Examen PAU Física 2022 Ordinaria — Madrid

Pregunta A.3 La figura representa una varilla metálica de 20 cm de longitud, cuyos extremos deslizan sin rozamiento sobre unos raíles horizontales, paralelos al eje x, metálicos y de resistencia despreciable. La varilla tiene resistencia despreciable y su velocidad es v = 2 i m s⁻¹. Los raíles están conectados en x = 0 por una resistencia de valor R = 0,5 Ω. En la región hay un campo magnético uniforme B = −0,4 k T. Calcule: [Figura: dos raíles horizontales paralelos al eje x unidos en x = 0 por una resistencia R; una varilla vertical entre los raíles se mueve hacia la derecha con velocidad v; el campo magnético B entra en el plano del papel (⊗).]

Pregunta A.4 Dos lentes convergentes idénticas están separadas 16 cm. Cuando un objeto se sitúa a una cierta distancia a la izquierda de la primera lente, se encuentra que cada una de ellas opera con aumento igual a −1.

Pregunta A.5 Una muestra contiene inicialmente una masa de 30 mg de ²¹⁰Po. Sabiendo que su período de semidesintegración es de 138,38 días, determine: Datos: Masa atómica del ²¹⁰Po, M_Po = 210 u; Número de Avogadro, N_A = 6,02·10²³ mol⁻¹.

Pregunta B.1 Marte posee la décima parte de la masa de la Tierra y la mitad de su diámetro. Dato: Radio de la Tierra, R_T = 6,37·10⁶ m.

Pregunta B.2 Un foco sonoro de potencia P se coloca a una altura h sobre el suelo, como ilustra la figura. El nivel de intensidad sonora vale 60 dB en el punto A, a 100 m de distancia del foco, y alcanza 80 dB en el punto B, en el suelo en la vertical del foco. Dato: Intensidad umbral de audición, I₀ = 10⁻¹² W m⁻². [Figura: el foco de potencia P a una altura h sobre el punto B (en el suelo, 80 dB); el punto A (60 dB), también en el suelo, está a 100 m del foco.]

Pregunta B.3 Una carga puntual positiva está situada en el punto (3, 4) m del plano xy. En otro punto del plano se coloca una segunda carga puntual, también positiva y de magnitud el cuádruple de la primera, haciendo que el campo se anule en el origen de coordenadas. Dato: Constante de la ley de Coulomb, K = 9·10⁹ N m² C⁻².

Pregunta B.4 Una lámina de vidrio se halla sobre un líquido de índice de refracción desconocido. La longitud de onda de la luz en el vidrio se reduce a un 70 % de su valor en el aire. Si se emite luz desde el líquido, los rayos con ángulos de incidencia superiores a 30º en la cara inferior de la lámina no se refractan al aire por su cara superior. Calcule: Dato: Índice de refracción del aire, n_aire = 1. [Figura: tres capas: aire (arriba), lámina de vidrio y líquido (abajo); un rayo incide desde el líquido con un ángulo de 30° respecto a la normal, pasa al vidrio y sale rasante hacia el aire.]

Pregunta B.5 Un electrón relativista ha llegado a adquirir una energía cinética equivalente a la energía de un fotón de 5·10⁻¹² m de longitud de onda en el vacío. Calcule: Datos: Valor absoluto de la carga del electrón, e = 1,6·10⁻¹⁹ C; Constante de Planck, h = 6,63·10⁻³⁴ J s; Velocidad de la luz en el vacío, c = 3·10⁸ m s⁻¹; Masa del electrón en reposo, m_e = 9,1·10⁻³¹ kg.