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COMUNIDAD VALENCIANA / SEPTIEMBRE 02. LOGSE / FÍSICA / EXAMEN
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El alumno realizará una opción de cada uno de los bloques. La puntuación máxima de cada problema es de 2
puntos, y la de cada cuestión de 1,5 puntos.
BLOQUE I-CUESTIONES
OPCIÓN A
Un astronauta que se encuentra dentro de un satélite en órbita alrededor de la Tierra a
250 km, observa que no pesa. ¿Cuál es la razón de este fenómeno? Calcula la intensidad
del campo gravitatorio a esa altura. Comenta el resultado.
Datos: G=6,67· 1011 S.I.; MTierra = 5,98· 1024 kg; RTierra = 6370 km
OPCIÓN B
La Tierra gira alrededor del Sol realizando una órbita aproximadamente circular. Si por
cualquier causa, el Sol perdiera instantáneamente las tres cuartas partes de su masa,
¿continuaría la Tierra en órbita alrededor de éste? Razona la respuesta.
BLOQUE II-CUESTIONES
OPCIÓN A
De una onda armónica se conoce la pulsación w = 100 s-1 y el número de ondas k = 50 m1
. Determina la velocidad, la frecuencia y el período de la onda.
OPCIÓN B
El extremo de una cuerda situada sobre el eje OX, oscila con un movimiento armónico
simple con una amplitud de 5 cm y una frecuencia de 34 Hz. Esta oscilación se propaga,
en el sentido positivo del eje OX, con una velocidad de 51 m/s. Si en el instante inicial la
elongación del extremo de la cuerda es nula, escribe la ecuación que representa la onda
generada en la cuerda. ¿Cuál será la elongación del extremo de la cuerda en el instante t
= 0,1 s?
BLOQUE III-PROBLEMAS
OPCIÓN A
Se desea diseñar un espejo esférico que forme una imagen real, invertida y que mida el
doble que los objetos que se sitúen a 50 cm del espejo. Se pide determinar:
1. Tipo de curvatura del espejo. Justificar la respuesta. (0,7 puntos)
2. Radio de curvatura del espejo. (1,3 puntos)
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OPCIÓN B
Considera un espejo esférico cóncavo de radio R = 20 cm. Obtén analítica y gráficame nte
la posición y el tamaño de la imagen de un objeto real cuando ése se sitúa a las
distancias 5 cm, 20 cm, y 30 cm del vértice del espejo.
BLOQUE IV-CUESTIONES
OPCIÓN A
Considera dos espiras A y B como las que se muestran en la
figura. Si por la espira A pasa una corriente de intensidad I
constante, ¿se incluirá corriente en la espira B? ¿Y si la
intensidad de la espira A la hacemos variar con el tiempo?
Razona la respuesta.
OPCIÓN B
Un electrón se encuentra situado en el seno de un campo magnético uniforme B. Si se
comunica al electrón una velocidad inicial, determina cuál es la trayectoria que sigue el
electrón cuando:
1. La velocidad inicial es perpendicular al campo magnético. (0,8 puntos)
2. La velocidad inicial es paralela al campo magnético. (0,7 puntos)
BLOQUE V-CUESTIONES
OPCIÓN A
¿Es cierto que el átomo de hidrógeno puede emitir energía en forma de radiación
electromagnética de cualquier frecuencia? Razona la respuesta.
OPCIÓN B
Concepto de isótopo y sus aplicaciones.
BLOQUE VI-PROBLEMAS
OPCIÓN A
La erradicación parcial de la glándula tiroides en pacientes que sufren de hipertiroidismo
se consigue gracias a un compuesto que contiene el nucleido radiactivo del iodo 131I. Este
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compuesto se inyecta en el cuerpo del paciente y se concentra en la tiroides destruyendo
sus células. Determina cuántos gramos del nucleido 131I deben ser inyectados en un
paciente para conseguir una actividad de 3,7· 109 Bq (desintegraciones/s). El tiempo de
vida medio del 131I es 8,04 días.
Dato: u = 1,66· 10-27 kg.
OPCIÓN B
Las masas atómicas del 147 N y del 157 N son 13,99922 u y 15,000109 u, respectivamente.
Determina la energía de enlace de ambos, en eV. ¿Cuál es el más estable?
Datos: Masas atómicas: neutrón 1,008665 u; protón: 1,007276 u;
Velocidad de la luz, c = 3· 108 m/s; u = 1,66· 10-27 kg; e = 1,6· 10-19 C
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SOLUCIÓN
BLOQUE I – CUESTIONES
OPCIÓN B
Justo en el instante antes de producirse la pérdida de masa se estaba cumpliendo la siguiente
condición:
v2
M·m
m· = G· 2
R
R
En el instante en el que se produce la pérdida de masa, la fuerza centrípeta es mayor que la fuerza
de atracción gravitatoria del Sol, por lo que abandonará la órbita en la que estaba alrededor del
mismo.
BLOQUE II - CUESTIONES
OPCIÓN A
Conocida la pulsación se pude calcular el período y la frecuencia.
2π
2π 2π
ð
⇒T=
=
=
s
T
w 100 50
1 50 −1
f = =
s
T
ð
w=
Con el número de ondas se puede calcular la longitud de onda, λ, y con la longitud de onda y el
período se obtiene la velocidad:
2π 2π
λ
v = = k = 50 = 2 m/s
π
T
T
50
BLOQUE III – PROBLEMAS
OPCIÓN A
Como se quiere que la imagen obtenida sea real, el espejo debe tener una curvatura cóncava,
ya que todos los espejos convexos generan imágenes virtuales.
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El enunciado nos dice que la imagen es invertida y de doble tamaño, por lo que se cumple:
y'
s'
= −2 =
⇒ s' = 100 cm
y
( −s )
1 1 1
1
1 1
100
+ = ⇒
+
= ⇒f =
cm
s' s f
100 50 f
3
200
c=
cm
3
BLOQUE IV – CUESTIONES
OPCIÓN B
1. Si la velocidad es perpendicular al campo
magnético, como ocurre en la figura, a parece un
fuerza perpendicular a la velocidad y al campo
magnético que hace que el electrón siga una
trayectoria circular.
r
r
F = q·( rv × B)
2. En este caso F = 0, y el electrón seguirá con velocidad v, paralela al campo magnético.
BLOQUE V – CUESTIONES
OPCIÓN B
Se llama isótopos, a los núcleos de un mismo elemento con igual número de protones pero
distinto número de neutrones. Tienen el mismo número atómico y difieren en el número másico.
Los isótopos radiactivos tienen un elevado número de aplicaciones en la industria, en la
investigación física y biológica y en la medicina. Por ejemplo, el isótopo del carbono C14, se utiliza
para determinar edades de restos fósiles. Se utilizan isótopos radiactivos en biología como
elementos trazadores, que incorporados a moléculas de interés permiten seguir su rastro en un
organismo vivo. Su empleo en radioterapia hace posible el tratamiento y curación de diferentes
tipo de enfermedades cancerosas.
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BLOQUE VI - PROBLEMAS
La energía equivalente al defecto de masa experimental de un núcleo coincide con la energía de
enlace que mantiene sus nucleones unidos.
El defecto de masa del
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N es:
∆m = Z·m p + ( A − Z)·m n − M exp = 7·1,007276 + 7·1,008665 − 13,99922 = 0,112367 u = 1,865·10 −28 Kg
Para el caso de 157 N :
∆m = Z·m p + ( A − Z)·m n − M exp = 7·1,007276 + 8·1,008665 − 15,000109 = 0,120143 u = 1,994·10−28 Kg
La energía de enlace para
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N es:
∆E = ∆m·c 2 = 1,865·10 −28 ·(3·108 ) 2 = 1,67·10 −11 J = 104,3 MeV
La energía de enlace para
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N es:
∆ E = ∆ m·c 2 = 1,994 ·10 −28 ·(3·10 8 ) 2 = 1,79 ·10 −11 J = 112,2 MeV
Si comparamos la energía de enlace por nucleón:
104 ,3 112 ,2
<
⇒ el
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N es más estable porque tiene más energía por nucleón
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