OPCIÓN A 1. Supón que la Tierra redujese su radio a la mitad ...
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ANDALUCÍA / JUNIO 0<strong>1.</strong> LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO<br />
El alumno desarrol<strong>la</strong>rá una de <strong>la</strong>s dos opciones propuestas.<br />
Cada cuestión o problema tiene una puntuación máxima de 2,5 puntos (1,25 puntos cada apartado).<br />
<strong>OPCIÓN</strong> A<br />
<strong>1.</strong> <strong>Supón</strong> <strong>que</strong> <strong>la</strong> <strong>Tierra</strong> <strong>redujese</strong> <strong>su</strong> <strong>radio</strong> a <strong>la</strong> <strong>mitad</strong> manteniendo <strong>su</strong> masa.<br />
a) ¿Aumentaría <strong>la</strong> intensidad del campo gravitatorio en <strong>su</strong> nueva <strong>su</strong>perficie?<br />
b) ¿Se modificaría <strong>su</strong>stancialmente <strong>su</strong> órbita alrededor del Sol? Justifica <strong>la</strong>s respuestas.<br />
14<br />
2. a) Algunos átomos de nitrógeno 7 N atmosférico chocan con un neutrón y se<br />
transforman en carbono C<br />
14<br />
6 <strong>que</strong>, por emisión b, se convierten de nuevo en nitrógeno.<br />
Escribe <strong>la</strong>s correspondientes reacciones nucleares.<br />
b) Los restos de animales recientes contienen mayor proporción de C<br />
14<br />
6 <strong>que</strong> los restos de<br />
animales antiguos. ¿A qué se debe este hecho y qué aplicación tiene?<br />
3. Dos partícu<strong>la</strong>s de 10 g se encuentran <strong>su</strong>spendidas por dos hilos de 30 cm desde un<br />
mismo punto. Si se les <strong>su</strong>ministra a ambas partícu<strong>la</strong>s <strong>la</strong> misma carga, se separan de<br />
modo <strong>que</strong> los hilos forman entre sí un ángulo de 60º.<br />
a) Dibuja en un diagrama <strong>la</strong>s fuerzas <strong>que</strong> actúan sobre <strong>la</strong>s partícu<strong>la</strong>s y analiza <strong>la</strong> energía<br />
del sistema en esa situación.b)<br />
Calcu<strong>la</strong> el valor de al carga <strong>que</strong> se <strong>su</strong>ministra a cada partícu<strong>la</strong>.<br />
Datos: K = 9 · 10 9 N m 2 C -2 ; g = 10 m s -2 .<br />
4. Al incidir luz de longitud de onda l = 620 · 10 -9 m sobre una fotocélu<strong>la</strong> se emiten<br />
electrones con una energía máxima de 0,14 eV.<br />
a) Calcu<strong>la</strong> el trabajo de extracción y <strong>la</strong> frecuencia umbral de <strong>la</strong> fotocélu<strong>la</strong>.<br />
b) ¿Qué diferencia cabría esperar en los re<strong>su</strong>ltados del apartado a) si <strong>la</strong> longitud de onda<br />
fuera el doble?<br />
Datos: h = 6,6 · 10 -34 J s; e = 1,6 · 10 -19 C; c = 3 · 10 8 m s -1 .<br />
<strong>OPCIÓN</strong> B<br />
<strong>1.</strong> Una partícu<strong>la</strong> cargada penetra en un campo eléctrico uniforme con una velocidad<br />
perpendicu<strong>la</strong>r al campo.<br />
a) Describe <strong>la</strong> trayectoria seguida por <strong>la</strong> partícu<strong>la</strong> y explica cómo cambia <strong>su</strong> energía.<br />
b) Repite el apartado anterior si en vez de un campo eléctrico se tratara de un campo<br />
magnético.<br />
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ANDALUCÍA / JUNIO 0<strong>1.</strong> LOGSE / FÍSICA / EXAMEN COMPLETO<br />
2. a) ¿Qué se entiende por refracción de <strong>la</strong> luz? Explica qué es el ángulo límite y,<br />
utilizando un diagrama de rayos, indica cómo se determina.<br />
b) Una fibra óptica es un hilo transparente a lo <strong>la</strong>rgo del cual puede propagarse <strong>la</strong> luz, sin<br />
salir al exterior. Explica por qué <strong>la</strong> luz “no se escapa” a través de <strong>la</strong>s paredes de <strong>la</strong> fibra.<br />
3. Un satélite de investigación europeo (ERS – 2) sobrevue<strong>la</strong> <strong>la</strong> <strong>Tierra</strong> a 800 km de<br />
altura. <strong>Supón</strong> <strong>su</strong> trayectoria circu<strong>la</strong>r y <strong>su</strong> masa de 1 000 kg.<br />
a) Calcu<strong>la</strong>, de forma razonada, <strong>la</strong> velocidad orbital del satélite.<br />
b) Si <strong>su</strong>ponemos <strong>que</strong> el satélite se encuentra sometido únicamente a <strong>la</strong> fuerza de<br />
gravitación debida a <strong>la</strong> <strong>Tierra</strong>, ¿porqué no cae sobre al <strong>su</strong>perficie terrestre? Razona <strong>la</strong><br />
respuesta.<br />
Datos: RT = 6 370 km; g = 10 m s -2 .<br />
4. Se hace vibrar transversalmente un extremo de una cuerda de gran longitud con un<br />
periodo de 0,5 p s y una amplitud de 0,2 cm, propagándose a través de el<strong>la</strong> una onda con<br />
una velocidad de 0,1 m s -1 .<br />
a) Escribe <strong>la</strong> ecuación de <strong>la</strong> onda, indicando el razonamiento seguido.<br />
b) Explica qué características de <strong>la</strong> onda cambian si:<br />
I) Se aumenta el periodo de vibración en el extremo de <strong>la</strong> cuerda.<br />
II) Se varía <strong>la</strong> tensión de <strong>la</strong> cuerda.<br />
Solución:<br />
<strong>OPCIÓN</strong> A<br />
<strong>1.</strong><br />
r M<br />
a) La intensidad del campo gravitatorio es: g = G rˆ<br />
2<br />
r<br />
r M M r<br />
Si el <strong>radio</strong> se <strong>redujese</strong> a <strong>la</strong> <strong>mitad</strong> se tendría: g'<br />
= G rˆ<br />
= 4G<br />
rˆ<br />
= 4g<br />
2<br />
2<br />
( r / 2)<br />
r<br />
Por tanto aumentaría cuatro veces.<br />
b) La fuerza de atracción entre <strong>la</strong> <strong>Tierra</strong> y el Sol no se vería afectada, el único cambio provendría<br />
de <strong>la</strong> variación del momento de inercia de <strong>la</strong> <strong>Tierra</strong>, <strong>que</strong> afectaría muy poco a <strong>su</strong> movimiento de<br />
rotación.<br />
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2.<br />
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14 1 14 1<br />
a) La reacción inicial es: N + n→<br />
C+<br />
H<br />
14 14 0<br />
Posteriormente: C N e + →<br />
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7<br />
6 7 −1<br />
0<br />
6<br />
1<br />
b) En los animales vivos se asimi<strong>la</strong> el carbono-14. Mientras permanece vivo ingiere el carbono –<br />
14 y simultáneamente éste se convierte en nitrógeno, pero tras morir se produce <strong>la</strong> desintegración<br />
del carbono, lo <strong>que</strong> hace <strong>que</strong> <strong>su</strong> concentración disminuya con el tiempo <strong>que</strong> lleve muerto.<br />
3.<br />
a) Sobre cada partícu<strong>la</strong> actúan <strong>la</strong> tensión de <strong>la</strong> cuerda, <strong>la</strong><br />
fuerza de repulsión electrostática y <strong>la</strong> fuerza gravitatoria,<br />
de tal manera <strong>que</strong> <strong>la</strong> tensión compensa a <strong>la</strong>s otras dos.<br />
Finalmente, hay tanto energía potencial gravitatoria como<br />
energía potencial electrostática.<br />
b) De <strong>la</strong> figura se puede deducir <strong>que</strong>:<br />
T cos 60º = Fe<br />
T sen 60º = Fg<br />
Por tanto: Fe tan 60º = Fg<br />
Finalmente:<br />
4.<br />
q<br />
K<br />
l<br />
2<br />
2<br />
tan 60º<br />
= mg ⇒ q =<br />
2<br />
mgl<br />
=<br />
K tan 60º<br />
2<br />
0,<br />
01·<br />
10·<br />
0,3<br />
=<br />
9<br />
9·<br />
10 tan 60º<br />
7,<br />
6 ·<br />
a) La energía de <strong>la</strong> luz se reparte entre <strong>la</strong> función de trabajo del material y <strong>la</strong> energía cinética del<br />
E = W + E<br />
electrón: luz<br />
k<br />
hc<br />
W = − Ek<br />
=<br />
λ<br />
6,<br />
6·<br />
10<br />
-34<br />
620·<br />
10<br />
· 3·<br />
10<br />
-9<br />
8<br />
− 0<br />
, 14<br />
· 1,6 · 10<br />
b) La energía de <strong>la</strong> luz de longitud de onda doble es:<br />
-34 8<br />
hc 6,<br />
6 · 10 · 3·<br />
10<br />
-19<br />
W = =<br />
= 1,<br />
59 · 10 J<br />
-9<br />
2λ<br />
k 2 · 620 · 10<br />
-19<br />
=<br />
2,<br />
97·<br />
10<br />
Se trata de un valor inferior al de <strong>la</strong> función de trabajo, y por tanto no se extraerá ningún electrón.<br />
Fe<br />
60º<br />
T T<br />
q q<br />
Fg<br />
-19<br />
J<br />
10<br />
-7<br />
C<br />
Fg<br />
Fe