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)
Determinar el punto de la línea que une el centro de la Tierra con el centro de la Luna en el que el campo gravitatorio es cero. Tóme-se como distancia Tierra-Luna el valor
, y considérese que la masa de la Luna es 0.0123 veces la masa de la Tierra.
Problema 2 (2 puntos)
Calcular:
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a) El trabajo que hay que realizar para trasladar un cuerpo de 20 kg desde la superficie de la Tierra hasta una altura igual al radio de la Tierra.
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b) La velocidad mínima con la que habría que lanzarlo para que alcanzara dicha altura.
Datos: radio de la Tierra
; masa de la Tierra
; constante de la gravitación universal
.
Problema 3 (2 puntos)
Tres cargas puntuales iguales positivas
están fijas en el plano
-
según indica la figura. En un cierto instante, la carga situada sobre el eje
, y que tiene masa
, se deja libre. Calcular el sentido y la magnitud de la aceleración cuando alcanza el punto
.
Diagram for Problema 3: A coordinate system with x and y axes. Three positive charges Q are fixed: one at (0, d) on the y-axis, one at (0, -d) on the y-axis, and one at (d, 0) on the x-axis. The origin is labeled 0.
Dar las respuestas en función de
,
,
y
, siendo
la constante de Coulomb.
Problema 4 (2 puntos)
Tres cargas puntuales están fijas en el plano
-
según indica la figura. En un cierto instante, a la carga negativa
situada sobre el eje
, y que tiene masa
, se le suministra una velocidad
. Calcular el valor mínimo de dicha velocidad
para que la carga negativa
se aleje indefinidamente de las dos cargas positivas.
Diagram for Problema 4: A coordinate system with x and y axes. Two positive charges Q are fixed at (0, d) and (0, -d) on the y-axis. A negative charge -Q is fixed at (d, 0) on the x-axis. The origin is labeled 0.
Dar las respuestas en función de
,
,
y
, siendo
la constante de Coulomb.
Problema 5 (2 puntos)
Un ión
(carga
, masa
) es acelerado con una diferencia de potencial de 500 V. Después penetra en un campo magnético de 0.4 T, moviéndose perpendicular a dicho campo. Calcular el radio de la trayectoria circular que describe.
Problema 6 (2 puntos)
Se tiene un hilo conductor recto y una varilla metálica, colocados paralelos entre sí y separados una distancia
. Por el conductor 1, que podemos considerarlo de longitud infinita, circula una corriente eléctrica de intensidad
hacia la derecha como indica la figura. La varilla metálica tiene longitud
y masa
. Los extremos de la varilla están conectados con alambres flexibles sin masa por los que se hace circular una corriente
. El valor de esta corriente
hace que la fuerza magnética que ejerce el hilo 1 contrarreste el peso de la varilla. Determinar el valor y el sentido de la intensidad
que circula por la varilla. Razonar la respuesta.
Diagram for Problema 6: A horizontal wire labeled with a circled 1 and current I1 flows to the right. Below it, a metallic rod of length L and mass m is suspended by flexible wires. Current I2 flows through the rod, and its weight mg acts downwards. The distance between the wire and the rod is d = 1 mm.
Problema 7 (2 puntos)
Según indica la figura, un haz de luz monocromática de frecuencia
Hz incide desde el aire sobre un vidrio de índice de refracción
y anchura
cm. Calcular:
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La longitud de onda de la luz incidente en el aire y en el vidrio.
-
El ángulo que forma el haz de luz con la horizontal cuando atraviesa la interfase vidrio-aire y entra de nuevo en el aire por el punto
.
-
La altura
del punto
en el que incide el rayo refractado en el vidrio cuando alcanza la interfase vidrio-aire.
Velocidad de la luz en el vacío:
m/s.
Diagram of light refraction through a glass slab. A light ray enters from the air (Aire) at an angle of 60 degrees to the horizontal. The glass slab (Vidrio) has a thickness d = 10 cm and a refractive index n = 1.52. The ray refracts into the glass and exits through the opposite face at point P. The vertical distance from the bottom interface to point P is labeled h.
Problema 8 (2 puntos)
Una onda armónica sinusoidal que se propaga en el sentido negativo del eje
tiene una longitud de onda de 20 m, una amplitud de 4 m y una velocidad de propagación de 200 m/s. Hallar:
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La ecuación de dicha onda.
-
La velocidad transversal máxima alcanzada por los puntos de la onda.
-
La aceleración transversal máxima alcanzada por los puntos de la onda.
Problema 9 (2 puntos)
Un objeto de 15 cm de altura está situado a 5 cm a la izquierda de una lente delgada convergente de 10 dioptrías.
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Calcular la posición y la altura de la imagen.
-
Realizar el diagrama de rayos correspondiente.
Problema 10 (2 puntos)
Un objeto de 3 cm de altura está situado a 20 cm a la izquierda de una lente delgada divergente de -10 dioptrías.
-
Calcular la posición y la altura de la imagen.
-
Realizar el diagrama de rayos correspondiente.
Problema 11 (2 puntos)
La longitud de onda umbral de una lámina de plata para que se produzca efecto fotoeléctrico es
nm. Calcular:
-
El trabajo de extracción de electrones en dicha lámina de plata.
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La velocidad con que se emiten los electrones tras ser irradiada dicha lámina con luz ultravioleta de longitud de onda
nm.
Constante de Planck:
J s.
Velocidad de la luz en el vacío:
m/s.
Masa del electrón:
kg.
Problema 12 (2 puntos)
Por métodos ópticos, se determina que la longitud de una nave espacial que pasa por las proximidades de la Tierra es de 100 m. En contacto radiofónico, los astronautas que viajan en la nave comunican que la longitud de su nave es de 120 m. Considerando Tierra y nave como sistemas de referencia inerciales, determinar la velocidad (módulo) con que la nave se desplaza respecto de la Tierra.
Velocidad de la luz en el vacío:
m/s.
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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.