https://www.juntadeandalucia.es/economiaconocimientoempresasyuniversidad/sguit
A) Bloque 1. Campo gravitatorio.
Ley de Gravitación Universal: fuerza gravitatoria. Campo gravitatorio. Intensidad del campo gravitatorio. Campos de fuerza conservativos. Potencial gravitatorio. Relación entre energía y movimiento orbital. Momento angular. Leyes de Kepler.
Criterios de evaluación – Asociar el campo gravitatorio a la existencia de masa y caracterizarlo por la intensidad del campo y el potencial. – Reconocer el carácter conservativo del campo gravitatorio por su relación con una fuerza central y asociarle, en consecuencia, un potencial gravitatorio. – Interpretar variaciones de energía potencial y el signo de la misma en función del origen elegido. – Aplicar el principio de conservación de la energía y justificar las variaciones energéticas de un cuerpo en movimiento en el seno de campos gravitatorios. – Relacionar el movimiento orbital de un cuerpo con el radio de la órbita y la masa generadora del campo. – Asociar al movimiento orbital las magnitudes momento de una fuerza y momento angular. – Aplicar las leyes de Kepler a la dinámica de rotación de los sistemas orbitales.
B) Bloque 2. Campo electromagnético.
Ley de Coulomb: fuerza eléctrica entre cargas. Campo eléctrico. Potencial eléctrico. Campo magnético. Fuerza magnética sobre
una carga: ley de Lorentz. Efecto de los campos eléctricos y magnéticos sobre cargas en movimiento. El campo magnético como campo no conservativo. Campo creado por distintos elementos de corriente. Fuerza entre corrientes rectilíneas. Inducción electromagnética. Flujo magnético. Leyes de Faraday-Henry y Lenz.
Criterios de evaluación – Asociar el campo eléctrico a la existencia de carga y caracterizarlo por la intensidad de campo y el potencial. – Reconocer el carácter conservativo del campo electrostático por su relación con una fuerza central y asociarle en consecuencia un potencial electrostático. – Aplicar el principio de superposición para calcular el campo y el potencial creados por una distribución de cargas puntuales y describir el movimiento de una carga cuando se deja libre en el campo creado por otras. – Interpretar las variaciones de energía potencial de una carga en movimiento en el seno de campos electrostáticos. – Describir el movimiento de una partícula cargada en el seno de un campo eléctrico y/o magnético. – Aplicar la fuerza de Lorentz para explicar el movimiento de una partícula cargada que se mueve en una región del espacio donde actúa un campo electromagnético. – Reconocer el carácter no conservativo del campo magnético y la imposibilidad de asociarle una energía potencial. – Describir el campo magnético creado por una corriente rectilínea, por una espira de corriente o por una bobina. – Identificar y justificar la fuerza de interacción entre dos conductores rectilíneos y paralelos. – Describir las experiencias de Faraday-Henry y Lenz y establecer la ley de la inducción electromagnética. – Calcular la fuerza electromotriz inducida en una espira, relacionándola con variaciones del flujo magnético y determinar el valor y el sentido de la corriente inducida.
C) Bloque 3. Vibraciones y ondas.
Ondas.
Oscilaciones. Movimiento armónico simple: características cinemáticas y energéticas. Clasificación y magnitudes que caracterizan una onda. Ecuación de una onda armónica unidimensional. Ondas transversales en una cuerda y su relación con el movimiento de las partículas de la cuerda. Propagación de las ondas: principio de Huygens. Fenómenos ondulatorios: interferencia y difracción, reflexión y
refracción, dispersión. Ondas estacionarias en una cuerda. Ondas longitudinales. Ondas Electromagnéticas. Naturaleza y propiedades de las ondas electromagnéticas. El espectro electromagnético.
Criterios de evaluación – Explicar las características de los movimientos vibratorios periódicos e identificar las magnitudes características de un movimiento armónico simple. -Calcular el valor de las magnitudes cinemáticas: posición, velocidad y aceleración de un movimiento armónico simple, saber representarlas gráficamente, y determinar la ecuación del m.a.s. a partir de las condiciones iniciales y otras características del movimiento. – Analizar y describir los cambios energéticos que se producen en un oscilador armónico y calcular los valores de cada tipo de energía para cualquier posición del cuerpo o en cualquier instante. – Identificar en experiencias cotidianas o conocidas los principales tipos de ondas y sus características. – Interpretar la doble periodicidad, espacial y temporal de una onda, a partir de su número de onda y frecuencia. – Valorar las ondas como un medio de transporte de energía, pero no de masa. – Expresar la ecuación de una onda en una cuerda indicando el significado físico de sus parámetros característicos. – Distinguir entre la velocidad de propagación de una onda transversal en una cuerda y la velocidad de vibración de las partículas de la misma. – Utilizar el principio de Huygens para comprender e interpretar la propagación de las ondas y los fenómenos ondulatorios. – Describir los fenómenos de la difracción y las interferencias, como propios del movimiento ondulatorio. – Explicar los fenómenos de reflexión y refracción y describirlos utilizando sus leyes. – Relacionar los índices de refracción de dos materiales con el caso concreto de reflexión total. – Estudiar las ondas estacionarias en una cuerda como caso particular de interferencia de ondas. – Comprender las características y propiedades de las ondas electromagnéticas, como su longitud de onda, polarización o energía, en actividades de la vida cotidiana. – Particularizar los fenómenos ondulatorios estudiados al caso de la luz. – Determinar las principales características de la radiación a partir de su situación en el espectro electromagnético. – Conocer las aplicaciones de las ondas electromagnéticas del espectro no visible.
Óptica Geométrica
Leyes de la Óptica Geométrica. Sistemas ópticos: lentes delgadas y espejos planos y esféricos. Aplicaciones tecnológicas: la fibra óptica.
Criterios de evaluación – Valorar los diagramas de rayos luminosos como medio que permite predecir las características de las imágenes formadas en sistemas ópticos. – Utilizar la ecuación de las lentes delgadas y su equivalente para los espejos esféricos para determinar las características de la imagen (tamaño, posición y tipo).
D) Bloque 4. Física relativista, cuántica, nuclear y de partículas.
Insuficiencia de la Física Clásica. Problemas precursores de la Física Cuántica: cuerpo negro, efecto fotoeléctrico… Principio de Incertidumbre. Dualidad onda-corpúsculo. Física nuclear. La radiactividad: tipos. El núcleo atómico. Leyes de la desintegración radiactiva.
Fusión y Fisión nucleares. Interacciones fundamentales de la naturaleza: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil.
Criterios de evaluación – Establecer la equivalencia entre masa y energía, y sus consecuencias en la energía nuclear. – Analizar las fronteras de la Física a finales del siglo XIX y principios del siglo XX y poner de manifiesto la incapacidad de la
Física Clásica para explicar determinados fenómenos. – Conocer la hipótesis de Planck y relacionar la energía de un fotón con su frecuencia o su longitud de onda. – Valorar la hipótesis de Planck en el marco del efecto fotoeléctrico. – Presentar la dualidad onda-corpúsculo como una de las grandes paradojas de la Física Cuántica. – Reconocer el carácter probabilístico de la mecánica cuántica en contraposición con el carácter determinista de la mecánica clásica. – Distinguir los distintos tipos de radiaciones. – Establecer la relación entre la composición nuclear y la masa nuclear con los procesos nucleares de desintegración. – Valorar las aplicaciones de la energía nuclear en la producción de energía eléctrica, radioterapia, datación en arqueología y la fabricación de armas nucleares. – Justificar las ventajas, desventajas y limitaciones de la fisión y la fusión nuclear. – Distinguir las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza y los principales procesos en los que intervienen.
Modelo de prueba.
El examen consta de 4 ejercicios (un ejercicio por cada bloque A, B, C y D). Cada ejercicio contendrá un apartado a) y dos apartados b). El alumnado deberá responder al apartado a) y elegir un apartado b) entre los dos propuestos en cada ejercicio. En caso de responder a los dos apartados b), sólo será tenido en cuenta el respondido en primer lugar.
A) CAMPO GRAVITATORIO
a) Conteste, razonadamente, a las siguientes preguntas: i) (0,5 puntos) ¿puede ser negativa la energía cinética de una partícula?;
ii) (0,5 puntos) si únicamente actúa una fuerza conservativa, ¿se cumple siempre que el aumento de energía cinética es igual a la disminución de energía potencial?
b1) Un bloque de 4 kg asciende por un plano inclinado que forma un ángulo de 30º con la horizontal. La velocidad inicial del bloque es de 10 m s-1 y se detiene después de recorrer 8 m a lo largo del plano. Realice un esquema (0,25 puntos) y calcule razonadamente:
i) (0,75 puntos) las variaciones de energía cinética y potencial durante el ascenso; ii) (0,5 puntos) el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento en ese trayecto.
g = 9,8 m s-2
b2) Un satélite artificial de 500 kg describe una órbita alrededor de la Tierra con una velocidad de 4000 m s-1. Calcule: i) (0,75 puntos)
la energía mecánica del satélite en la órbita; ii) (0,75 puntos) la energía que se ha necesitado para situarlo en dicha órbita desde la superficie terrestre.
G = 6,67·10-11 N m2 kg-2; MT = 5,98·1024 kg; RT = 6370 km
B) CAMPO ELECTROMAGNÉTICO
a) i) (0,5 puntos) ¿Puede ser nulo el campo electrostático producido por dos cargas puntuales en un punto del segmento que las une? ii) (0,5 puntos) ¿Y el potencial? Razone las respuestas.
b1) El módulo del campo electrostático en un punto P, creado por una carga puntual q situada en el origen, es de 2000 N C-1 y el potencial electrostático en P es 6000 V. Determine el valor de q y la distancia del punto P al origen.
K = 9·109 N m2 C-2
b2) Una partícula alfa se acelera desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 5000 V y, a continuación, penetra en un campo magnético de 0,25 T perpendicular a su velocidad. Realice un esquema y calcule el radio de la trayectoria que describe la partícula tras penetrar en el campo magnético.
malfa = 6,7·10-27 kg; qalfa = 3,2·10-19 C
C) VIBRACIONES Y ONDAS
a) Dos ondas viajeras se propagan por un mismo medio y la frecuencia de una es doble que la de la otra. Responda, razonadamente, a las siguientes preguntas: i) (0,5 puntos) ¿Qué relación hay entre sus frecuencias angulares?; ii) (0,5 puntos) ¿y entre sus números de ondas? Razone las respuestas.
b1) La ecuación de una onda en una cuerda es: y(x,t) = 0,02 cos (π/3 x) sen(2π t) (SI)
Indique qué tipo de onda es y calcule la velocidad de oscilación de una partícula situada en el punto x = 1,5 m en el instante t = 0,25 s. Explique el resultado obtenido.
b2) Se sitúa un objeto a 80 cm a la izquierda de una lente divergente y la imagen se localiza a 40 cm a la izquierda de la lente. Justifique si se trata de una imagen real o virtual y determine la distancia focal de la lente. Si el objeto tiene un tamaño de 3 cm, calcule el tamaño de la imagen.
D) FÍSICA RELATIVISTA, CUÁNTICA Y DE PARTÍCULAS
a) ¿Puede conocerse exactamente y de forma simultánea la posición y la velocidad de un electrón? ¿Y en el caso de una pelota de tenis? Razone las respuestas.
b1) Se ilumina con luz de longitud de onda λ = 3·10-7 m la superficie de un metal alcalino cuyo trabajo de extracción es de 2 eV. Calcule la velocidad máxima de los electrones emitidos y la frecuencia umbral o de corte. c = 3·108 m s-1; h = 6,62·10-34 J s; e = 1,6 ·10-19 C; me = 9,11·10-31 kg
b2) Calcule la energía de enlace por nucleón de los isótopos 12𝐶6 y 13𝐶6 cuyas masas son 12,000000 u y 13,003355 u, respectivamente. Razone cuál de los dos es más estable.
c = 3·108 m s-1; mp = 1,007276 u ; mn = 1,008665 u; u = 1,66·10-27 kg
https://www.juntadeandalucia.es/economiaconocimientoempresasyuniversidad/sguit