Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Julio 2020

El examen consta de 8 preguntas de 2 puntos, de las que podrá responder un MÁXIMO DE 5, combinadas como quiera. Si responde a más preguntas de las permitidas, sólo se corregirán las  5 primeras respondidas.

PREGUNTA 1. Responda indicando y justificando la opción correcta:

1.1. Para escalar una montaña podemos seguir dos rutas: una de pendientes muy suaves y otra con pendientes muy pronunciadas. El trabajo realizado por la fuerza gravitatoria sobre el cuerpo del montañero es:  a) mayor en la ruta de pendientes muy pronunciadas;  b) mayor en la ruta de pendientes muy suaves;  c) igual en ambas rutas.

1.2. Una esfera metálica se carga positivamente encontrándose en equilibrio electrostático. El campo eléctrico será:  a) nulo en el interior y constante en el exterior de la esfera;  b) máximo en la superficie y nulo en el interior;  c) aumenta linealmente desde el centro de la esfera.

1.1.  La respuesta correcta es la c. La fuerza gravitatoria es una fuerza central y, el trabajo debido a una fuerza central es conservativo. Esto significa que el trabajo de las fuerzas del campo gravitatorio a lo largo de una trayectoria cerrada es cero o, dicho de otra manera, el trabajo para llevar una masa de un punto a otro no depende del camino seguido. Por eso es igual escalar la montaña por una pendiente más pronunciada que por la ruta más suave.

1.2.  La respuesta correcta es la b. Las cargas eléctricas en un conductor siempre se distribuyen por su superficie. Como son cargas del mismo signo, se repelen y la manera que tienen de estar lo más separadas posible es irse a la superficie y alejarse de sus compañeras, lo que da una densidad homogénea de carga. Si aplicamos el teorema de Gauss a esta distribución de carga, deberíamos coger una superficie gaussiana (una esfera) y ver el número de líneas de campo que atraviesan dicha superficie. Si la superficie gaussiana es de radio menor al radio de la esfera, para calcular el campo en el interior del conductor, no habría líneas de campo que la atravesaran, puesto que en el interior de dicha superficie no hay ninguna carga. Como consecuencia el campo en el interior es nulo. Si cogemos una superficie de radio mayor que la esfera, encerraría toda la carga que contiene la misma y el campo variaría en función de la distancia a esa superficie. Cuanto más lejos menor y cuanto más cerca mayor. De forma que el valor máximo lo toma justo en la superficie. Esto se puede apreciar en el siguiente gráfico: