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SELECTIVIDAD Septiembre 2012

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    a) Explica el significado de "fuerza conservativa" y "energía potencial" y la relación entre ambos.

    b) Si sobre una partícula actúan tres fuerzas conservativas de distinta naturaleza y una no conservativa, ¿cuántos términos de energía potencial hay en la ecuación de la energía mecánica de esa partícula? ¿Cómo aparece en dicha ecuación la contribución de la fuerza no conservativa?

    Solución
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    a) Escribe la ecuación de un movimiento armónico simple y explica cómo varían con el tiempo la velocidad y la aceleración de la partícula.

    b) Comenta la siguiente afirmación: "si la aceleración de una partícula es proporcional a su desplazamiento respecto de un punto y de sentido opuesto, su movimiento es armónico simple".

    Solución
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    Dos conductores rectilíneos, largos y paralelos están separados 5 m. Por ellos circulan corrientes de 5 A y 2 A en sentidos contrarios.

    a) Dibuja en un esquema las fuerzas que se ejercen los dos conductores y calcula su valor por unidad de longitud.

    b) Calcula la fuerza que ejercería el primero de los conductores sobre una carga de 10^{-6}\ C que se moviera paralelamente al conductor, a una distancia de 0,5 m de él, y con una velocidad de 100 m\cdot s^{-1} en el sentido de la corriente.

    Dato: \mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\ N\cdot A^{-2}

    Solución
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    En la explosión de una bomba de hidrógeno se produce la reacción:

    ^{2}_{1}H\ +\ ^{3}_{1}H\ \to\ ^{4}_{2}He\ +\ ^{0}_{1}n

    a) Define defecto de masa y calcula la energía de enlace por nucleón del ^{4}_{2}He.

    b) Determina la energía liberada en la formación de un átomo de helio.

    Datos: c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1} ; 1 u = 1,67\cdot 10^{-27}\ kg ; m(^{2}_{1}H) = 2,01474\ u ; m(^{3}_{1}H) = 3,01700\ u ; m(^{4}_{2}He) = 4,002603\ u ; m(^{1}_{0}n) = 1,008665\ u ; m(^{1}_{1}p) = 1,007825\ u

    Solución
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    a) Modelos corpuscular y ondulatorio de la luz; caracterización y evidencia experimental.

    b) Ordena de mayor a menor frecuencia las siguientes regiones del espectro electromagnético: infrarrojos, rayos X, ultravioleta y luz visible y razona si pueden tener la misma longitud de onda dos colores del espectro visible: rojo y azul, por ejemplo.

    Solución
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    a) Enuncia la ley de Coulomb y comenta su expresión.

    b) Dos cargas puntuales q y –q se encuentran sobre el eje X, en x = a y en x = -a, respectivamente. Escribe las expresiones del campo electrostático y del potencial electrostático en el origen de coordenadas.

    Solución
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    Se lanza un cohete de 600 kg desde el nivel del mar hasta una altura de 1200 km sobre la superficie de la Tierra. Calcula:

    a) Cuánto ha aumentado la energía potencial del cohete.

    b) Qué energía adicional habría que suministrar al cohete para que escapara a la acción del campo gravitatorio terrestre desde esa altura.

    Datos: G = 6,67\cdot 10^{-11}\ N\cdot m^2\cdot kg^{-2} ; M_T = 6\cdot 10^{24}\ kg ; R_T = 6370\ km

    Solución
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    En una cuerda tensa de 16 m de longitud con sus extremos fijos, se ha generado una onda de ecuación:

    y(x,t) = 0,02\cdot sen (\pi x)\cdot cos (8\pi t)\ \ (SI)

    a) Explica de qué tipo de onda se trata y cómo podría producirse. Calcula su longitud de onda y su frecuencia.

    b) Calcula la velocidad en función del tiempo de los puntos de la cuerda que se encuentran 4 m y 4,5 m, respectivamente, de uno de los extremos y comenta los resultados.

    Solución

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