Examen selectivitat Física 2021 Juny (Sèrie 2) — Catalunya

Un bloc de massa 2 kg, que inicialment es troba en repòs, està lligat a l'extrem d'una molla de constant elàstica 300 N/m i de longitud natural 30 cm. Per l'altre extrem, la molla està unida a una paret. Desplacem el bloc cap a la dreta fins que la molla assoleix una longitud total de 45 cm i el deixem anar, de manera que el bloc es posa a oscil·lar al voltant de la posició d'equilibri. La fricció entre el terra i el bloc és negligible. [Figura: bloc de 2 kg unit a una molla de $k = 300$ N/m fixada a una paret a l'esquerra; la posició d'equilibri ($x = 0$) és a 30 cm de la paret i la posició inicial, marcada amb un quadrat discontinu a la dreta, és a 45 cm de la paret.]

En una regió de l'espai de forma quadrada i de costat $d = 12$ mm, hi ha un camp elèctric uniforme i constant de valor $2{,}00 \times 10^{6}$ N/C. [Figura: quadrat de 12 mm de costat amb línies de camp elèctric horitzontals i fletxes cap a la dreta. Els punts $A$ i $B$ són als punts mitjans dels costats esquerre i dret, respectivament; el punt $D$ és al punt mitjà del costat superior i el punt $C$ al del costat inferior.] Dades: $m_p = 1{,}67 \times 10^{-27}$ kg. $|e| = 1{,}602 \times 10^{-19}$ C.

Dades: $_{4}$Be, $_{5}$B, $_{6}$C, $_{7}$N, $_{8}$O, $_{9}$F, $_{10}$Ne, $_{84}$Po, $_{85}$At, $_{86}$Rn, $_{87}$Fr, $_{88}$Ra, $_{89}$Ac, $_{90}$Th.

Un imant es desplaça horitzontalment, entrant i sortint d'una bobina plana (de $N$ espires i secció $S$), seguint un moviment harmònic simple, que crea un camp magnètic perpendicular a la bobina i de mòdul $B(t) = B_0\cos(\omega t + \varphi_0)$. Dada: En totes les gràfiques s'utilitza la mateixa escala per al temps (eix $x$) i per a la FEM (eix $y$). [Figura 1: gràfica de la FEM original, FEM (V) en funció del temps (s), de 0 a 9 s: ona sinusoïdal d'amplitud d'uns 3,5 V amb un període d'uns 1,3 s (set cicles en 9 s). Figura 2: quatre gràfiques, A, B, C i D, de la FEM (V) en funció del temps (s), amb els mateixos eixos. A: amplitud d'uns 2,5 V i període d'uns 1,8 s (cinc cicles en 9 s). B: amplitud d'uns 4,9 V i període d'uns 1,8 s. C: amplitud d'uns 2,5 V i període d'uns 0,9 s (deu cicles en 9 s). D: amplitud d'uns 4,9 V i període d'uns 0,9 s.]

Magnificat en re major (BWV 243) és una de les grans obres vocals de Johann Sebastian Bach, publicada el 1723 i escrita per a cor a cinc veus i orquestra. La corda d'un violí fa 32,5 cm de llargària i la freqüència fonamental corresponent al re major és de 38,89 Hz. Dada: $I_0 = 10^{-12}$ W m⁻².

Tenim dues ones monocromàtiques, una de $\lambda = 750$ nm, corresponent al color vermell, i una altra de $\lambda = 550$ nm, corresponent al color verd. Dades: La funció de treball del rubidi és $3{,}46 \times 10^{-19}$ J. $N_A = 6{,}022 \times 10^{23}$. $c = 3{,}00 \times 10^{8}$ m s⁻¹. $h = 6{,}63 \times 10^{-34}$ J s. $m_e = 9{,}11 \times 10^{-31}$ kg.