INSTRUCCIONES:
-
1. El estudiante elegirá y contestará a SOLO CINCO problemas de entre los doce propuestos.
-
2. Si se contestan a más problemas de los cinco indicados, el exceso no se corregirá.
-
3. Todos los problemas tienen la misma puntuación
Problema 1 (2 puntos)
Una nave espacial se encuentra describiendo una órbita circular alrededor de un cierto planeta esférico. La velocidad orbital de la nave es de
y tarda 5 horas en dar una vuelta completa alrededor del planeta.
-
a) Determinar el radio de la órbita que describe la nave y la masa del planeta.
-
b) Si el radio del planeta es
, calcular el valor de la aceleración de la gravedad en la superficie de dicho planeta.
Dato: Constante de gravitación universal
.
Problema 2 (2 puntos)
Dos satélites de igual masa
describen órbitas circulares de radios
alrededor de un cierto planeta. Determinar razonadamente cuál de los dos satélites tiene mayor energía mecánica.
Problema 3 (2 puntos)
Tres cargas puntuales
,
y
están situadas en el plano
según indica la figura. Calcular:
-
a) El campo eléctrico total
que crean las cargas
y
en el punto donde está situada la carga
.
-
b) La fuerza total
que ejercen las cargas
y
sobre la carga
.
Dato: Constante de Coulomb
.
Diagrama de cargas puntuales en el plano xy. La carga q1 está en (10 cm, 0), q2 en (0, 10 cm) y q3 en (0, -10 cm). Se muestran los ejes unitarios i y j.
Problema 4 (2 puntos)
Dos masas puntuales de
de masa cada una y con igual carga
, se encuentran inicialmente en reposo y a una distancia de
. Determinar:
-
a) La energía mecánica del sistema.
-
b) La velocidad que tendrán las masas después de separarse
entre sí.
Dato: Constante de Coulomb
.
Problema 5 (2 puntos)
Un electrón describe una trayectoria circular en sentido antihorario en el plano
, con una velocidad de módulo igual a
, en una región en la que existe un campo magnético uniforme de
.
-
a) Justifica, con ayuda de un esquema que incluya la trayectoria descrita por el electrón, la dirección y sentido del campo magnético.
-
b) Calcular, de forma razonada, el periodo del movimiento y el radio de la trayectoria del electrón.
Datos:
,
.
Problema 6 (2 puntos)
Una varilla muy fina de masa
y longitud
está colgada de dos hilos conductores de masa despreciable de forma que, por la varilla, circula una intensidad constante
. Por debajo de la varilla y paralelo a ésta se encuentra un hilo muy largo (podemos considerarlo de longitud infinita) por el que tenemos que hacer circular una cierta intensidad
. Determinar la magnitud mínima de
y el sentido en el que tiene que circular
por el hilo infinito para que la fuerza magnética que ejerce el hilo sobre la varilla compense el peso de la varilla.
Dato: Permeabilidad magnética del vacío
.
Diagrama de una varilla de longitud L=50 cm suspendida por dos hilos conductores que transportan corriente I1. Debajo de la varilla, a una distancia d=1 mm, hay un hilo infinito que transporta corriente I2. Se indica la dirección de las corrientes.
Logo of Universidad de La Rioja
Problema 7 (2 puntos)
El valor del campo eléctrico asociado a una onda electromagnética que se propaga en un medio material en la dirección del eje
viene expresado por:
donde todas las magnitudes están expresadas en el SI. Calcular:
-
La frecuencia y la longitud de onda asociadas a la onda electromagnética.
-
La velocidad de propagación de la onda y el índice de refracción del medio por el cual se propaga.
Dato: Velocidad de la luz en el vacío:
.
Problema 8 (2 puntos)
Sean dos medios A y B de índices de refracción
y
, respectivamente. Un rayo de luz de frecuencia
incide desde el medio A hacia el medio B, verificándose que el ángulo límite para la reflexión total es
. Sabiendo que
, determinar:
-
Los índices de refracción
y
de ambos medios.
-
Las longitudes de onda del rayo de luz incidente en los medios A y B.
Dato: Velocidad de la luz en el vacío:
.
Problema 9 (2 puntos)
Se desea proyectar sobre una pantalla la imagen de una diapositiva empleando una lente delgada convergente de focal
de forma que la imagen se proyecte invertida y con un tamaño 10 veces mayor que el de la diapositiva.
-
Calcula las distancias diapositiva-lente y lente-pantalla.
-
Dibuja un trazado de rayos que explique gráficamente el proceso de formación de la imagen.
Problema 10 (2 puntos)
El nivel de intensidad sonora de un altavoz es de
a una distancia de
. ¿Cuál es su nivel de intensidad sonora a
de distancia si el altavoz emite uniformemente en todas las direcciones?
Dato: Intensidad física umbral
.
Problema 11 (2 puntos)
Desde el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo en Robledo de Chavela (Madrid) se detecta una nave espacial alienígena que se acerca a la Tierra a una velocidad de
, siendo
la velocidad de la luz en el vacío. Los científicos del complejo determinan que la longitud de la nave es de
y que su masa es de
. Calcular la longitud y la masa de la nave medidas por los alienígenas que la tripulan.
Problema 12 (2 puntos)
Para el caso del espectro de emisión del Hidrógeno, calcular:
-
La longitud de onda de la segunda raya de la serie espectral de Lyman.
-
La energía de los fotones correspondientes a dicha emisión.
Constante de Rydberg:
, constante de Planck:
, velocidad de la luz en el vacío:
.
Logo of Universidad de La Rioja
CRITERIOS ESPECÍFICOS DE CORRECCIÓN:
Se exige:
-
La correcta utilización de la notación apropiada.
-
La correcta utilización de las unidades.
-
La formulación matemática deberá ir acompañada de una verbalización de los conceptos empleados desde el punto de vista físico, para obtener el resultado esperado.
-
El uso de la notación y cálculo vectorial cuando se precise.
Se valorará
positivamente
:
-
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.
-
La precisión en la exposición del tema y el rigor en la demostración, si la hubiera, con independencia de su extensión.
-
La destreza en su planteamiento y desarrollo.
-
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.
-
Las expresiones del alumno que interrelacionen conceptos.
Se valorará
negativamente
:
-
El hecho de explicar los conceptos o teoremas con la sola expresión de una fórmula.
-
Las faltas de ortografía.
-
La falta de claridad y orden en la resolución de las preguntas de la prueba.