CUESTIONES DE FÍSICA – 2º de BACHILLER (210)

CUESTIONES DE FÍSICA – 2º de BACHILLER (210)
DINÁMICA (50)
1.
Un alumno duda si la ecuación que rige el movimiento de un péndulo simple es T=2π√ (L/g)
o bien T=2π√ (g/L). ¿cómo podría saber de cuál se trata?. Razone la respuesta.
2.
Comente la siguiente frase: "Si sobre un cuerpo no actúan fuerzas exteriores, éste debe
permanecer en reposo".
3.
Enuncie y comente brevemente el principio de acción y reacción. ¿Dónde se encuentra
aplicada, qué módulo, dirección y sentido tiene la reacción al peso de una persona?.
4.
Según el principio de acción y reacción a toda fuerza se le opone otra de igual módulo,
dirección y sentido, si esto es así, ¿cómo es que existen los movimiento acelerados?.
5.
Suponga que se encuentra en el centro de una pista de hielo y que no hay rozamiento. ¿Podría
salir andando de allí? En caso negativo,¿qué podría hacer para salir?
6.
Si según la ley de Newton dos cuerpos se atraen el uno al otro con fuerzas del mismo módulo,
¿cómo es que cuando una persona cae desde una ventana la tierra no asciende hacia ella?
7.
Coméntese la frase: "Si un cuerpo no está acelerado no debe haber ninguna fuerza actuando
sobre él".
8.
Para cierta finalidad específica, puede interesar el uso de la unidad "Newton.Kilómetro".
Defínela y establece su equivalencia con la correspondiente unidad del S.I.
9.
Un chico va en bicicleta; al tropezar con un obstáculo, salta por el aire. Explicar
dinámicamente este movimiento.
10.
Dibuja un esquema con todas las fuerzas de acción y reacción existentes en el sistema
formado por un coche moviéndose y la carretera.
11.
Sobre una mesa situada en un vagón de un tren en movimiento se encuentra un bloque en
reposo. Entre la mesa y el bloque no hay rozamiento. En un instante determinado, el bloque
comienza a moverse hacia la parte trasera del vagón. Explica cómo analizan este hecho un
observador situado en el vagón y otro observador situado en la vía.
12.
Un tractor va remolcando un coche por una carretera a velocidad constante. Comenta la siguiente frase: " El sistema formado por el tractor y el coche se mueve porque la fuerza
ejercida por el tractor sobre el coche es mayor que la ejercida por el coche sobre el tractor".
13.
Comenta la siguiente frase: "Cuando un imán atrae a un clavo de hierro, la fuerza que hace el
imán sobre el hierro es mayor que la fuerza que hace el clavo de hierro sobre el imán".
14.
Comparar las fuerzas propulsoras de un barco, un cohete y un tren. ¿cuales son sus analogías
y sus diferencias?
15.
Una escalera de un solo tramo está apoyada sobre el suelo y contra la pared. Hacer un
diagrama de todas las fuerzas que actúan sobre ella, indicando su naturaleza. Para evitar que
se caiga resbalando sobre el suelo, se le ponen en las patas unas conteras de goma; cual de las
fuerzas anteriores se modifica?
16.
Suspendemos un cuerpo de masa m mediante una cuerda A de un gancho Otra cuerda B está
amarrada en la parte inferior del cuerpo. Si se tira de la cuerda cada vez más se rompe la
cuerda por A; pero si se da un tiran fuerte, se rompe por B. ¿Por qué?
17.
Un barco de vela no puede ser impulsado por el aire soplado por un ventilador instalado en el
propio barco (cierto / falso). ¿Porqué?
18.
¿Dónde se encuentra aplicada la fuerza de reacción a la fuerza centrípeta en el movimiento de
la honda de un pastor?.
19.
¿Cómo afecta la rotación de la Tierra al peso de los cuerpos en el Ecuador?
20.
Si se coloca una moneda en la platina portadiscos de un tocadiscos y se pone el motor en
marcha, la moneda sale despedida. ¿Porqué?
21.
En general suele asignársele, en los rozamientos mecánicos, un papel peyorativo a las fuerzas
de rozamiento, como si no sirviesen para nada más que disipar energía, ¿es esto cierto?.
22.
Un cilindro cae por un plano inclinado sin rozamiento. ¿Podría caer rodando?. Explique
brevemente su respuesta.
23.
Un alumno afirma que el coeficiente de rozamiento entre un cuerpo y la superficie de un
plano inclinado depende de la inclinación del plano, ya que μ = tg ϕ. Discútalo.
24.
Suele decirse que las fuerzas de rozamiento dependen de la componente normal del peso, ¿es
esto correcto? Razone la respuesta.
25.
¿Se puede considerar constante la fuerza de rozamiento entre dos superficies en contacto?.
Razone la respuesta.
26.
En general se considera que las fuerzas de rozamiento siempre se oponen al movimiento de
los cuerpos, frenándolos. ¿Es esto cierto? Razona tu opinión y ayúdate de ejemplos.
27.
Un automóvil se mueve en una carretera horizontal con velocidad constante v. Se aplica el
freno quedando las ruedas bloqueadas, con lo que el coche se desliza hasta detenerse. Si el
coeficiente de rozamiento entre las ruedas y el asfalto es μ, demuestra que la distancia
recorrida hasta que se detiene es: s = v2 / 2μg. ¿Cual es la máxima aceleración con la que
puede arrancar, si es μ = 0,3?
28.
El carricoche A de la figura se mueve hacia la derecha con
aceleración constante a. En la parte delantera hay un cuerpo
de masa B colocado en una superficie vertical. a} ¿Qué
condición has que imponer para que B no caiga y se
mantenga a la misma altura del suelo? Lógicamente la
interacción entre A y B sólo es posible si hay rozamiento. b)
Si el sistema lleva velocidad constante en vez de aceleración
constante, ¿será posible conseguir esto de la misma
manera?. c) ¿Cómo describe el primer caso un observador inercial colocado al borde de la
pista y en reposo? ¿Y un observador colocado sobre el carricoche?
29.
Dos planos inclinados que forman un ángulo α con la horizontal tienen sus vértices en
contacto como ilustra la figura. Una partícula de masa m = 0,5 kg desliza sin rozamiento al
soltarla, desde una altura h, sobre uno de los planos inclinados.
a)
Haga un análisis del movimiento de la partícula.
b)
Encuentre el periodo de oscilación en función de la altura h y del ángulo α.
c)
¿Cómo se modificaría el movimiento de la partícula si el segundo plano tuviera un
ángulo de inclinación β = α/2?.
30.
Una partícula se mueve bajo la acción de una sola fuerza conservativa. El módulo de su
velocidad decrece inicialmente, pasa por cero momentáneamente y más tarde crece.
a)
Ponga un ejemplo real en el que se observe este comportamiento.
b)
Describa la variación de la energía potencial y la de la energía mecánica de la partícula
durante ese movimiento.
31.
a)
b)
Defina los términos “fuerza conservativa” y “energía potencial” y explique la relación
entre ambos.
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? Razone las respuestas.
32.
Comente las siguientes afirmaciones, razonando sin son verdaderas o falsas:
a)
existe una función energía potencial asociada a cualquier fuerza
b)
el trabajo de una fuerza conservativa sobre una partícula que se desplaza entre dos
puntos es menor si el desplazamiento se realiza a lo largo de la recta que los une.
33.
Una fuerza conservativa actúa sobre una partícula y la desplaza, desde un punto x1 hasta otro
punto x2 realizando un trabajo de 50 J.
a)
Determine la variación de energía potencial de la partícula en ese desplazamiento. Si la
energía potencial de la panícula es cero en x1 ¿cuánto valdrá en x2?.
b)
Si la partícula, de 5 g, se mueve bajo la influencia exclusiva de esa fuerza, partiendo del
reposo en x1 ¿cuál será la velocidad en x2?, ¿cuál será la variación de su energía
mecánica?
34.
Un acróbata de 60 kg se encuentra saltando, en dirección vertical, sobre una cama elástica.
Sube hasta una altura máxima de 3 m (punto A) y desciende hasta una profundidad máxima
de 1 m (punto C), ambas medidas respecto al nivel de la cama en reposo (punto B).
a)
Haga un esquema de las fuerzas que actúan sobre el acróbata en el punto C e identifique
las variables físicas de las que depende el fenómeno (por ej., la masa del acróbata).
b)
Explique los tipos de energía que intervienen y calcule sus variaciones en los
desplazamientos AB y BC de un descenso completo.
c)
¿Cómo se modificarían las respuestas del apartado b) si se tensara la cama, o si el
acróbata tuviera una masa de 40 kg?
35.
a)
b)
36.
Indique qué entiende por campo de fuerzas conservativo, ponga algún ejemplo de ellos y
aclare por que cree que lo es.
37.
Campos de fuerzas conservativas y disipativas. Ponga ejemplos.
38.
¿Cómo se realiza más trabajo, subiendo un caldero de agua por una escalera o haciéndolo con
una polea?, ¿Por qué se utilizan tanto las poleas?.
39.
Teorema de conservación de la energía mecánica. Ponga un ejemplo de aplicación del mismo.
40.
Teorema de conservación del momento lineal para un sistema de puntos. Aplíquelo a un caso
sencillo.
41.
Fuerzas conservativas y disipativas. Energía potencial.
42.
¿Cómo se realiza más trabajo, subiendo un caldero de agua por una escalera o haciéndolo con
Unidades de trabajo y energía.
Para cierta finalidad específica resulta útil el uso de la unid ''Newton.kilómetro".
Defínala y establezca su equivalencia con la correspondiente unidad del S.I.
una polea? ¿Por qué se utilizan tanto las poleas?
43.
Un cuerpo de masa M se eleva desde el suelo hasta una altura h, utilizando una rampa o bien
directamente. Si no hay rozamiento ¿qué trabajo se realiza en cada caso? ¿para qué ha servido
la rampa?
44.
Todo cuerpo que posee cantidad de movimiento, ¿tiene energía?; todo cuerpo que posee
energía, ¿tiene cantidad de movimiento? Razonar las respuestas.
45.
Un cuerpo A de masa m1 tiene igual energía cinética de traslación que otro cuerpo B de masa
m2 = 10 m1. ¿Cuál tiene más cantidad de movimiento?
46.
¿Qué ocurre cuando se verifica un choque perfectamente inelástico entre dos masas iguales,
estando una de ellas en reposo? ¿Qué parte de energía pasa de una a otra?
47.
Una masa descansa sobre una mesa a 0,70 m del suelo. Razonar dónde debemos elegir el
punto de referencia para que la energía potencial gravitatoria de esa masa sea: a) positiva; b)
negativa; c) nula
48.
Un hombre de 70 kg conduce un vehículo a 72 km/h. ¿Cuál es la energía cinética que posee
respecto a su hijo sentado detrás, en el mismo vehículo? ¿Tendrá esta misma energía respecto
a una persona sentada en el borde de la carretera?
49.
La fuerza que usamos para subir un peso a una altura h, ¿es conservativa?
50.
Comentar la siguiente frase: “El valor del campo de fuerzas en los puntos en los que el
potencial es constante es nulo”
INTERACCIÓN GRAVITATORIA (20)
1.
Razone las respuestas a las siguientes preguntas:
a)
si el cero de energía potencial gravitatoria de una partícula de masa m se sitúa en la
superficie de la Tierra, ¿,cuál es el valor de la energía potencial de la partícula cuando
ésta se encuentra a una distancia infinita de la Tierra?:
b)
¿puede ser negativo el trabajo realizado por una fuerza gravitatoria?, ¿puede ser
negativa la energía potencial gravitatoria?
2.
Analice las siguientes proposiciones. razonando si son verdaderas o falsas:
a)
el trabajo realizado por una fuerza sobre un cuerpo es igual a la variación de su energía
cinética.
b)
la energía cinética necesaria para escapar de la Tierra depende de la elección del origen
de energía potencial.
3.
Dos satélites idénticos A y B se encuentran en órbitas circulares de diferente radio (RA > RB)
alrededor de la Tierra. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a)
¿cuál de los dos tiene mayor energía cinética?
b)
si los dos satélites estuvieran en la misma órbita (RA = RB) y tuviesen distinta masa (mA
< mB). ¿Cuál de los dos se movería con mayor velocidad? ¿Cuál de ellos tendría más
energía cinética?
4.
Como habrá visto alguna vez en TV, los astronautas se encuentran en estado de ingravidez
cuando salen de la cápsula espacial.
a)
¿Por qué no caen hacia la Tierra?
b)
¿Es debido a que al no haber aire en el espacio exterior no actúa sobre ellos la
gravedad? Explique sus respuestas.
5.
Defina matemáticamente la intensidad del campo gravitatorio creado por una masa M e
indique en qué unidades se medirá en el S.I.
6.
Como es sabido, la Tierra describe un movimiento elíptico alrededor del Sol que ocupa uno de
sus focos. Ahora bien, ¿es su velocidad de traslación constante?, ¿cuándo será mayor y
cuándo menor?.
7.
Comentar la frase: "Un cuerpo de masa 2m necesita una velocidad de escape de la Tierra
doble que la que necesita un cuerpo de masa m".
8.
Describir cualitativamente cómo varían la masa de un astronauta y la fuerza gravitatoria que
actúa sobre él, durante un viaje desde la Tierra a la Luna.
9.
¿Es cierto que los astronautas de una nave espacial en órbita se encuentran en situación de
ingravidez?
10.
¿Puede ser la energía cinética de un cuerpo negativa?, ¿y la potencial?, ¿por qué?.
11.
Comenta la frase "La fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre la Luna no
realiza trabajo sobre ella porque es igual a la fuerza centrífuga".
12.
Comenta la siguiente frase: "La Luna no cae sobre la Tierra a pesar de que es atraída por ésta
porque la fuerza centrífuga compensa la fuerza de atracción gravitatoria".
13.
En un satélite artificial que se mueve en órbita alrededor de La Tierra, se va aflojando un
tornillo hasta que finalmente se suelta. Describir el movimiento que realiza una vez
desprendido. (Despreciar el aire a esa altura).
14.
Un satélite artificial gira en torno a la Tierra, en una órbita circular de radio R con
movimiento uniforme.
a)
Dibuja para un punto de la trayectoria, los vectores velocidad, aceleración y fuerza
sobre el satélite.
b)
Dibuja los vectores momento de la fuerza y momento angular del satélite para un punto
de la trayectoria y escribe sus expresiones en función de m, v y R.
15.
Un objeto procedente de un punto de la Galaxia muy alejado de nuestro sistema solar, y con
una velocidad que podemos despreciar, se acerca al Sol. Explica cómo varían las energías
cinética, potencial y total en función de la distancia al sol. Utiliza un gráfico para ello.
16.
Considerar la recta que une la Tierra con la Luna.
a)
¿puede haber algún punto en que la intensidad de campo gravitatorio sea cero?; ¿puede
existir algún otro punto en que el potencial gravitatorio sea cero? Razónalo.
b)
En caso afirmativo, calcula el, o las posiciones de dichos puntos expresadas en función
de la distancia Tierra-Luna y de las masas de ambas.
17.
¿En qué punto de su trayectoria tendrá velocidad máxima un satélite artificial? Suponemos
que describe una elipse.
18.
¿Cómo varia el peso de un cuerpo en el camino Tierra-Luna? ¿ Varia su masa?
19.
Demostrar que la energía cinética necesaria para que escape un satélite del campo gravitatorio
terrestre es: m.Vg, siendo m la masa del satélite y Vg el potencial gravitatorio en la superficie
terrestre.
20.
Demostrar que el potencial gravitatorio en el exterior de la Tierra vale: Vg = −G.M/r , siendo
M la masa de la Tierra; y en la superficie: Vg = −g.R (R = radio terrestre).
INTERACCIÓN ELECTROSTÁTICA (34)
21.
Analogías entre los campos eléctrico y gravitatorio.
22.
Una partícula, con carga q, penetra en una región en la que existe un campo.
a)
Explique cómo podríamos determinar, al observar la trayectoria de la partícula, si se
trata de un campo eléctrico o de un campo magnético. ¿Hay algún caso en que no seria
posible determinar el tipo de campo?
b)
Haga un análisis energético del movimiento de la partícula para un campo eléctrico y
para un campo magnético, ambos perpendiculares a la velocidad con que la partícula
penetra en el campo.
23.
a)
b)
¿Cuál es la condición para que una partícula cargada, que se mueve en línea recta siga
en su trayectoria rectilínea cuando se somete simultáneamente a un campo eléctrico y a
otro magnético, perpendiculares entre si y perpendiculares a la velocidad de la carga?.
Dibuje las trayectorias de la partícula cargada del apartado a) si sólo existiera el campo
eléctrico o el campo magnético y explique. en cada caso. si varia la velocidad.
24.
Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a)
la fuerza electromotriz inducida en una espira es proporcional al flujo magnético que la
atraviesa;
b)
un transformador eléctrico no puede utilizarse con corriente continua.
25.
Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a)
¿puede ser nulo el campo eléctrico producido por dos cargas puntuales en un punto del
segmento que las une?
b)
¿se puede determinar el campo eléctrico en un punto si conocemos el valor del potencial
electroestático en ese punto?
26.
a)
b)
Razone si la energía potencial electrostática de una carga q aumenta o disminuye. al
pasar del punto A al B, siendo el potencial en A mayor que en B.
El punto A está más alejado que el B de la carga Q que crea el campo. Razone si la
carga Q es positiva o negativa.
27.
Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a)
¿qué diferencias puede señalar entre la interacción electrostática entre dos cargas
puntuales y la interacción gravitatoria entre dos masas puntuales?:
b)
¿existe fuerza electromotriz inducida en una espira colocada frente a un imán?.
28.
Explique el funcionamiento de un transformador ideal. ¿Puede utilizarse un transformador
con corriente continua?
29.
Comente cada una de las siguientes frases, indicando si son correctas o incorrectas:
a)
La intensidad del campo gravitatorio coincide con una aceleración, pero la intensidad
del campo electrostático no.
b)
La fuerza electrostática sobre un electrón es tangente en cada punto a su trayectoria.
30.
¿Es una constante Universal la constante de la ley de Coulomb?. ¿Por qué?.
31.
En una zona interior a una distribución de carga dada, el campo eléctrico resulta ser nulo,
Significa esto que el potencial también debe serlo?, ¿por qué?.
32.
Realice un esquema gráfico del campo creado por una carga puntual positiva y negativa y
compárelas con el creado con una masa también puntual.
33.
Analice las similitudes y diferencias entre la ley de la gravitación y la de Coulomb.
34.
Comente cómo se puede obtener una corriente alterna.
35.
Concepto de campo y flujo magnéticos.
36.
Enuncie y comente brevemente la ley de Lenz.
37.
Enuncie y comente la ley de Faraday de la inducción.
38.
¿Puede existir una fem inducida en un instante en el que el flujo magnético que atraviesa un
circuito es nulo?¿Por qué?
39.
Cuando una carga eléctrica penetra en un campo magnético ¿se ve siempre sometida a una
fuerza? ¿Por qué?
40.
Enuncie y comente la ley de Ampère.
41.
En un conductor metálico rectilíneo, en el punto A hay un potencial eléctrico de 5 voltios y en
el punto B, situado a 15 cm, el potencial vale 15 voltios.
a)
Comenta la siguiente frase: El campo eléctrico en ese conductor es nulo porque el
campo eléctrico en un conductor es siempre nulo.
b)
¿Se moverán los electrones de ese conductor o permanecerán en reposo?
42.
a)
b)
¿Qué valor tendrá el campo eléctrico en un punto P del interior de una esfera metálica
cargada eléctricamente con una carga Q? Dónde está situada esa carga? Argumenta tu
respuesta haciendo uso del teorema de Gauss.
¿Qué punto está a mayor potencial, el P (en la superficie) o el P' (a 2R del centro? ¿El
trabajo que se realizará para llevar un electrón desde el punto P hasta el P', será positivo,
negativo o nulo? Argumenta en cada caso tu respuesta.
43.
a)
b)
¿Es una constante universal la constante de la ley de Coulomb? ¿Por qué?.
En un experimento de laboratorio, se ha conseguido mantener suspendida en reposo una
gota de aceite cargada eléctricamente en cierta región donde existe un campo eléctrico,
tal como indica la figura 1. ¿Qué le sucederá a la gota de aceite si ahora se introduce
una lámina de corcho, tal como indica la figura 2?
44.
En el campo eléctrico uniforme de la figura,
a)
Dibuja la intensidad de campo en A y
en B. En cuál de dichos puntos es
mayor su módulo?. El potencial en A
es mayor, menor o igual que el
potencial en B?.
b)
Se coloca en A una partícula cargada negativamente. Dibuja la fuerza sobre la partícula
y di qué tipo de movimiento adquiere al dejarla libre.
45.
Un pequeño péndulo de longitud L, masa m y carga q se sitúa en un campo electrostático
uniforme, de intensidad E de dirección horizontal. En esas condiciones, el péndulo se desvía
de la vertical un ángulo ϕ.
a)
Dibuja las fuerzas que se ejercen sobre la esferita del péndulo.
b)
Establece una relación entre el ángulo ϕ (o alguna de sus razones trigonométricas) y
otras magnitudes conocidas (L, m, q, etc.)
46.
Fuerza electromotriz inducida: explicación física del fenómeno, condiciones en las que se
produce, cuantificación del fenómeno (ley de Faraday) y signo de la f.e.m inducida (ley de
Lenz).
47.
Se dispone de una fuente de partículas alfa y de protones a velocidad despreciable.
a)
a)
Sugerir un procedimiento para obtener, a partir de dicha fuente, un haz de estas
partículas con la misma energía cinética.
Si este haz se introduce en un campo magnético uniforme perpendicularmente, calcular
la relación entre los radios de las órbitas que describen.
48.
En el campo magnético representado en la figura se lanza una
partícula cargada positivamente con velocidad v. Dibuja la
trayectoria que sigue la partícula y deduce la ecuación de la
trayectoria.
49.
a)
b)
Coeficiente de autoinducción. Interpretación en términos de
inercia de la corriente.
¿Por qué al manipular el interruptor de un motor potente, se suelen producir fuertes
chispas?
50.
Una partícula de carga +q que se mueve en sentido positivo del eje x penetra en un campo
magnético de intensidad B y sentido positivo del eje y.
a)
Escribe la expresión para el módulo de la fuerza que actúa sobre la partícula, dibuja la
dirección y sentido de dicha fuerza y la forma de la trayectoria de la partícula.
b)
La energía cinética de la partícula aumenta, disminuye o permanece constante al
penetrar en el campo?
51.
Las líneas de fuerza de un campo eléctrico o gravitatorio, ¿se pueden cortar en un punto? ¿Se
pueden cortar dos superficies equipotenciales? Razonar las respuestas.
52.
¿Puede existir potencial eléctrico en un punto cuyo capo electrice E es nulo?; ¿puede ser nulo
el potencial en un punto, cayo campo no es nulo? Razonar la respuesta
53.
¿Qué se entiende por gradiente del potencial? ¿Tiene alguna relación con g y con E? ¿Es una
magnitud escalar? Razonar las respuestas.
54.
Un dipolo eléctrico tiene una carga +q en el eje OX en el punto (a, 0) y la carga (−q) en el
punto (−a, 0). Hallar la dirección del campo resultante en un punto situado en el semieje OY,
y una expresión de su valor.
ENERGÍA NUCLEAR (26)
55.
a)
b)
56.
a)
b)
57.
a)
b)
58.
La masa de un núcleo atómico no coincide con la suma de las masas de las partículas
que los constituye. ¿Es mayor o menor? ¿Cómo justifica esa diferencia?
¿Qué se entiende por estabilidad nuclear? Explique. cualitativamente, la dependencia de
la estabilidad nuclear con el número másico?
¿Por qué los protones permanecen unidos en el núcleo, a pesar de que sus cargas tienen
el mismo signo?
Compare las características de la interacción responsable de la estabilidad nuclear con
las de otras interacciones, refiriéndose a su origen, intensidad relativa, alcance, etc.
Describa el origen y las características de los procesos de emisión radiactiva alfa, beta y
gamma.
Indique el significado de las siguientes magnitudes: periodo de semidesintegración.
constante radiactiva y vida media.
Comente cada una de las frases siguientes, indicando si son correctas o incorrectas:
a)
En 1900 Rutherford descubrió que el ritmo con el que una sustancia emitía partículas
radiactivas no era constante sino que disminuía exponencialmente con el tiempo.
b)
Cuando un núclido emite una partícula alfa, su número atómico decrece en cuatro
unidades y su número másico lo hace en dos.
59.
¿A qué se denomina periodo de semidesintegración de una sustancia radiactiva? ¿Qué
relación guarda con la constante de desintegnación7 ¿Y con la vida media?
60.
Comente cada una de las frases siguientes, indicando si son correctas o incorrectas.
a)
La masa del núcleo de un átomo es igual a la suma de las masas de los protones y
neutrones que lo forman.
b)
Existe equivalencia entra la masa de un núcleo atómico y su energía de enlace.
61.
¿Cómo varían las características del núclido emisor en un proceso de desintegración beta?
¿qué entiende por actividad?
62.
Enuncie y comente brevemente los diferentes tipos de interacciones que conozca.
63.
Explique lo que entiende por "Interacción fuerte".
64.
Enuncia y comenta brevemente los diferentes tipos de interacciones que conozcas.
65.
Explique brevemente lo que entiende por "Interacción Fuerte".
66.
Descripción fenomenológica de las interacciones fuerte y débil.
67.
Estabilidad nuclear: Masa y energía. Ecuación de Einstein.
68.
Fisión y Fusión nucleares, ventajas e inconvenientes de ambas.
69.
Período de semidesintegración y vida media de una muestra radiactiva. ¿Están relacionados
ambos con la constante de desintegración radiactiva?.
70.
En una muestra radiactiva existen 20 átomos, ¿podemos asegurar que al transcurrir dos
períodos de semidesintegración tendremos 5 átomos?. Razone la respuesta.
71.
Energía y estabilidad nucleares: masa y energía.
72.
Concepto de constante de desintegración radiactiva: actividad de una muestra.
73.
Defina lo que entiende por constante de desintegración radiactiva y a partir de ella obtenga la
evolución temporal de la masa de una muestra radiactiva.
74.
Radiactividad: su medida. Vida media y período de semidesintegración.
75.
Concepto de actividad en una muestra radiactiva. ¿De qué factores depende?
76.
¿Se puede afirmar que una muestra radiactiva de 40 átomos se reducirá a 10 cuando hayan
transcurrido 2 períodos de semidesintegración? ¿Por qué?.
77.
a)
b)
Si una especie radiactiva tiene una constante de desintegración de 0,5, calcular la
probabilidad de que se desintegre en el tercer segundo, a partir de un instante dado.
¿Es la probabilidad de que un núcleo se desintegre en 10 segundos, 10 veces mayor que
la probabilidad de que se desintegre en 1 segundo? Razonarlo.
78.
a)
b)
Equivalencia masa energía.
¿Cuántas calorías se obtendrían si pudiera aniquilarse completamente 3 g de una
sustancia cualquiera?
79.
Cuando hará aumento de masa en un cambio nuclear ¿de donde proviene ese aumento de
masa?
80.
La masa de un núcleo es menor que la suma de las masas de sus neutrones y protones. ¿En
qué se ha gustado la masa perdida?
ONDAS (31)
81.
Haga un esquema de las fuerzas que actúan en un péndulo simple en función de la masa del
mismo y del ángulo de desviación indicando los efectos que producen cada una.
82.
Dada la energía potencial elástica almacenada en un resorte de constante K, según E = ½Kx2,
encuentre la componente de la fuerza que actúa en esa dirección e indique la posición de
equilibrio.
83.
a)
b)
Haga un análisis cualitativo de las ondas estacionarias indicando cómo se producen, qué
las caracteriza y qué las diferencia de las ondas viajeras.
En una cuerda se forma una onda estacionaria. Explique por qué no se transmite energía
a lo largo de la cuerda.
84.
Considere la siguiente ecuación de una onda: y(x,t) = A sen (b t – c x);
a)
¿qué representan los coeficientes A, b, c?, ¿cuáles son sus unidades?:
b)
¿qué interpretación tendría que la función fuera "coseno" en lugar de seno"? ¿y que el
signo dentro del paréntesis fuera + en lugar de -?
85.
Dos ondas transversales se propagan a lo largo de sendas cuerdas. Dibuje, para un instante
determinado, la posición de los puntos de cada cuenda si:
a)
la onda que se propaga por una cuerda tiene igual amplitud y doble longitud de onda
que la que se propaga por la otra
b)
la onda que se propaga por una cuerda tiene igual longitud de onda y doble amplitud
que la que se propaga por la otra
c)
las dos ondas tienen igual amplitud y longitud de onda pero están desfasadas 180°.
86.
Una pelota esté botando en el suelo.
a)
¿Es periódico el movimiento que realiza?¿Es armónico simple?. Explique las
respuestas.
b)
Repita el apartado a) pana el caso en que no hubiera pérdidas de energía los rebotes.
87.
Enuncie el principio de Huygens y aplíquelo al caso de las refracción de ondas planas.
88.
Explique qué representa y el significado de cada letra en la ecuación: y = A sen 2π (t/T - x/λ)
89.
Dé la ecuación que rige la evolución espacio-temporal de un movimiento ondulatorio y
explique qué representa cada letra.
90.
Cuáles cree que son las diferencias entre las ondas cuyas ecuaciones son:
y(x,t) = A sen K (x + vt)
y(x,t) = A sen K (x – vt)
Indique qué representa cada letra.
91.
A partir de la ecuación y=A.sen(2πt/T) que se supone rige el movimiento de un foco emisor
de ondas, deduzca la ecuación que regirá el movimiento de un punto alcanzado por el frente
de ondas y que se encuentra a una distancia d del foco.
92.
Obtenga razonadamente y a partir de la ecuación que expresa el movimiento armónico de un
foco emisor de ondas, la ecuación de vibración de un punto situado a una distancia d del foco.
93.
Indique que entiende por intensidad en un movimiento ondulatorio y analice su dependencia
con los diferentes factores de los que cree que dependerá.
94.
Superposición de ondas: concepto de coherencia.
95.
Comente brevemente qué entiende por Onda de Match y haga un esquema de cómo se genera
la misma.
96.
Atenuación y absorción de ondas: Espesor de semiabsorción.
97.
Enuncie y comente el principio de Huygens. Aplíquelo para explicar la reflexión y la
refracción.
98.
Analizar qué condiciones han de darse para que puedan ser observados los fenómenos
interferenciales.
99.
Ondas armónicas: Teorema de Fourier.
100. ¿Se puede polarizar el sonido?
101. Considerar los siguientes fenómenos:
a)
Al sumergir la bolsita de té o manzanilla en el vaso de agua hirviendo, la esencia
correspondiente se difunde hasta ocupar todo el vaso. Análogamente, al destapar un
frasco de amoníaco en una habitación, su olor se percibe por toda ella después de un
rato.
b)
un incendio se propaga en el bosque. Son de carácter ondulatorio?. Qué se propaga, y
cuales son el medio y el mecanismo de la propagación, en su caso?.
102. Para afinar una guitarra, se tensan o aflojan sus cuerdas.
a)
Explicar por qué esa operación hace variar la frecuencia del sonido emitido.
b)
Explicar también por qué, al pisar distintos trastes, se obtienen distintos tonos
(frecuencias).
103. ¿Es el sonido una onda longitudinal o transversal ? ¿Por qué?
104. a)
b)
Energía e intensidad de una onda.
Para una cuerda tensa vibrante, interesa más hablar de energía por unidad de longitud,
que por unidad de volumen. Cómo se calcularía a partir de la masa de la cuerda por
unidad de longitud (densidad lineal)?
105. Para determinar la distancia a que se encuentra el epicentro de un terremoto, los observatorios
suelen registrar el tiempo de llegada de las ondas longitudinales y de las transversales.
Explicar el procedimiento a seguir.
106. Analiza las condiciones que deben darse para que al interferir dos ondas de la misma amplitud
y del mismo período haya interferencia constructiva o interferencia destructiva.
107. En un medio hay dos focos emisores de ondas de la misma frecuencia y de la misma
amplitud. ¿Qué condición deben cumplir las distancias desde un punto del medio a los dos
focos para que dicho punto no vibre?.
108. Indique y comente brevemente que entiende por efecto Doppler y en qué casos se produce.
109. Explique muy brevemente en qué consiste el efecto Doppler. ¿Qué sucedería si un ciclista va
tras una ambulancia a la misma velocidad que ella pero a cierta distancia.
110. ¿Pueden existir ondas sonoras polarizadas? ¿Por qué?
111. Dada la ecuación y = A sen 2π (t/T − x/λ) trata de escribirla de otras formas equivalentes y
señala el nombre de: A, T, λ, x/λ, f, ω, y.
LA LUZ Y LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (24)
112. a)
b)
Explique los fenómenos de reflexión y refracción de la luz.
El índice de refracción del agua respecto del aire es n > 1. Razone cuáles de las
siguientes magnitudes cambian, y cómo, al pasar un haz de luz del aire al agua:
frecuencia. longitud de onda. velocidad de propagación.
113. Refracción de la luz. Cuando la luz pasa del vacío a un medio material, indique cuales de las
siguientes magnitudes: frecuencia, longitud de onda, velocidad y amplitud, se modifican y en
que sentido.
114. a)
b)
¿Por qué al pasar la luz del aire al agua el rayo se acerca a la normal y en el caso
contrario se aloja?
Si el índice de refracción relativo de una sustancia respecto de otra es mayor que uno,
¿en cual de los dos medios se propaga la luz con mayor velocidad?
115. Enuncie el principio de Huygens y comente muy brevemente cómo podría aplicarlo para
encontrar la figura de difracción de una rendija.
116. Los focos luminosos pueden considerarse emisores de ondas electromagnéticas. Entonces
¿Cómo es que cuando en una habitación en la que hay dos bombillas no percibimos
fenómenos de interferencia?.
117. a)
b)
Aplicación de las ondas electromagnéticas en telecomunicación.
Porqué las ondas de TV necesitan estaciones repetidoras (los obstáculos naturales
proyectan sombras), mientras que las de radio normalmente no?.
118. Hipótesis de Maxwell. ¿Puede una corriente de desplazamiento crear un campo magnético?.
Razonarlo.
119. La luz ¿es onda o partícula?. Razone la respuesta.
120. ¿Porqué suele hablarse de rayos de luz y no de rayos de voz?
121. a)
b)
Condición de coherencia de ondas.
¿Porqué no se suelen observar interferencias a partir de la luz emitida por dos
bombillas?
122. ¿Cómo comprobarías experimentalmente que la luz es un movimiento ondulatorio
transversal?
123. Si la longitud de onda del espectro visible varía aproximadamente entre 4000 Å y 8000 Å y la
frecuencia de un sonido perceptible por el oído humano oscila entre 20 y 20000 c/s compara
el diámetro medio de un orificio o de un obstáculo para ondas luminosas y ondas sonoras con
objeto de que pueda darse la difracción.
124. Indica todas las diferencias que se te ocurran entre las ondas sonaras y la luz.
125. ¿Por qué parece quebrada una varilla recta semisumergida en agua?
126. Una piedra preciosa bien tallada debe su belleza a la multitud de destellos e irisaciones que
presenta gracias a las muchas caras que posee. Razona si es preferible que el índice de
refracción de estas piedras preciosas sea grande o pequeño.
127. La imagen que se obtiene en una cámara fotográfica es: a) virtual, derecha y mayor; b) real,
invertida y menor; c) real, invertida y mayor; d) real, derecha y mayor.
128. Completa la tabla adjunta, que hace referencia a una lente convergente:
Objeto
Imagen
Posición Naturaleza Tamaño ¿Invertida?
−∞<s<2f
2f<s<f
f<s<0
129. Con dos espejos se ha conseguido el rayo de luz B a partir del A (el rayo A avanza horizontal
hacia la derecha, el B vuelve horizontalmente hacia la izquierda). Dibújalos, especificando los
ángulos de incidencia correspondientes.
130. Establece las características de la imagen formada por una lente convergente de +10 cm de
distancia focal cuando el objeto se encuentra delante de la lente a una distancia de: a) 15 cm;
b) 7,5 cm.
131. Demuestra gráficamente que un espejo plano invierte la imagen de un objeto, y que la
distancia desde el objeto a la imagen es el doble que desde el objeto al espejo. ¿Cómo es la
imagen, real o virtual?
132. Una persona A está a 5 m de un espejo plano, 3 m detrás de A hay un cuadro B colgado en la
pared. ¿A qué distancia ve A el cuadro B a través del espejo?.
133. ¿Qué tipo de lente es la lupa?. Demostrar gráficamente que la lupa "agranda" los objetos que
están a menor distancia de la distancia focal. La imagen dada por la lupa en ese caso ¿es real o
virtual?, ¿por qué?.
134. ¿Cómo calcularías la distancia focal de una lupa?. Con una lupa se puede encender fuego,
¿cómo?, ¿que explicación científica tiene?. ¿Qué pasa si el objeto se coloca justo en el foco de
la lupa?. Dibújalo.
135. Tenemos una lente convergente de 4 dioptrías, ¿cuál es su distancia focal?. Si la usamos como
lupa y el objeto, de 1 cm, lo ponemos a 10 cm, ¿qué tamaño tendrá la imagen y a qué distancia estará de la lente?. Resolverlo gráficamente con regla milimetrada.
FÍSICA MODERNA (25)
136. a)
b)
Los rayos X. la visible y los rayos infrarrojos son radiaciones electromagnéticas.
Ordénelas en orden creciente de sus frecuencias e indique algunas diferencias entre
ellas.
¿Qué es una onda electromagnética? Explique sus características.
137. Se llama "diferencia de potencial de corte” de una célula fotoeléctrica, Vc, a la que hay que
aplicar entre el ánodo y el fotocátodo para anular la intensidad de corriente
a)
Dibuje y comente la gráfica que relaciona Vc con la frecuencia de la luz incidente y
escriba la expresión de la ley física correspondiente.
b)
¿Dependerá la gráfica anterior del material que constituye el fotocátodo? ¿Puede
determinarse la constante de Planck a partir de una gráfica experimental de Vc frente a
la frecuencia de la radiación incidente? Indique cómo.
138. a)
b)
139. a)
b)
Enuncie la hipótesis de de Broglie. ¿Depende la longitud de onda asociada a una
partícula, que se mueve con una cierta velocidad. de su masa?
Comente el significado físico y las implicaciones de la dualidad onda-corpúsculo.
Describa brevemente el modelo corpuscular de la luz. ¿Puede explicar dicho modelo los
fenómenos de interferencia luminosa?.
Dos rayos de luz inciden sobre un punto. ¿Pueden producir oscuridad?. Explique
razonadamente este hecho.
140. a)
b)
Indique por qué la existencia de una frecuencia umbral para el efecto fotoeléctrico va en
contra de la teoría ondulatoria de la luz.
Si una superficie metálica emite fotoelectrones cuando se ilumina con luz verde, razone
si los emitirá cuando sea iluminada con luz azul.
141. Enuncie la hipótesis de de Broglie. b) Razone por qué sólo son medibles las longitudes de
onda asociadas a partículas microscópicas.
142. Un material emite fotoelectrones cuando se ilumina con luz azul, pero no los emite cuando se
ilumina con luz amarilla. Razone qué ocurrirá si se ilumina con: a) luz roja; b) luz
ultravioleta.
143. Si, por desgracia, el Sol se apagara repentinamente, explique cuál de las siguientes
radiaciones: infrarroja, visible o ultravioleta, seria la primera en dejar de llegar a un satélite en
órbita. ¿Cuál sería la primera en dejar de llegar al fondo del mar.
144. Comente cada una de las siguientes frases, indicando si son correctas o incorrectas:
a)
Una radiación que no sea monocromática no puede producir efecto fotoeléctrico.
b)
Cuanto mas intensa sea la luz, mayor energía cinética tendrán los electrones emitidos
por efecto fotoeléctrico.
145. Carácter ondulatorio de las partículas. Hipótesis de Louis de Broglie.
146. Explique brevemente en qué consiste el efecto fotoeléctrico y la ecuación que rige el mismo.
147. Carácter ondulatorio de la partículas. Hipótesis de Louis de Broglie.¿Se podrá medir la
longitud de onda asociada a una bala? En caso afirmativo diseñe un experimento para hacerlo.
148. Efecto fotoeléctrico: Función trabajo de un metal.
149. a)
b)
Aplicaciones del efecto fotoeléctrico.
¿Cómo debe ser el trabajo de extracción de una sustancia para emplearla como cátodo
de una célula fotoeléctrica que sea sensible a la radiación infrarroja? ¿Y a la ultravioleta
solamente?.
150. Si tenemos luz monocromática verde tenue, y luz monocromática roja intensa, capaces ambas
de extraer electrones de un determinado metal, ¿cuál de ellas producirla electrones con mayor
energía? ¿Cuál de ellas extraerá mayor número de electrones?
151. ¿Qué fotones poseen mayor energía: los correspondientes a la luz monocromática amarilla o
los correspondientes a la luz monocromática azul?
152. Dos partículas de igual masa tienen velocidades v1 y v2 siendo v2 = 2v1. ¿En qué relación
estarán las longitudes de onda correspondientes a las ondas de De Broglie asociadas a dichas
partículas?
153. Se sabe que no se pueden extraer electrones de un cierto metal cuando se ilumina con luz
verde. ¿Se logrará si se usa luz roja en lugar de verde? Razona la respuesta.
154. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: la emisión de
fotoelectrones en una célula fotoeléctrica depende: a) de la intensidad de la luz incidente;
b) de la frecuencia de la luz incidente; c) de la distancia entre los electrodos; d) de la
naturaleza de la célula.
155. Explica cómo la medida de la tensión negativa Vmín a la cual dejan de llegar los electrones al
electrodo negativo, para cada frecuencia, permite conocer la energía máxima de los
fotoelectrones emitidos. ¿Cuánto vale dicha energía?
156. Haz una hipótesis admisible para explicar por qué ciertos metales precisan luz UV para que
tenga lugar el efecto fotoeléctrico, mientras que a otros, como el cinc y los alcalinos, les basta
la luz visible.
157. ¿Qué quiere decir que un fotón se comporta como una partícula de masa en reposo nula?
158. Si a un protón y a un electrón se les acelera bajo la acción de la misma diferencia de
potencial, ¿la longitud de onda de De Broglie de ambas partículas es la misma? ¿por qué?
¿cuál es mayor?
159. ¿A qué velocidad la masa de un cuerpo será doble de la que la que tiene en reposo?
a) ½ c; b) ¼ c; c) 2c; d) 3 / 4 c
160. La teoría sobre la naturaleza de la luz que confirma el efecto fotoeléctrico es: a) la
ondulatoria; b) la corpuscular; c) la electromagnética; d) ninguna de las tres.
CUESTIONES DE FÍSICA – 2º de BACHILLER (212) ....................................................................1
DINÁMICA (50)..............................................................................................................................1
INTERACCIÓN GRAVITATORIA (20)........................................................................................4
INTERACCIÓN ELECTROSTÁTICA (34) ...................................................................................6
ENERGÍA NUCLEAR (26).............................................................................................................8
ONDAS (31) ..................................................................................................................................10
LA LUZ Y LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (24) .........................................................12
FÍSICA MODERNA (25) ..............................................................................................................13