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UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA SEPTIEMBRE DE 2008 Tiempo disponible: 1 h. 30 m. PRUEBA DE ACCESO A ESTUDIOS UNIVERSITARIOS Ejercicio de: FÍSICA Se valorará el uso de vocabulario y la notación científica. Los errores ortográficos, el desorden, la falta de limpieza en la presentación y la mala redacción, podrán suponer una disminución hasta de un punto en la calificación, salvo casos extremos. PUNTUACIÓN QUE SE OTORGARÁ A ESTE EJERCICIO: (véanse las distintas partes del examen) DESARROLLE LA OPCIÓN A O LA OPCIÓN B OPCIÓN A 1. a) Un cuerpo de masa m, unido al extremo libre de un muelle, realiza un movimiento armónico simple horizontal (sin rozamiento). Escribe y justifica las expresiones de las energías cinética, potencial y mecánica asociadas al mismo. Representa gráficamente dichas energías frente a la elongación. (1.5 p.) k m O b) Un cuerpo de masa m = 0.1 kg, unido al extremo libre de de un muelle horizontal de constante k = 10 Nm-1, realiza oscilaciones de amplitud A = 8 cm. ¿Con qué velocidad se mueve la masa m cuando la elongación es 4,8 cm? ¿Para que valor de la elongación coinciden la energía potencial y la cinética? (1 p.) 2. El satélite Giove-B tiene una masa m = 500 kg y su órbita, supuesta circular, se encuentra a una distancia de 2.32º104 km de la superficie terrestre. Determina: a) Energías potencial y cinética del satélite en su órbita. (0.8 p.) b) Periodo orbital y módulo del momento angular respecto al centro de la Tierra. (0.8 p) c) Energía mínima necesaria para ponerlo en dicha órbita y velocidad de escape de la misma. (0.9 p.) Datos: G = 6,67 º10 -11 N m 2 kg -2 ; RT 6,38 º 10 6 m; M T 5,97 º 10 24 kg. 3. a) Enuncia y explica las leyes de Faraday y Lenz. (1.5 p.) b) El eje de una bobina de N = 200 espiras circulares de radio R = 0.1 m es paralelo a un campo magnético uniforme de módulo r B = 0.2 T. Determina la fuerza electromotriz (fem) inducida entre los extremos de la bobina, cuando durante un intervalo de tiempo Δt = 100 ms y de forma lineal se duplica el campo magnético. ¿Cuanto valdrá dicha fem si en el mismo intervalo Δt invertimos el sentido del campo? (1 p.) 4. a) Enuncia y explica las leyes de la reflexión y de la refracción para la luz. (1.5 p) b) Un objeto de 0.5 cm de altura, que está situado a 10 cm de un espejo cóncavo, produce una imagen virtual a 20 cm del espejo. Si alejamos el objeto a 25 cm del espejo, ¿dónde se situará la nueva imagen? Justifique si es virtual o real. Comprueba los resultados mediante el trazado de rayos. (1 p.) X OPCIÓN B 1. a) Explica las cualidades (intensidad, tono y timbre) de una onda sonora. (1. p) b) La frecuencia fundamental de vibración de la sexta cuerda de una guitarra es f = 329,63 Hz. Representa gráficamente, para el modo fundamental y los dos armónicos sucesivos, la forma de la onda a lo largo de la cuerda si su longitud es l = 0.75 m. Indica la posición de los nodos y los vientres. (1 p.) c) ¿Se propagan con la misma velocidad todos los armónicos en dicha cuerda? velocidad(es) de propagación. (1p.) Calcula la(s) 2. a) Enuncia y explica las Leyes de Kepler. (1 p.) b) Io es un satélite de Júpiter que tarda 1.77 días en recorrer su órbita de radio medio RIo= 4.2º108 m. Ganímedes, otro satélite de Júpiter, tiene un periodo orbital de 7.15 días. Calcula el radio medio de su órbita. (1p) Datos: G = 6,67 º10 -11 N m 2 kg -2 ; 3. a) ¿Qué potencial electrostático crea una carga puntual q’ en cualquier punto de su entorno? Explica el significado físico del potencial. (1 p.) b) Dos partículas puntuales de cargas q1 = 30 μC y q2 = -20 μC están situadas respectivamente en los puntos de coordenadas (-a, 0) y (a, 0) con a = 10 cm. Determina el campo electrostático (módulo, dirección y sentido) en el punto (0, 0). (1 p.) r E c) ¿Qué trabajo tendremos que realizar para, en presencia de las cargas citadas, trasladar una carga puntual q = 0.2 μC desde el punto (0, 0) al punto (a, a)? (1 p) K 1 / 4SH 0 9 º109 N m 2 C 2 ; 1 μC= 10-6 C 4. a) Escribe la ecuación de De Broglie. Comenta su significado e importancia física. (1 p.) b) Un electrón que parte del reposo es acelerado mediante un campo eléctrico entre dos puntos con una diferencia de potencial ΔV = 200 V. Calcula la velocidad final del electrón y su longitud de onda asociada. (1 p.) e= 1,60 º10 -19 C ; me 9,11º10-31 kg ; h 6,63 º10 -34 J s .