INSTRUCCIONES:
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1. El estudiante elegirá y contestará a SOLO CINCO problemas de entre los doce propuestos.
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2. Si se contestan a más problemas de los cinco indicados, el exceso no se corregirá.
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3. Todos los problemas tienen la misma puntuación
Problema 1 (2 puntos)
Un satélite de 500 kg se sitúa a una altura de 1200 km sobre la superficie de la Tierra en órbita circular. Determinar:
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a) ¿Cuánto ha variado la energía potencial gravitatoria del satélite respecto a la que tenía en la superficie de la tierra?
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b) ¿Cuál sería la energía mecánica en esa órbita?
Datos: radio de la Tierra
; masa de la Tierra
; constante de la gravitación universal
.
Problema 2 (2 puntos)
El planeta Mercurio tiene una gravedad en su superficie de 0.376 veces la terrestre y su radio es 0.38 veces el radio terrestre.
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a) Obtén la masa de Mercurio.
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b) Determina la velocidad de escape desde la superficie de Mercurio.
Datos: radio de la Tierra
; constante de gravitación universal
.
Problema 3 (2 puntos)
Tres cargas puntuales están fijas sobre el eje x según indica la figura. En un cierto instante, la carga situada en
y que tiene masa
, se deja libre.
Diagram for Problema 3 showing three point charges on the x-axis: -Q at x = -d, +Q at x = 0, and +Q at x = +d. A point x = +2d is also marked on the axis.
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a) Calcular la velocidad con la que alcanza el punto
.
-
b) Calcular el sentido y la magnitud de su aceleración cuando alcanza el punto
.
Dar las respuestas en función de
,
,
y
, siendo
la constante de Coulomb.
Problema 4 (2 puntos)
Las cargas
y
están colocadas según se representa en la figura. Calcula:
Diagram for Problema 4 showing two point charges on the x-axis: q1 at the origin and q2 at x = d = 1m. A point P is located on the y-axis at y = d = 1m.
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a) El vector campo eléctrico total en el punto
.
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b) El trabajo mínimo necesario para trasladar una carga
desde el infinito hasta el punto
.
Dato: Constante de Coulomb
Problema 5 (2 puntos)
Se tienen dos hilos conductores rectos, paralelos e infinitos, separados una distancia
. Por el conductor 1 circula una corriente eléctrica de intensidad
hacia la derecha como indica la figura. Por el conductor 2 sabemos que circula una cierta intensidad
. Si una carga eléctrica
viaja en el plano definido por los hilos en línea recta y con velocidad constante
según el dibujo, determinar el valor y el sentido de la intensidad
que circula por el hilo 2.
Diagram for Problema 5 showing two parallel horizontal wires, 1 and 2, separated by distance d. Wire 1 is at the top with current I1 to the right. Wire 2 is at the bottom with current I2 (direction unknown). A charge q is moving with velocity v between the wires, at a distance d/3 from wire 1.
Problema 6 (2 puntos)
Una carga
C y masa
kg penetra con una velocidad
m/s por el punto
en una región con un campo magnético
perpendicular al papel y hacia adentro (zona de color gris en la figura).
Diagram for Problem 6: A particle with mass m and charge q enters a shaded region with a magnetic field B pointing into the page at point P with velocity v.
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¿Qué intensidad debe tener
para que la carga vuelva a la primera región por un punto
situado a una distancia de 50 cm de
?
-
Razona si el punto
estará localizado por encima o por debajo del punto
.
Problema 7 (2 puntos)
Un haz de luz monocromática de longitud de onda
m en el aire, incide con un ángulo de incidencia de
y desde el aire, sobre un vidrio plano de índice de refracción 1.5. Por el otro lado del vidrio hay agua (índice de refracción 1.33). Determinar:
Diagram for Problem 7: Light ray incident from air (n=1) at 30 degrees onto glass (n=1.5), which is in contact with water (n_water=1.33).
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El ángulo de refracción en el vidrio (entrada desde el aire) y el ángulo de salida por el agua.
-
La longitud de onda de dicho haz en el agua.
Problema 8 (2 puntos)
La ecuación de una onda armónica es, en unidades del S.I.:
-
Determinar su amplitud, frecuencia, período y longitud de onda.
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La velocidad de un punto de la cuerda situado a 150 m del origen en
s.
Problema 9 (2 puntos)
Un objeto de 1 cm de altura está situado a 5 cm a la izquierda de una lente delgada convergente de 4 dioptrías.
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Calcular la posición y la altura de la imagen.
-
Realizar el diagrama de rayos correspondiente.
Diagram for Problem 9: A 1 cm high object is placed 5 cm to the left of a convergent lens. The diagram shows the optical axis and the object's position.
Problema 10 (2 puntos)
Calcular la altura mínima
que debe tener un espejo de pared y a la altura
respecto del suelo a la que hay que colocarlo para que una persona de 1.80 m de altura y cuyos ojos están a 10 cm por debajo de la parte superior de la cabeza, pueda ver su imagen completa en el espejo.
Diagram for Problem 10: A person of height 1.80 m with eyes 10 cm below the top of their head is shown next to a vertical mirror of height d at height h from the ground.
Problema 11 (2 puntos)
El trabajo mínimo de extracción de electrones en un metal es
J. Calcular la longitud de onda umbral de la luz con la que hay que irradiar dicho metal para que se produzca efecto fotoeléctrico.
Constante de Planck:
J s
Velocidad de la luz en el vacío:
m/s.
Problema 12 (2 puntos)
El rectángulo de la figura se mueve con una cierta velocidad
respecto a un sistema de referencia
que consideramos fijo. El cociente entre el área
que mide un observador fijo
y el área
que mide un observador que viaja junto con el rectángulo es
. Calcular, en función de la velocidad de la luz
, la velocidad
con la que se mueve el rectángulo respecto a
. En la figura la longitud propia de la base del rectángulo es
y su altura es
.
Diagram for Problem 12: A rectangle with proper length a and height b is moving with velocity v in the X direction of an OXY coordinate system.
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CRITERIOS ESPECÍFICOS DE CORRECCIÓN:
Se exige:
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La correcta utilización de la notación apropiada.
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La correcta utilización de las unidades.
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La formulación matemática deberá ir acompañada de una verbalización de los conceptos empleados desde el punto de vista físico, para obtener el resultado esperado.
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El uso de la notación y cálculo vectorial cuando se precise.
Se valorará
positivamente
:
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El empleo de razonamientos rigurosos al aplicar los conceptos y procedimientos aprendidos a la resolución de los problemas y las cuestiones planteados en las preguntas.
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La precisión en la exposición del tema y el rigor en la demostración, si la hubiera, con independencia de su extensión.
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La destreza en su planteamiento y desarrollo.
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La realización correcta de los cálculos necesarios, considerando los errores en las operaciones como leves, salvo aquellos que sean desorbitados y el alumno no realice un razonamiento sobre este resultado, indicando su falsedad.
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Las expresiones del alumno que interrelacionen conceptos.
Se valorará
negativamente
:
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El hecho de explicar los conceptos o teoremas con la sola expresión de una fórmula.
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Las faltas de ortografía.
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La falta de claridad y orden en la resolución de las preguntas de la prueba.