prueva de acceso

Convocatòria 2014

Física
Sèrie 3
L’examen consta d’una part comuna (problemes P1 i P2), que heu de fer obligatòriament, i
d’una part optativa, de la qual heu d’escollir UNA de les dues opcions (A o B) i fer els problemes P3, P4 i P5 corresponents.
Cada problema val 2 punts.

PART COMUNA
P1) El Meteosat és un satèŀlit meteorològic llançat
per l’Agència Espacial Europea (ESA) queproporciona informació meteorològica d’Àfrica
i Europa. Com que l’objectiu del Meteosat és
oferir imatges d’una mateixa zona del planeta,
el satèŀlit segueix una òrbita geostacionària:
gira en el pla equatorial a la mateixa velocitat
angular que la Terra.
a) A quina distància de la superfície terrestre
es troba el Meteosat?
b) Quina és l’energia cinètica del Meteosat? Quina energia mínimacaldria proporcionar-li perquè s’allunyés indefinidament de la Terra?


Dades: 
G = 6,67 × 10–11 N m2 kg–2
RTerra = 6 370 km
MTerra = 5,97 × 1024 kg
mMeteosat = 2,00 × 103 kg

P2) Una càrrega puntual Q1 = +1,00 × 10–8 C està situada a l’origen de coordenades. Una
altra càrrega puntual Q2 = –2,00 × 10–8 C està situada en el semieix Y positiu, a 3,00 m
de l’origen. Calculeu:
a) El camp iel potencial electrostàtic en un punt A situat en el semieix X positiu, a
4,00 m de l’origen. Dibuixeu un esquema de tots els camps elèctrics que intervenen en el problema.
b) El treball fet pel camp elèctric en traslladar una càrrega puntual d’1,00 C des del
punt A a un punt B de coordenades (4,00 , 3,00) m.


Dada:  k = 1/4πε0 = 8,99 × 109 N m2 C–2

Districte Universitari de CatalunyaProves d’accés a la universitat

OPCIÓ A

P3) A l’espectroscòpia de fotoemissió ultraviolada (UV), iŀluminem les mostres amb un feix
de radiació UV i analitzem l’energia dels electrons emesos.
a) Hem iŀluminat una mostra amb radiació de longitud d’ona λ = 23,7 nm i els fotoelectrons analitzats tenen una energia cinètica màxima de 47,7 eV. Calculeu la funció de
treball del materialanalitzat en J i en eV.
b) Determineu el llindar de longitud d’ona per a aquest material. Com canviaria aquest
llindar de longitud d’ona si es dupliqués la potència del feix de radiació UV?


Dades: 
h = 6,63 × 10–34 J s
1 eV = 1,60 × 10–19 J
c = 3,00 × 108 m s–1

P4) Trobem una aplicació de la inducció electromagnètica en els aparells de soldadura elèctrica. En un d’aquests aparellsdesmuntat veiem dues bobines com les d’un transformador.
  La bobina primària té 1 000 espires i la secundària en té 20. En la bobina secundària,
feta d’un fil molt més gruixut, és on va connectat l’elèctrode per a fer la soldadura.
  Sabem, per les especificacions tècniques impreses en la màquina, que pel circuit
secundari circula una intensitat de corrent de 100 A. Determineu:
a) La tensiódel circuit secundari quan es connecta la màquina, és a dir, quan es connecta el circuit primari a una tensió alterna de 220 V.
b) La intensitat que circula pel circuit primari i la potència consumida per la màquina.


Nota:  Negligiu qualsevol tipus de dissipació d’energia.

P5) D’una manera molt simplificada, podem dir que la trompeta és un instrument musical
de vent en què lesdiferents notes són produïdes aplicant aire per un extrem (que es
considera tancat a causa de la presència dels llavis del músic) i que s’emeten per l’altre,
considerat obert.
  Les notes produïdes corresponen a determinats harmònics associats a les ones estacionàries que s’originen a l’instrument. La trompeta consta també de tres pistons que,
quan es premen, augmenten de manera efectiva lalongitud i canvien les notes emeses.
a) Si la longitud total del tub que representa la trompeta és l0 = 0,975 m, indiqueu quina
és la longitud d’ona i la freqüència dels tres primers modes de vibració estacionaris
que es poden generar a la trompeta.
b) Quan el músic fa sonar l’instrument mentre prem el segon pistó, produeix la nota si
de la tercera octava, de freqüència f = 247 Hz. Sabent que...