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Examen de Física de Islas Canarias 2021 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Islas Canarias, convocatoria ordinaria de 2021. Aquí hay 16 ejercicios publicados, 16 con la solución desarrollada. El enunciado completo es el del PDF oficial.

Descargar el PDF oficial del examen

Ejercicio 1: Campo eléctrico

Una carga puntual de

10^{- 6} C

está situada en el punto

A (0, 2)

de un sistema cartesiano. Otra carga puntual de

10^{- 6} C

está situada en el punto

B (0, - 2)

. Las coordenadas están expresadas en metros. Calcule:

a) El potencial electrostático en el punto

C (2, 0)

.

b) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto

C (2, 0)

.

c) El trabajo realizado por el campo para llevar una carga puntual de

1 C

desde el punto

C (2, 0)

al punto

D (0, 0)

.

Dato:

K = 9 \cdot 10^{9} N m^{2} C^{- 2}

Ver la solución del ejercicio 1

Ejercicio 2: Campo magnético

Un electrón penetra perpendicularmente (en el sentido positivo del eje

O Y

) en una región donde existe un campo magnético uniforme de valor

10^{- 2} T

(en el sentido positivo del eje

O X

). Sabiendo que el electrón describe una trayectoria circular de

12 cm

de radio, calcule:

a) La fuerza que ejerce el campo magnético sobre el electrón e indique su dirección y sentido.

b) La energía cinética del electrón en eV.

c) El número de vueltas que da el electrón en

10^{- 3} s

.

Datos:

q_{e} = - 1,60 \cdot 10^{- 19} C

;

m_{e} = 9,1 \cdot 10^{- 31} kg

;

1 eV = 1,6 \cdot 10^{- 19} J

Ver la solución del ejercicio 2

Ejercicio 3: Ondas

El desplazamiento transversal de los puntos de una cuerda por los que se propaga una perturbación armónica viene dado por

y (x, t) = 0,5 \cdot sen (5 t - 10 x + φ_{0})

, donde

x

y

se miden en metros y

t

en segundos. Si en el instante inicial (

t = 0

), la elongación en el origen de coordenadas (

x = 0

) es

0,5

, calcule:

a) El periodo, la longitud de onda y la fase inicial.

b) La velocidad de propagación de la perturbación, así como la velocidad máxima de vibración de cualquier punto de la cuerda.

c) La diferencia de fase, en un determinado instante, entre dos puntos de la cuerda separados entre sí una distancia de

40 cm

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Ejercicio 4: Ondas

Una onda armónica senoidal transversal se propaga en sentido positivo del eje

X

con una frecuencia de

10 Hz

, una velocidad de propagación de

20 m/s

, una amplitud de

5 cm

y una fase inicial nula. Determine:

a) La ecuación de la onda.

b) La velocidad de vibración de un punto situado en

x = 20 cm

en el instante

t = 0,25 s

.

c) La distancia entre dos puntos cuya diferencia de fase, en un determinado instante, es

π / 4 rad

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Ejercicio 5: Campo gravitatorio

Obtenga la expresión de la velocidad que debe tener un cuerpo para escapar de un planeta de masa

M

y radio

R

. ¿Cuánto vale la velocidad de escape del planeta Marte?

Datos:

G = 6,67 \cdot 10^{- 11} N m^{2} {kg}^{- 2}

;

M_{Marte} = 6,40 \cdot 10^{23} kg

;

R_{Marte} = 3320 km

Ver la solución del ejercicio 5

Ejercicio 6: Campo electromagnético

Enuncie la Ley de Faraday-Henry y Lenz. Aplíquela para calcular la fuerza electromotriz inducida en una espira, sabiendo que el flujo magnético a través de la espira viene dado por

Φ (t) = 5 \cdot \cos (10 π t)

(

T m^{2}

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Ejercicio 7: Óptica

Considere una lente divergente. Dibuje el diagrama de rayos para formar la imagen de un objeto de altura

h

situado a una distancia

d

de la lente, en el caso en que

d

sea menor que la distancia focal. Indique si la imagen formada es real o virtual, y si está derecha o invertida.

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Ejercicio 8: Física relativista

Una nave espacial mide

150 m

de longitud para un observador en reposo respecto de ella. La nave parte de la Tierra hacia el planeta Marte. Los habitantes de una colonia de dicho planeta dijeron que la nave medía

149,9 m

cuando pasó por delante de ellos. ¿A qué velocidad viajaba la nave respecto de los habitantes de la colonia situada en Marte?

Dato:

c = 3 \cdot 10^{8} m/s

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Ejercicio 9: Campo gravitatorio

Un pequeño satélite artificial de

2000 kg

de masa describe una órbita circular alrededor de la Tierra cada 90 minutos. Calcule:

a) La altura sobre la superficie de la Tierra a la que se encuentra el satélite.

b) La velocidad y la aceleración del satélite en su órbita.

c) La energía que se necesita suministrar al satélite para posicionarlo en una nueva órbita circular situada a

500 km

sobre la superficie de la Tierra.

Datos:

G = 6,67 \cdot 10^{- 11} N m^{2} {kg}^{- 2}

;

R_{T} = 6370 km

;

M_{T} = 5,98 \cdot 10^{24} kg

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Ejercicio 10: Campo gravitatorio

En la superficie de un planeta de

2000 km

de radio la aceleración de la gravedad es de

4 m s^{- 2}

. A una altura de

6 \cdot 10^{4} km

sobre la superficie del planeta se mueve, en una órbita circular, un satélite con una masa de

500 kg

. Calcule:

a) La masa del planeta.

b) La velocidad del satélite en la órbita.

c) La energía total del satélite a dicha altura.

Datos:

G = 6,67 \cdot 10^{- 11} N m^{2} {kg}^{- 2}

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Ejercicio 11: Óptica

Un objeto de

2,5 cm

de alto está situado a

0,75 cm

de una lente. La imagen formada es de

4 cm

de alto.

a) ¿A qué distancia de la lente se forma la imagen del objeto?

b) ¿Cuánto valen la distancia focal y la potencia de la lente? ¿Se trata de una lente convergente o divergente? Razone su respuesta.

c) Dibuje el trazado de rayos y determine la posición a la que debe situarse el objeto, respecto de la lente, para que su imagen se forme en el infinito.

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Ejercicio 12: Óptica

Una lente convergente de distancia focal

+ 16 cm

proyecta la imagen nítida de un objeto, de

3 cm

de alto, sobre una pantalla que se encuentra a

4 m

de la lente.

a) Dibuje el diagrama de rayos de la situación planteada.

b) ¿A qué distancia de la lente está colocado el objeto?

c) ¿Cuál es el aumento lateral de la imagen y la potencia de la lente?

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Ejercicio 13: Ondas

Escriba la ecuación de una onda transversal armónica (sinusoidal) que se propaga por una cuerda de izquierda a derecha, si se sabe que la velocidad de propagación vale

4 m s^{- 1}

, su longitud de onda

2 m

, su amplitud

0,8 m

y su fase inicial es nula.

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Ejercicio 14: Campo eléctrico

Calcule la fuerza con la que se atraen un protón y un electrón separados entre sí una distancia de

2 \cdot 10^{- 6} m

. ¿Cuál es la energía potencial electrostática de este sistema de dos cargas?

Datos:

K = 9 \cdot 10^{9} N m^{2} C^{- 2}

;

q_{e} = - 1,602 \cdot 10^{- 19} C

;

q_{p} = 1,602 \cdot 10^{- 19} C

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Ejercicio 15: Campo magnético

Considere dos conductores rectilíneos y paralelos recorridos por intensidades de corriente del mismo sentido y valor

I_{1} = I_{2} = 2 A

. Determine la distancia

d

de separación entre ambos conductores, sabiendo que el módulo de la fuerza magnética por unidad de longitud vale

5 \cdot 10^{- 6} N/m