Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Junio 2014

C1.  Si un satélite artificial describe órbitas circulares alrededor de la Tierra: justifica cuál de las siguientes afirmaciones es correcta en relación con su energía mecánica E y sus velocidades orbital v y de escape v_e:  a) E=0, v=v_e; b) E<0, v<v_e;  c) E>0, v>v_e.

La respuesta correcta es la b. Porque para empezar, la energía de un satélite en órbita es siempre negativa:

Y además es cierto que la velocidad orbital es menor que la velocidad de escape:

C2.   Al irradiar un metal con luz roja (682 nm) se produce efecto fotoeléctrico. Si irradiamos el mismo metal con luz amarilla (570 nm): a) no se produce efecto fotoeléctrico; b) los electrones emitidos se mueven más rápidamente; c) se emiten más electrones pero a la misma velocidad.

La respuesta correcta es la b. La energía asociada a un haz luminoso es directamente proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional a la longitud de onda:

De la expresión anterior llegamos a la conclusión de que cuanto menor es la longitud de onda mayor es la energía de esa radiación. Por lo tanto la luz amarilla (570 nm) es más energética que la luz roja (682 nm) y como consecuencia si la primera produce efecto fotoeléctrico, la segunda también lo producirá. El exceso de energía necesaria para arrancar electrones (trabajo de extracción) se emplea es para acelerar los electrones extraídos: . Por eso los electrones que se extraen con la luz amarilla se moverán con más velocidad que los extraídos con luz roja.