Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Junio 2021

PREGUNTA 2. Responda indicando y justificando la opción correcta:

2.1. Una partícula de masa m y carga q penetra en una región donde existe un campo magnético uniforme de módulo B perpendicular a la velocidad v de la partícula. El radio de la órbita descrita: a) aumenta si aumenta la intensidad del campo magnético;  b) aumenta si aumenta la energía cinética de la partícula; c) no depende de la energía cinética de la partícula.

2.2. Una onda transversal se propaga en el sentido positivo del eje x con una velocidad de 300 m/s, siendo el período de oscilación de  s. Dos puntos que se encuentran, respectivamente, a distancias de 20 m y 38 m del centro de vibración estarán: a) en fase; b) en oposición de fase; c) en una situación distinta de las anteriores.

 

2.1.  La respuesta correcta es la b. Cuando una partícula cargada entra perpendicularmente en el seno de un campo magnético, aparece una fuerza sobre la misma también perpendicular, que hace que empiece a describir órbitas circulares. Esa fuerza magnética es la fuerza centrípeta:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Como vemos en la anterior expresión, el radio de giro de la carga es directamente proporcional a la masa y a la velocidad de dicha partícula e inversamente proporcional a su carga y a la intensidad de campo magnético.

En el apartado a) nos dicen que el radio de giro aumenta si aumenta el campo magnético. Es falso, ya que, al aumentar el campo, el denominador se hace mayor y, por consiguiente, el radio de giro disminuye.

El apartado b) es correcto. Aumenta si aumenta la energía cinética de la partícula, porque para que esta aumente tiene que hacerlo su velocidad y cuanta más velocidad (al aumentar el numerador) mayor será el radio de giro.

El apartado c) es falso. Porque el radio de giro sí depende de la energía cinética, puesto que depende de la velocidad.

 

2.2.  La respuesta correcta es la a. Para que dos puntos se encuentren en fase, la diferencia de caminos desde el centro de la onda a esos puntos debe estar a una distancia proporcional a la longitud de onda, es decir:

 

 

Necesitamos entonces calcular la longitud de onda. Lo hacemos a partir de la velocidad de propagación de la misma:

 

 

Volviendo a la primera ecuación:

 

 

Como obtenemos para n un número entero, las ondas se encuentran en fase.