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Examen de Física de Islas Canarias 2022 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Islas Canarias, convocatoria ordinaria de 2022. 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 gravitatorio

Un satélite de

2000 kg

de masa se encuentra a una altura de

36 000 km

, por encima del ecuador, describiendo una órbita circular geoestacionaria. Calcule:

a) La velocidad y la energía del satélite en su órbita.

b) La aceleración y el peso del satélite en su órbita.

c) Después de un tiempo de funcionamiento, el satélite pierde energía y se mueve en una nueva órbita circular, con una energía total de

- 9,526 \cdot 10^{9} J

. ¿Con qué velocidad lo hace?

Datos:

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

;

R_{T} = 6370 km

;

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

Ver la solución del ejercicio 1

Ejercicio 2: Campo gravitatorio

Considere un cuerpo sobre la superficie de la Tierra.

a) ¿Cuál es la velocidad que debe darse a dicho cuerpo para que escape de la acción de la gravedad?

Si por algún proceso interno, la Tierra redujese su radio a la mitad manteniendo su masa,

b) ¿cuál sería la nueva intensidad del campo gravitatorio en su superficie?

Considere ahora el movimiento de la Tierra en torno al Sol. Sabiendo que la distancia entre la Tierra y el Sol es de unos 150 millones de kilómetros,

c) calcule la velocidad orbital de la Tierra en torno al Sol y compruebe que ésta no se modificará debido a la reducción del radio terrestre mencionada en el apartado anterior.

Datos:

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

;

R_{T} = 6370 km

;

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

;

M_{Sol} = 1,989 \cdot 10^{30} kg

Ver la solución del ejercicio 2

Ejercicio 3: Ondas

Por una cuerda se propaga una onda armónica cuya ecuación es

y (x, t) = 0,4 sen (8 t + 12 x - \frac{π}{6})

, donde

x

y

se miden en metros y

t

en segundos. Calcule:

a) El periodo y la longitud de onda.

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

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

50 cm

Ver la solución del ejercicio 3

Ejercicio 4: Ondas

Una onda armónica transversal se desplaza en el sentido positivo del eje

X

y tiene una amplitud de

2 cm

, una longitud de onda de

4 cm

y una frecuencia de

8 Hz

. Determine:

a) La velocidad de propagación de la onda.

b) La fase inicial y la expresión matemática que representa la onda, sabiendo que para

x = 0

t = 0

la elongación es

y = - 2 cm

.

c) La distancia mínima de separación entre dos partículas del medio que oscilan desfasadas

π / 3 rad

Ver la solución del ejercicio 4

Ejercicio 5: Óptica

Considere una lente convergente. 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 mayor que la distancia focal. Indique si la imagen formada es real o virtual, y si está derecha o invertida.

Ver la solución del ejercicio 5

Ejercicio 6: Física relativista

Dos amigos tienen 30 años de edad cuando uno de ellos decide realizar un viaje espacial en una nave. De regreso a la Tierra, el reloj del que se embarcó en la nave indica que tiene 36 años mientras que el reloj del que se quedó en la Tierra indica que tiene 48 años. ¿A qué velocidad viajó la nave?

Datos:

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

Ver la solución del ejercicio 6

Ejercicio 7: Campo magnético

En una región del espacio se aplica un campo magnético de

1,5 T

. Si se lanza un protón perpendicularmente a las líneas de campo a la velocidad de

1,8 \cdot 10^{6} m/s

, calcule la fuerza magnética que actúa sobre el protón y el radio de la circunferencia que describe.

Datos:

m_{p} = 1,67 \cdot 10^{- 27} kg

;

q_{p} = 1,6 \cdot 10^{- 19} C

Ver la solución del ejercicio 7

Ejercicio 8: Campo eléctrico

Entre dos placas metálicas paralelas dispuestas horizontalmente se establece un campo eléctrico de módulo

4 \cdot 10^{3} N/C

. Halle el módulo de la fuerza electrostática que experimenta un electrón situado en dicho campo y la aceleración de su movimiento. Despréciese el campo gravitatorio.

Datos:

q_{e} = - 1,6 \cdot 10^{- 19} C

;

m_{e} = 9,11 \cdot 10^{- 31} kg

Ver la solución del ejercicio 8

Ejercicio 9: Campo eléctrico

Una carga puntual positiva de

1 \cdot 10^{- 6} C

está situada en el punto

A (0, 2)

de un sistema cartesiano de coordenadas. Otra carga puntual negativa de

- 1 \cdot 10^{- 6} C

está situada en el punto

B (0, - 2)

. Las coordenadas están expresadas en metros. Calcule:

a) El vector intensidad de campo eléctrico en el punto

C (2, 0)

.

b) El valor del potencial eléctrico en el punto

D (1, 1)

.

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

1 C

desde el infinito hasta el punto

D (1, 1)

.

Datos:

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

Ver la solución del ejercicio 9

Ejercicio 10: Campo eléctrico

En los extremos de un segmento de

6 m

de longitud fijamos dos cargas eléctricas, una de ellas de

q_{1} = 4 μ C

y la otra

q_{2} = - 64 μ C

.

a) Halle el vector intensidad de campo eléctrico en el punto medio del segmento que las separa.

b) Determine a qué distancia de la carga

q_{1}

la intensidad de campo es nula.

c) Calcule la intensidad de campo eléctrico en un punto que dista

6 m

de cada una de las cargas.

Datos:

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

Ver la solución del ejercicio 10

Ejercicio 11: Óptica

En el banco óptico del laboratorio se dispone de una lente convergente cuya distancia focal vale

20 cm

.

a) Determine la posición de la imagen de un objeto de

5 cm

de altura que se coloca a

30 cm

por delante de la lente.

b) Calcule la potencia de la lente, el aumento lateral e indique las características de la imagen (real o virtual; invertida o no invertida).

c) Dibuje el diagrama de rayos de la situación anterior, así como la del objeto cuando éste es situado en la focal de la lente.

Ver la solución del ejercicio 11

Ejercicio 12: Óptica

30 cm

de una lente se coloca un objeto de

1 cm

de alto. Si la distancia focal imagen de la lente vale

- 20 cm

:

a) ¿Qué tipo de lente es? ¿Cuál es su potencia?

b) ¿A qué distancia se formará la imagen? ¿Cuál será su tamaño y su aumento lateral?

c) Dibuje el trazado de rayos y describa las características de la imagen.

Ver la solución del ejercicio 12

Ejercicio 13: Campo magnético

A partir de la expresión del campo magnético creado por un conductor rectilíneo indefinido a una cierta distancia

d

del mismo, deduzca las unidades en las que se expresa la permeabilidad magnética

μ_{0}

en el Sistema Internacional de unidades.

Ver la solución del ejercicio 13

Ejercicio 14: Ondas

Para una onda de ecuación

y (x, t) = A sen 2 π (\frac{t}{T} - \frac{x}{λ})

la elongación

y

, de un punto en

x = 4 cm

y en el instante

t = T / 6

, es igual a la mitad de la amplitud. Calcule la longitud de onda de dicha onda.

Ver la solución del ejercicio 14

Ejercicio 15: Campo gravitatorio

Determine el valor de la intensidad del campo gravitatorio creado por la Tierra en un punto de su superficie. ¿A qué distancia del centro de la Tierra el valor de dicha intensidad se reducirá un cuarto de su valor en la superficie?

Datos:

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

;

R_{T} = 6370 km

;

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

Ver la solución del ejercicio 15

Ejercicio 16: Física cuántica

Un electrón posee una energía cinética de

25 eV

. Calcule la longitud de onda de De Broglie asociada a una partícula de masa

m = 0,005 g

con la misma velocidad que dicho electrón.

Datos:

m_{e} = 9,11 \cdot 10^{- 31} kg

;

h = 6,63 \cdot 10^{- 34} J s

;

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

Ver la solución del ejercicio 16