Examen selectivitat Física 2024 Setembre (Sèrie 3) — Catalunya

El Fun-Fly-Stick El Fun-Fly-Stick és un enginyós generador d'electricitat estàtica que funciona amb piles i que permet fer levitar objectes metàl·lics lleugers. Quan es prem el botó es genera una càrrega estàtica negativa a la vareta. Tocant l'objecte amb la vareta, part d'aquesta càrrega es transfereix a l'objecte de manera que tots dos queden carregats i l'objecte levita per sobre la vareta. (En fer els càlculs, considereu la vareta i l'objecte metàl·lic com si fossin càrregues puntuals.) [Fotografia: una noia sosté la vareta i, per sobre, levita un objecte metàl·lic lleuger en forma d'esfera feta de cintes.] Dades: Gravetat a la superfície de la Terra, $g = 9{,}8$ m/s². $|e| = 1{,}602 \times 10^{-19}$ C. $k = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} = 8{,}99 \times 10^{9}$ N m² C⁻².

L'experiment d'Oersted L'experiment d'Oersted fet el 1820 (figura 1) consisteix en un fil conductor paral·lel a la component horitzontal del camp magnètic terrestre per on passa un corrent elèctric i una agulla magnètica just a sobre o a sota del fil. Oersted observà que l'orientació de l'agulla canviava si el fil connectat estava situat a sobre o a sota de l'agulla. En la figura 2 no sabem si el fil conductor està situat per sobre o per sota de la brúixola. [Figura 1: aparell d'Oersted, un fil horitzontal per sobre d'una agulla magnètica. Figura 2 (vista des de dalt; N amunt, E a la dreta): a) circuit obert amb una pila; l'agulla de la brúixola apunta al nord, paral·lela al tram de fil que passa per la brúixola en direcció N-S. b) circuit tancat; el corrent I circula pel tram de la brúixola de sud a nord (cap amunt al dibuix) i l'agulla s'ha girat: el pol nord apunta cap al nord-est (cap a la dreta).] Dades: El mòdul del camp magnètic creat per un fil infinit per on circula un corrent $I$ a una distància $r$ del fil és $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$. $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}$ T m A⁻¹.

Ull hipermetrop i lents Un ull hipermetrop no és capaç d'enfocar objectes propers a la retina, sinó que els enfoca darrere d'aquesta, i per això els veu borrosos. L'Anna no és capaç d'enfocar bé els objectes que són més a prop de 70 cm i necessita unes ulleres amb lents convergents per a llegir.

Datació amb carboni 14 a la Draga Al jaciment neolític de la Draga (Banyoles) s'utilitza el mètode del carboni 14 ($^{14}$C) per a la datació de restes. El $^{14}$C és un isòtop radioactiu que es produeix a l'atmosfera de manera continuada quan neutrons provinents dels raigs còsmics xoquen amb els nuclis de nitrogen ($^{14}$N). Els éssers vius l'incorporem a l'organisme mentre interactuem amb l'atmosfera, però, a partir del moment de la mort, el $^{14}$C comença a desintegrar-se novament en $^{14}$N, amb un període de semidesintegració de 5 730 anys. La datació d'una mostra d'os d'animal del sector D de la Draga és de 6 010 anys. Dades: El nombre atòmic del carboni és $Z = 6$. El nombre atòmic del nitrogen és $Z = 7$.

Massa penjada d'una molla Una massa de 100 g es fa oscil·lar penjada d'una molla. S'observa que fa 40 oscil·lacions en un minut i que la diferència entre la posició més alta i la més baixa és de 15 cm.