiqueu la resposta sobre el signe de la càrrega dels fragments de DNA.

Solución: Com que les mostres se situen al càtode (-) i són repel·lides per aquest i atretes cap a l'ànode (+), la seva càrrega ha de ser negativa. També es pot raonar indicant que el camp elèctric va de l'ànode al càtode i que les càrregues es mouen en el sentit oposat al camp.

Determineu el mòdul de la força electroestàtica que experimenten els fragments de DNA.

Solución: $1{,}28 \times 10^{-15}\text{ N}$

Un fragment de DNA experimenta una acceleració de $2{,}13 \times 10^{-2}\text{ m/s}^2$. Considerant que no hi ha fricció, quina seria la seva massa?

Solución: $6{,}00 \times 10^{-14}\text{ kg}$ / $6{,}00 \times 10^{-11}\text{ g}$

Si no negligim la fricció, el resultat que obtindrem serà més gran o més petit que el valor de la massa que heu determinat anteriorment?

Solución: Més petit / Menor

Justifiqueu la resposta de si el resultat de la massa serà més gran o més petit si no negligim la fricció.

Solución: Tenint en compte la fricció, $\sum \vec{F} = m\vec{a} \Rightarrow F_e - F_{\text{fricció}} = ma \Rightarrow m = \frac{F_e - F_{\text{fricció}}}{a} = m_{\text{aprox}} - \frac{F_{\text{fricció}}}{a}$. Com que restem un terme positiu, la massa real serà menor que l'aproximada.

Dibuixeu les línies de camp elèctric i indiqueu en aquest esquema la direcció i el sentit de la força que actua sobre el fragment de DNA.

Solución: Esquema que mostra les línies de camp elèctric $\vec{E}$ dirigides horitzontalment des de l'ànode ($+$) cap al càtode ($-$), i el vector força $\vec{F}$ aplicat sobre el fragment de DNA dirigit horitzontalment cap a l'ànode ($+$).