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Examen de Física de La Rioja 2021 (convocatoria extraordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de La Rioja, convocatoria extraordinaria de 2021. Aquí hay 12 ejercicios publicados, 12 con la solución desarrollada. El enunciado completo es el del PDF oficial.

Descargar el PDF oficial del examen

Ejercicio 1: Campo gravitatorio

La aceleración de la gravedad en la superficie de Urano tiene un valor de 8,9 m/s2. Calcule:

a) El radio medio de Urano.

b) El peso en Urano de un objeto cuyo peso en la superficie de la Tierra es 1100 N.

c) La velocidad de escape de la superficie de Urano. Razone la respuesta.

Datos: radio de la Tierra RT=6,4⋅103 km; masa de la Tierra MT=6⋅1024 kg; masa de Urano MU=8,7⋅1025 kg; constante de la gravitación universal G=6,7⋅10−11 N m2 kg−2

Ver la solución del ejercicio 1

Ejercicio 2: Campo gravitatorio

Dos masas puntuales mA=8 kg y mB=15 kg se encuentran a una distancia fija D=50 cm. Una tercera partícula de masa m=5 kg se abandona inicialmente en reposo en un punto del segmento que conecta mA y mB a una distancia d=20 cm de mA. Suponiendo que estas tres masas están completamente aisladas del resto del universo, calcule:

Figura del ejercicio

a) La aceleración que adquiere la partícula de masa m=5 kg en ese punto (módulo, dirección y sentido). Razone la respuesta.

b) La energía potencial gravitatoria de la masa m=5 kg en ese punto.

Dato: constante de la gravitación universal G=6,7⋅10−11 N m2 kg−2

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Ejercicio 3: Campo eléctrico

Dos cargas puntuales q1=3 nC y q2=5 nC distan entre sí 10 cm. Calcule:

a) El punto a lo largo de la línea de unión entre las cargas donde la intensidad del campo eléctrico creado por dichas cargas se anula. Razone la respuesta.

b) El valor del potencial eléctrico en ese punto.

Dato: constante de Coulomb k=9⋅109 N m2 C−2

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Ejercicio 4: Campo eléctrico

Dos cargas puntuales q1=40 μC y q2=−40 μC están situadas en los puntos A=(2,0) m y B=(0,4) m, respectivamente. Calcule el trabajo que se realiza cuando se traslada otra carga puntual q3=20 μC desde el origen de coordenadas al punto C=(2,4) m.

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Ejercicio 5: Campo magnético

Un electrón (carga q=−1,6⋅10−19 C) penetra en una región del espacio en la que existe un campo eléctrico uniforme, paralelo al eje OX cuya intensidad es E⃗=1000 ı⃗ V/m. La velocidad del electrón es paralela al eje OY y de valor v⃗=1000 ȷ⃗ m/s.

a) Calcule la fuerza eléctrica sobre el electrón. Exprésela vectorialmente o indique su módulo, dirección y sentido.

b) La fuerza eléctrica sobre el electrón puede anularse mediante la fuerza producida por un campo magnético B⃗ uniforme en esa región del espacio. Determine la expresión vectorial de este campo B⃗, o bien indique su módulo, dirección y sentido. Razone la respuesta.

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Ejercicio 6: Campo magnético

La figura representa dos conductores infinitamente largos perpendiculares entre sí y que están recorridos por intensidades de corriente eléctrica iguales I1=I2=4 A en los sentidos que se indica. Calcule la expresión vectorial del campo magnético B⃗ que crean en el punto C=(5,4) m, o bien indique su módulo, dirección y sentido. Razone la respuesta.

Figura del ejercicio

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Ejercicio 7: Óptica

Un rayo de luz monocromática de frecuencia f=5⋅1014 Hz, al incidir con un ángulo de 60∘ en el punto A situado en la interfase entre el aire (índice de refracción n1=1) y una lámina de vidrio (índice de refracción n2=1,52), se refracta. El rayo refractado alcanza al punto B, situado en la interfase entre el vidrio y el aceite (índice de refracción n3=1,45) y sufre una nueva refracción. Calcule:

Figura del ejercicio

a) El valor de los ángulos θ2 y θ3 que forman los rayos refractados con la normal.

b) La velocidad y la longitud de onda del rayo en el vidrio.

Dato: velocidad de la luz en el vacío c=3⋅108 m/s

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Ejercicio 8: Ondas

Un foco genera ondas armónicas de 2 mm de amplitud con una frecuencia de 250 Hz, que se propagan en el sentido positivo del eje x con una velocidad de 250 m/s. Determine la ecuación de dichas ondas sabiendo que en el instante inicial t=0 s, la elongación de un punto situado a x=3 m del foco es y=−2 mm.

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Ejercicio 9: Óptica

En una pantalla situada 3 m a la derecha de una lente delgada convergente se forma la imagen de un objeto vertical situado 60 cm a la izquierda de la lente.

a) Calcule la potencia de la lente.

b) Calcule la altura de la imagen si la altura del objeto es de 5 mm.

c) Realice el esquema de rayos que muestra la formación de la imagen.

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Ejercicio 10: Óptica

Un objeto de 7 cm de altura se coloca 10 cm a la izquierda de una lente delgada divergente de −4 dioptrías.

a) Determine la posición, orientación, tamaño y naturaleza de la imagen.

b) Dibuje el diagrama de rayos que muestra la formación de la imagen.

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Ejercicio 11: Física cuántica

Un haz de luz de 400 nm incide sobre un fotocátodo de cesio, cuyo trabajo de extracción es We=2,9⋅10−19 J. Calcule:

a) La energía máxima de los fotoelectrones emitidos.

b) La frecuencia umbral para que se emitan fotoelectrones.

c) Razone cómo cambiarían los resultados anteriores si la radiación es ahora de 800 nm.

Datos: constante de Planck h=6,6⋅10−34 J s; velocidad de la luz en el vacío c=3⋅108 m/s

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Ejercicio 12: Física relativista

Los astronautas de una nave que se aleja de la Tierra a una velocidad v=0,6c interrumpen las comunicaciones con la Tierra porque se van a dormir una siesta de una hora.

a) Calcule la duración de la siesta medida desde la Tierra.

b) En el manual de instrucciones de la nave figura que su longitud es de 5 m. Determine cuál sería la longitud de la nave medida desde la Tierra.

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