Examen Recuperación 2ªEvaluación

Nombre:
Fecha:
Examen 1ªEvaluación
FÍSICA
INSTRUCCIONES
El alumno deberá elegir una de las dos opciones A o B que figuran en el presente examen y contestar razonadamente a las preguntas
de que consta dicha opción.
Cada pregunta resuelta completamente sumará 2 puntos.
Opción A
Pregunta 1.- Una nave espacial aterriza en un planeta desconocido. Tras varias mediciones se observa
que el planeta tiene forma esférica, la longitud de su circunferencia ecuatorial mide 2·10 5 km y la
aceleración de la gravedad en su superficie vale 3 m/s2.
a) ¿Qué masa tiene el planeta?
b) Si la nave se coloca en una órbita circular a 30.000 km sobre la superficie del planeta, ¿cuántas horas
tardará en dar una vuelta completa al mismo?
−11
2
−2
Datos: Constante de Gravitación Universal G = 6,67 × 10 N m kg
Pregunta 2.– Situamos tres masas de 1Kg, 2 Kg y 3 Kg en los puntos (0,0), (6,0) y (3,3)
respectivamente, estando dichas coordenadas en metros. Calcular:
a) La fuerza de atracción gravitatoria sobre la masa situada en el origen de coordenadas.
b) El potencial gravitatorio creado por las tres masas en el punto (3,0).
c) La energía potencial gravitatoria de la masa de 2 Kg.
c) El trabajo necesario para trasladar la masa de 3 Kg al infinito.
Datos: G = 6,67 x 10 –11 N m2 Kg-2
Pregunta 3.- El radio de uno de los asteroides, de forma esférica, perteneciente a los anillos de Saturno
es de 5 km. Suponiendo que la densidad de dicho asteroide es uniforme y de valor 5,5 g/cm3, calcule:
a) La aceleración de la gravedad en su superficie.
b) La velocidad de escape desde la superficie del asteroide.
−11
2
−2
Datos: Constante de Gravitación Universal G = 6,67 × 10 N m kg
Pregunta 4.- Una partícula se mueve en el eje X, alrededor del punto x = 0, describiendo un movimiento
armónico simple de periodo 2 s, e inicialmente se encuentra en la posición de elongación máxima
positiva. Sabiendo que la fuerza máxima que actúa sobre la partícula es 0,05 N y su energía total 0,02 J,
determine:
a) La amplitud del movimiento que describe la partícula.
b) La masa de la partícula.
c) La expresión matemática del movimiento de la partícula.
d) El valor absoluto de la velocidad cuando se encuentre a 20 cm de la posición de equilibrio.
Pregunta 5 – Una partícula que realiza un movimiento armónico simple de 10 cm de amplitud tarda 2 s
en efectuar una oscilación completa. Si en el instante t = 0 su velocidad era nula y la elongación positiva,
determine:
a) La expresión matemática que representa la elongación en función del tiempo.
b) La velocidad y la aceleración de oscilación en el instante t = 0,25 s.
Nombre:
Fecha:
Examen 1ªEvaluación
FÍSICA
Opción B
Pregunta 1.- Se ha descubierto un planeta esférico de 4100 km de radio y con una aceleración de la
2
gravedad en su superficie de 7,2 m/s .
a) Calcule la masa del planeta.
b) Calcule la energía mínima necesaria que hay que comunicar a un objeto de 3 kg de masa para lanzarlo
desde la superficie del planeta y situarlo a 1000 km de altura de la superficie, en una órbita circular en
torno al mismo.
-11
2
-2
Dato: Constante de Gravitación G = 6,67×10 N m kg .
Pregunta 2.– Un planeta orbita alrededor de una estrella de masa M. La masa del planeta es m = 10 24 kg
y su órbita es circular de radio r = 108 km y periodo T = 3 años terrestres. Determine:
a) La masa M de la estrella.
b) La energía mecánica del planeta.
c) El módulo del momento angular del planeta respecto al centro de la estrella.
d) El periodo de un segundo planeta que describiese una órbita circular de radio igual a 2r alrededor de
la estrella.
-11
2
-2
Datos: Constante de Gravitación Universal G= 6,67×10 N m kg
Considere 1 año terrestre = 365 días
Pregunta 3 –
Un cierto planeta esférico tiene de masa el doble de la masa de la Tierra, y la longitud de su
circunferencia ecuatorial mide la mitad de la de la Tierra. Calcule:
a) La relación que existe entre la velocidad de escape en la superficie de dicho planeta con respecto a la
velocidad de escape en la superficie de la Tierra.
b) La relación que existe entre el periodo de un péndulo simple colocado sobre la superficie de dicho
planeta con respecto al periodo de dicho péndulo simple colocado sobre la superficie de la Tierra.
Pregunta 4.- Una masa puntual de 2 g unida a un muelle de masa despreciable se mueve con una
3π
velocidad dada por la expresión: v (t )=5cos π t+
(2
2
)
cm/s
Determine:
a) La frecuencia de oscilación y la expresión matemática del movimiento de la masa.
b) Las energías cinética y potencial en el instante t = 1s.
Pregunta 5.– Un objeto de masa 0,5 kg, unido a un muelle de constante elástica 8 N/m, oscila
horizontalmente sobre una superficie sin rozamiento con un movimiento armónico simple de amplitud 10
cm.
a) Calcule los módulos de la aceleración y de la velocidad cuando el objeto se encuentra a 6 cm de la
posición de equilibrio.
b) Si el objeto comienza el movimiento desde la posición de equilibrio en sentido positivo, ¿qué tiempo
mínimo habrá transcurrido cuando alcance una elongación de 8 cm?