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)
El periodo de rotación de Júpiter alrededor del Sol es aproximadamente 12 veces mayor que el periodo correspondiente de la Tierra. Considerando circulares las órbitas de los planetas, determinar:
-
a) Cuántas veces la distancia desde Júpiter hasta el Sol supera la distancia entre la Tierra y el Sol.
-
b) La velocidad de Júpiter en su órbita (supuesta circular) alrededor del Sol.
-
c) La aceleración de Júpiter en su órbita (supuesta circular) alrededor del Sol
Datos: Masa del Sol
; constante de la gravitación universal
, radio de la órbita de la Tierra alrededor del Sol supuesta circular
Problema 2 (2 puntos)
Un satélite artificial de masa
describe una órbita circular alrededor de la Tierra. Se sabe que la energía total que tiene ese satélite es
.
-
a) Calcular la altura
sobre la superficie de la Tierra a la que orbita ese satélite.
-
b) Calcular la velocidad
de ese satélite de masa
en esa órbita circular.
-
c) En un cierto instante, el satélite de masa
se acopla a otro satélite de masa
, de forma que, tras el acoplamiento, ambos satélites viajan juntos. Sabiendo que tras el acoplamiento la velocidad del conjunto se reduce un 10% respecto a la velocidad
que tenía el satélite de masa
inicialmente, determinar el radio de la nueva órbita conjunta, supuesta circular.
Datos: radio de la Tierra
; masa de la Tierra
; constante de la gravitación universal
.
Problema 3 (2 puntos)
Una carga puntual
y masa
está situada en el eje
a una distancia
del origen de coordenadas
. Dos cargas puntuales iguales
se encuentran fijas sobre el eje
a igual distancia de
del origen de coordenadas
.
-
a) Calcular el módulo, dirección y sentido de la mínima velocidad que hay que suministrar a
para que alcance el origen de coordenadas
.
-
b) Calcular el módulo, dirección y sentido de la aceleración de
en la posición inicial
.
-
c) Calcular el módulo, dirección y sentido de la aceleración de
cuando alcanza el origen de coordenadas.
Dato: Constante de Coulomb
.
Diagrama para el Problema 3: Sistema de coordenadas con origen O. Una carga q1 está en el eje x en x1 = 10 cm. Dos cargas q2 y q3 están en el eje y en y2 = 10 cm y y3 = -10 cm respectivamente.
Problema 4 (2 puntos)
Una carga puntual
está situada en el eje
a una distancia
del origen de coordenadas
. Dos cargas puntuales
y
se encuentran fijas sobre el eje
a igual distancia de
del origen de coordenadas
.
-
a) Calcular el vector campo eléctrico creado por
y
en el punto donde está colocada la carga
.
-
b) Calcular el vector fuerza total que
y
ejercen sobre
.
Dato: Constante de Coulomb
.
Diagrama para el Problema 4: Sistema de coordenadas con origen O. Una carga q1 está en el eje x en x1 = 10 cm. Dos cargas q2 y q3 están en el eje y en y2 = 20 cm y y3 = -20 cm respectivamente.
Problema 5 (2 puntos)
Una carga puntual
tiene una masa de
y se mueve con una velocidad
según el eje
. En un cierto instante
se establece un campo magnético
según el eje
.
-
a) Calcular el vector fuerza magnética
que el campo magnético
ejerce sobre la carga
.
Sabemos que para
, la trayectoria que va a describir
debido a la fuerza magnética
es una circunferencia.
-
b) Calcular el radio
de dicha trayectoria.
-
c) Razonar en qué plano será recorrida esa trayectoria circular y si dicha trayectoria será recorrida por la carga
en sentido horario o en sentido antihorario.
Problema 6 (2 puntos)
En la figura se representan las secciones de dos conductores rectilíneos infinitamente largos perpendiculares al plano del papel y recorridos por intensidades de corriente
e
.
Diagram showing two parallel wires carrying currents I1 and I2. I1 is represented by a cross (into the page) and I2 by a dot (out of the page). The distance between them is d = 10 cm.
-
Razonar en qué región del eje que une ambas corrientes (es decir, a la izquierda
, entre
e
, ó a la derecha de
) existirá un punto
donde el campo magnético total creado por
e
se anule. Realizar un esquema vectorial de dicho razonamiento con los campos magnéticos
y
que crean
e
, respectivamente.
-
Determinar la posición del punto
de esa región en el que el campo magnético total creado por ambas corrientes se anula.
Problema 7 (2 puntos)
La ecuación de una onda transversal que viaja por una cuerda viene dada por
donde
e
están expresadas en
y
en segundos.
-
Determinar su frecuencia y su longitud de onda.
-
¿En qué sentido se propaga la onda?
-
Calcular la velocidad de propagación de la onda.
-
Calcular la velocidad y la aceleración máximas de vibración de un punto de la cuerda.
Problema 8 (2 puntos)
Un rayo de luz monocromático de frecuencia
incide desde el aire con un ángulo
sobre una lámina transparente de espesor
y un índice de refracción desconocido
y se propaga como indica la figura.
Diagram of light refraction through a transparent slab. A ray enters from the air at an angle theta1 = 60 degrees, refracts at an angle theta2, travels through a slab of thickness d = 10 cm, and exits back into the air. The horizontal displacement of the ray is labeled x = 10 cm.
-
Calcular la longitud de onda del rayo luz en el aire.
-
Calcular el índice de refracción
de la lámina.
-
Calcular la velocidad con la que viaja el rayo de luz en el interior de la lámina.
-
Calcular la longitud de onda del rayo luz en el interior de la lámina.
Velocidad de la luz en el vacío:
.
Problema 9 (2 puntos)
Una lente convergente tiene una potencia de 12,5 dioptrías. Un cierto objeto de 1 cm de altura está situado en el eje de la lente a una distancia de 6 cm a la izquierda de la lente.
-
Determinar la posición y la naturaleza real o virtual de la imagen de ese objeto.
-
Calcular el tamaño de la imagen.
-
Realizar el esquema de rayos que muestre la formación de la imagen.
Problema 10 (2 puntos)
Un altavoz emite uniformemente en todas las direcciones. A una distancia de
el nivel de intensidad sonora de las ondas que emite es de 40 dB. A una cierta distancia
desconocida, el nivel de intensidad sonora disminuye a 20 dB.
-
Calcular la intensidad
de las ondas sonoras a la distancia
.
-
Calcular la intensidad
de las ondas sonoras a la distancia
.
-
Determinar la distancia
.
Dato: Intensidad física umbral
.
Problema 11 (2 puntos)
En un cierto experimento de colisión entre partículas se han originado un electrón relativista de velocidad
, siendo
la velocidad de la luz, y un fotón de 10 MeV de energía. Calcular:
-
La masa relativista del electrón.
-
La longitud de onda de de Broglie asociada al electrón.
-
La longitud de onda del fotón.
Datos: Constante de Planck:
; velocidad de la luz en el vacío:
; masa del electrón en reposo:
;
.
Problema 12 (2 puntos)
Un haz de luz monocromática de longitud de onda en el vacío 450 nm incide sobre un metal cuya longitud de onda umbral, para el efecto fotoeléctrico, es de 612 nm. Determinar:
-
El trabajo de extracción de los electrones del metal.
-
La energía cinética máxima de los electrones que se arrancan del metal.
Datos: 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.