Fìsica preuniversitaria (II)

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En nuestro blog puede encontrar ejercicios y cuestiones de QUÍMICA (reacciones, disoluciones, formulación inorgánica, orgánica, estructura de la materia, termoquímica, equilibrios, ácido-base, solubilidad, oxidación-reducción, quimicafísica …), de FÍSICA (cinemática, dinámica, trabajo, energía, termodinámica, gravitación, electromagnetismo, física moderna, movimiento ondulatorio …) con diferentes grados de dificultad (básico, medio, preuniversitario, universitario …). Busque en los ejercicios publicados otros meses.

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FÍSICA:

1.- Un satélite de comunicaciones de una tonelada describe órbitas circulares alrededor de la Tierra con un período de 120 min ; calcule:
(a) La altura a la que se encuentra sobre la superficie de la Tierra.
(b) Su energía total. Datos:  g₀= 9,81 N.Kg ^-1  ; R_T= 6,4.10⁶ kg

 2.- A una altura de 19200 km sobre la superficie terrestre se encuentra un satélite, determine:
(a) El tiempo que tarda en dar una vuelta completa.
(b) La velocidad de lanzamiento en la superficie terrestre para situarlo en dicha órbita.
Datos:  g₀= 9,81 N.Kg ^-1  ; R_T= 6,4.10⁶ kg

3.- Un triángulo equilátero se encuentra situado verticalmente dentro del campo gravitatorio terrestre, sus lados miden 50 cm ; en los vértices de la base hay dos cargas iguales de + 8 mC y en el tercero está situada una masa de 20 g cargada que se mantiene en equilibrio, halle:
(a) La carga que posee la masa.
(b) Prescindiendo de la masa, calcule el trabajo que debe realizar el campo para trasladar esa carga desde el vértice hasta el punto medio de la base.  g₀= 10 N.Kg ^-1  ;  K= 9.10⁹ N.m².C^-2

4.- Una partícula cargada viaja a una velocidad de 10⁴ m.s^-1 en una zona del espacio donde existen a la vez un campo eléctrico de 10⁴ N.C^-1 y un campo magnético de 1 T ; explique detalladamente qué condiciones se tienen que cumplir para que la partícula realice un movimiento rectilíneo uniforme.

5.- Una masa de 50 g oscila unida a un resorte de tal forma que su energía máxima es de 3 J adquiriendo la energía potencial su valor máximo cuando x= 10 cm ; determine:
(a) El período de oscilación.
(b) La velocidad cuando x= 8 cm

6.- Al separar un péndulo de su posición de equilibrio en un lugar donde g₀= 10 N.Kg ^-1 se encuentra que tarda 26,3 s en dar 10 oscilaciones y que la velocidad máxima es 1 m/s
(a) Halle su longitud, suponiendo que el dispositivo funcione sincrónicamente.
(b) ¿Es independiente el período del ángulo?

7.- (a) Si disponemos de un espejo convexo, explica cómo serían las imágenes.
(b) Señala cómo sería la imagen en una lente de -2 dioptrías. 
(c) Explica el tipo de lentes que debe usar un hipermétrope.

8.- Delante de una lente divergente, de 10 cm de distancia focal, se sitúa un objeto de 8 cm de altura y se obtiene una imagen cuyo tamaño es de 4 cm
(a) Determine las posiciones del objeto y de la imagen.
(b) Resuélvalo gráficamente.

9.- Cuando el uranio-238 emite tres partículas alfa y dos beta se convierte en:
(a) radio-226
(b) francio-226
(c) actinio-228  

10.- La vida media del radón-222 es 2308 años.
(a) Calcule su periodo de semidesintegración.
(b) Determine la actividad del radón, en curios, al cabo de 100 años si se parte de una muestra de 100 g

Física preuniversitaria

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FÍSICA:

1.- Una partícula con una carga de 10 mC se fija en el origen de coordenadas:
(a) ¿Qué trabajo será necesario para colocar una segunda partícula de 10 nC , inicialmente en el infinito, en un punto P, situado en la parte positiva del eje Y a una distancia de 30 cm del origen de coordenadas?
(b) La segunda partícula tiene una masa de 2 mg ; si se deja libre en el punto P: ¿qué velocidad tendrá cuando se encuentre a una distancia de 1,5 m del origen de coordenadas?

2.- Un satélite artificial de la Tierra, de masa 100 kg , describe una órbita circular a una altura de 655 km ; calcule:
(a) El período de la órbita.
(b) La energía mecánica del satélite.
(c) El módulo del momento angular del satélite respecto al centro de la Tierra.
(d) La relación entre las intensidades del campo gravitatorio en el satélite y en la superficie de la Tierra.

3.- Una partícula de masa 0,1 kg realiza un MAS con las siguientes características: amplitud 1,7 cm ; período 0,2 s ; en el instante inicial se encuentra en la posición: x= -1 cm
(a) Escribe la ecuación del movimiento.
(b) Calcula la velocidad en el instante en el que la partícula pasa por el origen.
(c) Calcula la aceleración en ese momento:
(d) Calcula su energía mecánica.

4.- Un protón entra en una región del espacio en la que existe un campo magnético uniforme de intensidad B= B. i con una velocidad  v= v.j con v= 10 km/s
(a) Si el radio de la trayectoria vale 10 cm calcula la intensidad B
(b) Determina la fuerza que actúa sobre el protón
(c) Razona como debe ser la trayectoria que describe el protón.
(d) Si en vez de un protón entrase una partícula a a la misma velocidad, se observa que el radio de la trayectoria es el doble. Determina la masa de la partícula a

5.- Un objeto de 6 cm de altura se coloca delante de un espejo cóncavo de 60 cm de radio. Determine la posición y el tamaño de la imagen en los siguientes casos:
(a) Cuando el objeto está a 40 cm del vértice del espejo.
(b) Cuando está a 20 cm del vértice del espejo.
(c) ¿Cómo será la imagen en cada caso? Dibuje la marcha de rayos.

6.- El radio-226 se desintegra para dar radón-222. Escriba la ecuación correspondiente a la emisión radioactiva, calculando la energía liberada en el proceso.   
Masas: (Ra: 225,9771 u ; Rn: 221,9703 u ; He: 4,0026 u ) ; 1 u= 1,67.10 ^{-27 kg}

G= 6,67.10^-11 N.m².kg ^-2  ;  M_T= 5,98. 10²⁴ kg  ;  R_T= 6370 km  ;  K= 9. 10⁹ N.m².C^-2  ; 
m_o= 4.p.10^-7 Wb/A.m  ;  h= 6,63.10 ^-34 J.s  ;  c= 3.10 ⁸ m/s  ;  m_e= 9,1.10 ^{-31 kg  ; 
m}_p= 1.67.10 ^{-27 kg ; q}_e = 1,6.10^{-19 C}

PAAU Física

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                                                       OPCIÓN A

C.1.- El campo magnético: a) es conservativo;  b) es no conservativo; c) el trabajo desarrollado en su interior es independiente de la trayectoria.  qf.c

C.2.- Si un medio transparente tiene índice de refracción dos la luz se propaga en él con una velocidad:

a) doble que en el vacío; b) mitad que la del vacío; c) igual que en el vacío pero con la mitad de longitud de onda.

C.3.- En un espejo cóncavo produce una imagen virtual, derecha y menor si el objeto se encuentra: a) a una distancia menor que la focal; b) a una distancia mayor que la focal; c) este tipo de imagen solo se produce en espejos convexos.

C.4.-  En el estudio dinámico del resorte explique cómo podría comprobarse experimentalmente que el periodo de oscilación, para la misma masa, es independiente de la amplitud.    

P.1.- El potencial de frenado de los electrones emitidos por la plata cuando se incide sobre ella con una luz de longitud de onda de 200 nm es 1,48 V; deduzca: a) el trabajo de extracción de la plata, expresada en eV; b) la longitud de onda umbral en nm para que se produzca el efecto fotoeléctrico; c) indique si un solo fotón puede producir el efecto fotoeléctrico. Datos: q= -1,6·10 ^{-19 C ;  c= 3·108} m/s ; h= 6,63·10 ^-34 J.s  

P.2.- Una nave espacial de 3500 kg se encuentra en el punto medio de la línea que une la Tierra y la Luna. Calcule: a) la fuerza resultante que se ejerce sobre la nave; b) el punto, entre la Luna y la Tierra, en el que esa fuerza resultante es nula; c) señale cómo varía la energía potencial gravitatoria cuando se alejan dos astros. Datos: G= 6,67·10^-11 N.m² /s² ; distancia Tierra-Luna = 384000 km ; Mt= 5,98·10²⁴ kg ; Ml= 7,35·10²² kg

                                                            OPCIÓN B

C.1.- Un astronauta en la Luna tiene una masa que, comparada con la masa en la Tierra es: a) la misma; b) 6 veces menor; c) no hay información suficiente para determinarla. Dato: gt= 6.gl

C.2.- Dos cargas, Q y –Q, se encuentran separadas una distancia d. Situamos en un punto P equidistante de ambas y de forma sucesiva dos cargas qa  y qb (qa mayor que qb). La intensidad del campo eléctrico en el punto P será mayor cuando en él esté: a) qa ; b) qb ; c) es independiente de qa  y/o qb  

C.3.- Cuando un núcleo emite dos partículas alfa, cuatro radiaciones beta y tres gamma, su número atómico: a) disminuye en ocho unidades; b) aumenta en cuatro unidades; c) no varía.

C.4.- En la práctica de la lente convergente explique el tipo de imagen formada al situar un objeto a una distancia mayor que dos veces la focal.

P.1.- Un resorte se alarga 10 cm cuando se cuelga de su extremo libre un cuerpo de 2,0 kg de masa. Se coloca el sistema en un plano horizontal sin rozamiento, desplazando el cuerpo 3,0 cm de su posición de equilibrio y a continuación lo soltamos. Calcule: a) el período, la velocidad máxima; b) la energía mecánica cuando esté a 2,0 cm del equilibrio; c) explique que tipo de aceleración (tangencial y/o normal) que existe en el mas
P.2.- Una partícula (m= 30 mg ; q= 6 mC) que se mueve con una velocidad de 10⁶ m/s describe una órbita circular en el seno de un campo magnético uniforme de valor 0,1 T cuya dirección es perpendicular a la velocidad. Determine: a) el valor del radio de la órbita que describe; b) el número de vueltas que da en 0,02 ms ; c) señale que fuerza magnética sufriría si entrase en el campo magnético en la misma dirección pero sentido contrario al mismo.