COLEGIO LA INMACULADA

Nombre:

INSTRUCCIONES GENERALES Y VALORACIN

INSTRUCCIONES: La prueba consta de dos opciones A y B, cada una de las cuales incluye tres cuestiones y tres problemas. El alumno deber elegir la opcin A o la opcin B. Nunca se deben resolver cuestiones o problemas de opciones distintas. Se podr hacer uso de calculadora cientfica no programable. CALIFICACIN: Cada cuestin debidamente justificada y razonada con la solmximo de puntos. Cada problema debidamente planteado y desarrollado con la solucin correcta se calificar con un

mximo de 2 puntos. En aquellas cuestiones y problemas que consten de varios apartados, la calificacin ser la misma para todos ellos. TIEMPO: Una hora treinta minutos.

Cuestin 1.- Una carga puntual de valor Q ocupa la posicin (0,0) en el plano XY en el vaco. En un punto A del eje X

potencial es: V = 120 V y el campo elctrico es: sentido positivo del eje X. Si las coordenadas estn dadas en metros, calcule:

a) la posicin del punto A y el valor de Q;b) el trabajo necesDatos: Valor absoluto de la carga del electrn: Constante de la Ley de Coulomb en el vaco:

Cuestin 2. Plutn describe una rbita elptica alrededor del Sol. Indique para cada una de las siguientes magnitudes si su valor es mayor, menor o igual en el afelio (punto ms alejado del Sol) comparado con el perihelio (punto ms prximo al Sol):a) momento angular respecto a la posicin del Sol;b) momento lineal;c) energa potencial;d) energa mecnica.

Cuestin 3. Una partcula cargada penetra con velocidad v en una regin en la que existe un campo magntico uniforme la expresin de la fuerza ejercida sobre la partcula en los siguientes casos:a) La carga es negativa, la velocidad es b) La carga es positiva, la velocidad es Nota: Los vectores i, j y k son los vectores unitarios segn los ejes X, Y y Z respectivamente.

Problema 1. Dos cargas fijas Q1 = +12,5 nC y Q(2,0) y (2,0) respectivamente. Si todas las coordenadas estn expresadas en metros, calcule:a) el potencial elctrico que crean estas cargas en el punto A (b) el campo elctrico creado por Qc) el trabajo necesario para trasladar un in de carga negativa igual a

(2,3), indicando si es a favor o en contra del campo;d) la aceleracin que experimenta el in cuanDatos: Valor absoluto de la carga del electrn:

Constante de la Ley de Coulomb:Masa del in:

Problema 2 Un satlite artificial de la Tierra de 100 kga) el perodo de la rbita;b) la energa mecnica del satlite;c) el mdulo del momento angular del satlite respecto al centro de la Tierra;d) el cociente entre los valores

superficie de la Tierra.Datos: Masa de la Tierra:

Radio de la Tierra:

Problema 3. Una carga de +10 nC se distribuye homogneamente en la regin que delimitan dos esferas concntricas de radios ry r2=4 cm. Utilizando el teorema de Gauss, calcule:a) El mdulo del campo elctrico en un punto situado a 6 cm del b) El mdulo del campo elctrico en un punto situado a 1 cm del centro de las esferas.Dato: Permitividad elctrica del vaco

COLEGIO LA INMACULADACURSO 2009-2010

MATERIA: FSICA

INSTRUCCIONES GENERALES Y VALORACIN

La prueba consta de dos opciones A y B, cada una de las cuales incluye tres cuestiones y tres

El alumno deber elegir la opcin A o la opcin B. Nunca se deben resolver cuestiones o problemas de opciones distintas. Se podr hacer uso de calculadora cientfica no programable.

Cada cuestin debidamente justificada y razonada con la solucin correcta se calificar con un puntos. Cada problema debidamente planteado y desarrollado con la solucin correcta se calificar con un

mximo de 2 puntos. En aquellas cuestiones y problemas que consten de varios apartados, la calificacin ser la misma

Opcin AUna carga puntual de valor Q ocupa la posicin (0,0) en el plano XY en el vaco. En un punto A del eje X

120 V y el campo elctrico es: E = 80 i N/C, siendo sentido positivo del eje X. Si las coordenadas estn dadas en metros, calcule:

la posicin del punto A y el valor de Q;el trabajo necesario para llevar un electrn desde el punto B (2,2) hasta el punto A.Valor absoluto de la carga del electrn: e = 1,6 x 1019 C

Constante de la Ley de Coulomb en el vaco: K0 = 9 x 109 Nm2

Plutn describe una rbita elptica alrededor del Sol. Indique para cada una de las siguientes magnitudes si su valor es mayor, menor o igual en el afelio (punto ms alejado del Sol) comparado con el perihelio (punto ms prximo al Sol):

lar respecto a la posicin del Sol;

Una partcula cargada penetra con velocidad v en una regin en la que existe un campo magntico uniforme expresin de la fuerza ejercida sobre la partcula en los siguientes casos:

a) La carga es negativa, la velocidad es v=vo j y el campo magntico es B = -Bo k.b) La carga es positiva, la velocidad es v=vo (j + k ) y el campo magntico es B = Bo j.

son los vectores unitarios segn los ejes X, Y y Z respectivamente.

= +12,5 nC y Q2 = 2,7 nC se encuentran situadas en los puntos del plano XY de coordenadas 2,0) respectivamente. Si todas las coordenadas estn expresadas en metros, calcule:

el potencial elctrico que crean estas cargas en el punto A (2,3);po elctrico creado por Q1 y Q2 en el punto A;

el trabajo necesario para trasladar un in de carga negativa igual a 2(2,3), indicando si es a favor o en contra del campo;la aceleracin que experimenta el in cuando se encuentra en el punto A.Valor absoluto de la carga del electrn:e = 1,6 x 1019 CConstante de la Ley de Coulomb: K0 = 9 x 10

9 Nm2Masa del in: m = 3,15 x 1026 kg.

Un satlite artificial de la Tierra de 100 kg de masa describe una rbita circular a una altura de 655 km. Calcule:el perodo de la rbita;la energa mecnica del satlite;el mdulo del momento angular del satlite respecto al centro de la Tierra;el cociente entre los valores de la intensidad del campo gravitatorio terrestre en el satlite y en la superficie de la Tierra.Masa de la Tierra: mT = 5,98 x 10

24 kg .Radio de la Tierra: RT = 6,37 x 10

6 mConstante de Gravitacin Universal: G = 6,67 x 10

Una carga de +10 nC se distribuye homogneamente en la regin que delimitan dos esferas concntricas de radios r=4 cm. Utilizando el teorema de Gauss, calcule:

a) El mdulo del campo elctrico en un punto situado a 6 cm del centro de las esferas.b) El mdulo del campo elctrico en un punto situado a 1 cm del centro de las esferas.Dato: Permitividad elctrica del vaco 0=8,85 10-12 N-1 m-2 C2

EXMENES

2 evaluacin

N:

INSTRUCCIONES GENERALES Y VALORACIN

La prueba consta de dos opciones A y B, cada una de las cuales incluye tres cuestiones y tres

El alumno deber elegir la opcin A o la opcin B. Nunca se deben resolver cuestiones o problemas de opciones

ucin correcta se calificar con un puntos. Cada problema debidamente planteado y desarrollado con la solucin correcta se calificar con un

mximo de 2 puntos. En aquellas cuestiones y problemas que consten de varios apartados, la calificacin ser la misma

Una carga puntual de valor Q ocupa la posicin (0,0) en el plano XY en el vaco. En un punto A del eje X el

N/C, siendo i el vector unitario en el

ario para llevar un electrn desde el punto B (2,2) hasta el punto A.

C2.

Plutn describe una rbita elptica alrededor del Sol. Indique para cada una de las siguientes magnitudes si su valor es mayor, menor o igual en el afelio (punto ms alejado del Sol) comparado con el perihelio (punto ms prximo al Sol):

Una partcula cargada penetra con velocidad v en una regin en la que existe un campo magntico uniforme B. Determina

son los vectores unitarios segn los ejes X, Y y Z respectivamente.

2,7 nC se encuentran situadas en los puntos del plano XY de coordenadas 2,0) respectivamente. Si todas las coordenadas estn expresadas en metros, calcule:

2e del punto A al punto B, siendo B

do se encuentra en el punto A.

C2kg.

de masa describe una rbita circular a una altura de 655 km. Calcule:

el mdulo del momento angular del satlite respecto al centro de la Tierra;de la intensidad del campo gravitatorio terrestre en el satlite y en la

= 6,67 x 1011 Nm2kg2Una carga de +10 nC se distribuye homogneamente en la regin que delimitan dos esferas concntricas de radios r1=2 cm

. . . . . .. . . . . .. B . . . .. . . . 1 .. . . . . .. . . . . 2. . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . . . .3 . . . . .

v

Opcin BCuestin 1.- Dos cargas puntuales de +6 C y 6C estn situadas en el eje X, en dos puntos A y B distantes entre s 12 cm. Determine:

a) el vector campo elctrico en el punto P de la lnea AB, si AP = 4 cm y BP = 8 cm;b) el potencial elctrico en el punto C perteneciente a la mediatriz del segmento AB y distante 8 cm de dicho segmento.Dato: Constante de la Ley de Coulomb: K0= 9 x 10

9 Nm2C2.

Cuestin 2. La figura representa una regin en la que existe un campo magntico

uniforme B , cuyas lneas de campo son perpendiculares al plano del papel y saliendo hacia fuera del mismo. Si entran

sucesivamente tres partculas con la misma velocidad v y describe cada una de ellas la trayectoria que se muestra en la figura (cada partcula est numerada):a) Cul es el signo de la carga de cada una de las

partculas?. b) En cul de ellas es mayor el valor absoluto de la

relacin carga-masa (q/m)?.

Cuestin 3. La luz solar tarda 8,31 minutos en llegar a la Tierra y 6,01 minutos en llegar a Venus. Suponiendo que las rbitas descritas por ambos planetas son circulares, determine:a) el perodo orbital de Venus en torno al Sol, sabiendo que el de la Tierra es de 365,25 das;b) la velocidad con que se desplaza Venus en su rbita.Dato: Velocidad de la luz en el vaco: c = 3 x 108 ms1

Problema 1.- Un electrn, con velocidad inicial de 3 x 105 m/s dirigida en el sentido positivo del eje X, penetra en una regin donde

existe un campo elctrico uniforme y constante de valor 6 x 106 N/C dirigido en el sentido positivo del eje Y. Determine:

a) las componentes cartesianas de la fuerza experimentada por el electrn;b) la expresin de la velocidad del electrn en funcin del tiempo;c) la energa cintica del electrn 1 segundo despus de penetrar en el campo;

d) la variacin de la energa potencial experimentada por el electrn al cabo de 1 segundo de penetrar en el campo.

Datos: Valor absoluto de la carga del electrn: e = 1,6 x 1019 CMasa del electrn: me = 9,1 x 10

31 kg.

Problema 2. Mercurio describe una rbita elptica alrededor del Sol. En el afelio su distancia al Sol es de 6,99 x 1010 m y su velocidad orbital es de 3,88 x 104 m/s, siendo su distancia al Sol en el perihelio de 4,60 x 1010 m.a) Calcule la velocidad orbital de Mercurio en el perihelio.b) Calcule las energas cintica, potencial y mecnica de Mercurio en el perihelio.c) Calcule el mdulo de su momento lineal y de su momento angular en el perihelio.d) De las magnitudes calculadas en los apartados anteriores, decir cules son iguales en el afelio.Datos: Masa de Mercurio: mM = 3,18 x 10

23 kgMasa del Sol: mS = 1,99 x 10

30 kgConstante de Gravitacin Universal: G = 6,67 x 1011 Nm2kg2 .

Problema 3. Dos istopos de masas 19,91 10-27 kg y 21,59 1027 kg, respectivamente, con la misma carga de ionizacin, son acelerados hasta que adquieren una velocidad constante de 6,7 105 m/s. Se les hace atravesar una regin de campo magntico uniforme de 0,85 T, cuyas lneas de campo son perpendiculares a la velocidad de las partculas. a) Determina la relacin entre los radios de las trayectorias que describe cada istopo.b) Si han sido ionizados una sola vez, determina la separacin entre los dos istopos cuando han descrito una semicircunferencia.Dato: valor absoluto de la carga del electrn: e = 1,6 10-19 C