http://centros4.pntic.mec.es/ies.melchor.de.macanaz/Departamentos/FisicayQuimica/PAUFISICA.htm PROBLEMA Una onda sinusoidal transversal que se propaga de izquierda a derecha tiene una longitud de onda de 20 m, una amplitud de 4 m y una velocidad de propagación de 200 m/s. Calcula: a) la ecuación de la onda (supón la fase inicial cero). b) La velocidad transversal máxima de un punto afectado por la vibración. c) La diferencia de fase, en un instante dado, entre dos puntos separados 5 m. CUESTIONES 1. Se dispone de una muestra de 2000 núcleos de un elemento radiactivo cuyo periodo de semidesintegración es T. ¿Cuántos núcleos permanecerán sin desintegrarse al cabo de un tiempo t=T/2? 2. Calcula el mínimo trabajo que hay que realizar para elevar un satélite artificial de 500 Kg de masa desde la superficie de la tierra hasta una altura h= RT/5. Suponemos que no hay variación de Energía Cinética y despreciamos el rozamiento. Datos: G = 6,67·10-11 N.m2/kg2 ;MT= 6·1024 kg ; RT = 6370 km 3. Una esfera metálica de 3 cm de radio cuya carga es de 5 C se pone en contacto con otra esfera conductora de 4,5 cm de radio inicialmente descargada. Explica el proceso que tiene lugar al ponerlas en contacto y calcula la carga final de cada esfera. 4. Explica brevemente el concepto de la Dualidad onda-corpúsculo y calcula la longitud de onda de un electrón que se ha puesto en movimiento mediante la aplicación de un campo eléctrico de 10000 V de potencial. Datos: me = 9,11 ·10-31 kg; h=6,624 .10-34 J·s ; qe = -1,6·10-19 C. PROBLEMA Dadas dos esferas de masas 2 kg y 4 kg situadas, respectivamente, en los puntos (0,0) y (6,0) de un sistema de coordenadas cartesianas, representado en metros. Calcula: a) La intensidad del campo gravitatorio, debido a esas masas, en los puntos (3,4) y (3,0). b) El trabajo necesario para transportar otra esfera de masa 2 kg desde el punto (3,4) al punto (3,0). G = 6,67 .10-11 N.m2/kg2 . CUESTIONES 1. Un instrumento musical emite un sonido de 70 dB. ¿Cuántos instrumentos deben sonar juntos para producir una sonoridad de 90 dB? 2. Un rayo de luz atraviesa una lámina de vidrio plana de espesor 4 cm incidiendo con un ángulo de 30º. Por efecto de la refracción, al salir se ha desplazado una distancia D paralelamente a sí mismo . Sabiendo que n (vidrio) = 1,35; n(aire)= 1 ¿cuál es la distancia desplazada? 3. Diferencias entre el campo creado por una carga eléctrica en reposo y el campo creado por una carga eléctrica en movimiento. 4. Un Protón se desplaza con velocidad de 1106 m/s y penetra en un campo magnético uniforme de intensidad 0,3 1, perpendicular al mismo. Calcula: a) La fuerza que el campo magnético ejerce sobre el protón; b) El radio de la trayectoria. Datos: mp= 1,67. l0-27 kg; q = l,6·l0-19 C. 5. Calcula la energía de enlace del núcleo del nitrógeno ( A=14, Z=7) y su energía de enlace por nucleón. Datos; mn= 1,008665 u, mp = 1,007277 u; mN-14 = 13.99922 u 1,66 10-27 kg. c= 300000 km/s. PROBLEMA Un extremo de una cuerda tensa horizontal de 4 m de longitud tiene un movimiento oscilatorio armónico de dirección vertical; en el instante t=0,3 a la elongación de ese extremo es 2 cm. Se mide que la perturbación tarda en llegar de un extremo al otro de la cuerda 0,9 s y que la distancia entre dos mínimos consecutivos es 1 m. Calcula: a) La amplitud del movimiento ondulatorio. b) La velocidad del punto medio de la cuerda en cl instante t = 1 s. c) El desfase entre dos puntos separados 1,5 m, en un instante dado CUESTIONES 1. La onda asociada a un electrón acelerado por una diferencia de potencial tiene una longitud de onda igual a 10-10 m. Calcula la velocidad del electrón y la diferencia de potencial que lo aceleró. Datos; h= 6,63 ·10-34 J·s; m(electrón) 9,1 . 10-31 kg; carga (electrón) -1,6 .10-19 C 2. a) Enuncia la 3ª Ley de Kepler. b)Si el radio de la órbita circular de un planeta A es cuatro veces mayor que la de otro b) ¿En qué relación están sus períodos? 3. Enuncia el teorema de Gauss. Utilizando este teorema, comprueba, que una esfera cargada eléctricamente se comporta en su exterior como una carga puntual situada en su centro 4. Un gramo de Radio tiene una Actividad de 3,7·1010 Bq. Si la masa atómica del Ra es de 226 u. Calcula: a) la constante de desintegración del radio b) La vida media de los átomos de Radio. Número de Avogadro NA =6,023 ·1023 átomos PROBLEMA Dos esferas puntuales iguales están suspendidas, mediante hilos inextensibles y sin peso, de un metro de longitud cada uno, de un mismo punto. Determina la carga eléctrica que han de poseer cada una de ellas para que cada hilo forme un ángulo de 3Oº con la vertical. Datos masa de cada esfera m = 1O gr; K =9. 109 N.m2/C2 ; g=9,8 m/s2 2. Un rayo de luz se propaga en el aire e incide en una cubeta llena de agua, formando un ángulo de 45º con la superficie de separación del agua. Calcula: a) La dirección que tendrá el rayo luminoso al propagarse dentro del agua, sabiendo que el índice de refracción del agua es 1,33 (índice de refracción del aire 1). b) La velocidad de propagación de la luz en el agua. ( c=3 00000 km/s) 3. Calcula el valor del campo y del potencial gravitatorio creados por dos masas puntuales iguales y separadas 1 m entre sí, en el punto medio de la recta que une las dos masas. Expresa el resultado en función de G y m. 4. Se tiene una aguja imantada en el campo magnético terrestre. Indica cómo se debe colocar un conductor rectilíneo e indefinido para que, al hacer pasar una corriente por él, la aguja no se desvíe. ¿ y para que la desviación sea máxima?. Razona la respuesta. 5. Explica el hecho de que, cualquiera que sea la intensidad de iluminación sobre un metal por debajo de una cierta frecuencia umbral, no se observe emisión alguna de electrones. PROBLEMA Una cuerda vibra según la ecuación en el SI , y 10 cos x ·sen50 ·t . Halla: 2 La amplitud y la velocidad de las ondas cuya superposición da lugar a la onda anterior Distancia entre dos vientres consecutivos Velocidad de una partícula de la cuerda situada en la posición x = 2 m en el instante t = 1/4 s. CUESTIONES 1. Leyes de desplazamiento radiactivo. (leyes de Soddy). Un núcleo con A =150 y Z = 72 emite primero una partícula y posteriormente una partícula . Indica el valor de A y Z del elemento que se produce después de cada desintegración. 2. Construye la imagen que forma un espejo cóncavo en todas las posiciones posibles de un objeto. 3. La energía con que hay que lanzar un cuerpo desde la superficie de la Tierra para que escape del campo gravitatorio es: a) E= mg0R; b) E= m g0R2 c) E= mg0 ; d) E = mg0 /R 4. La Intensidad de campo eléctrico en un punto de cierta región del espacio, es nula. ¿Debe ser nulo también el potencial eléctrico en dicho punto?. Razona la respuesta PROBLEMA Dos esferas conductoras de radios R1 =90 cm y R2=45 cm, cargadas de modo que sus superficies están a un potencial, respecto del infinito de V1 = 10 V y V2 =20 V, se encuentran en una zona del espacio vacío y con sus centros separados 10 m. Calcula: a) La fuerza que ejercen entre sí ambas esferas.b) La intensidad del campo eléctrico en el punto medio de la recta que une sus centros. c) Si ambas esferas se unen mediante un conductor de capacidad despreciable, calcula la carga que quedará en cada esfera. Datos: K =9·109 N.m2/C2 CUESTIONES Cuestión 1. -Enuncia el Principio de Huygens. Describe brevemente algún fenómeno ondulatorio que se pueda explicar mediante dicho principio. Cuestión 2. -Explica brevemente el concepto de ángulo Limite. El índice de refracción absoluto del diamante es 2.5 y el del vidrio 1.5. Calcula el ángulo limite entre el diamante y el vidrio. Cuestión 3. - Una persona puede subir hasta la cima de una montaña de dos formas: la primera directamente hacia la cima por la máxima pendiente y la segunda haciendo zigzag para tener la mínima pendiente pero recorriendo más espacio. Si el rozamiento es despreciable, el trabajo realizado: a) Es mayor en el primer caso. b) Es igual por cualquiera de los caminos. o) Es mayor en el segundo caso. d) Es mayor por el que suba en menos tiempo Cuestión 4. -Dos alambres rectos e indefinidos están separados una distancia de 30 cm y transportan corrientes del mismo sentido e intensidades de 5A y 10 A respectivamente. ¿A qué distancia del primer conductor será cero el campo magnético total.? Cuestión 5.-Si un protón y una partícula tienen la misma energía cinética, obtén la relación entre sus velocidades y entre sus longitudes de onda. M( ) = 4 mp.