Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Septiembre 2014

C1.    Un planeta gira alrededor del Sol con una trayectoria elíptica. El punto de dicha trayectoria en  el  que  la  velocidad orbital del planeta es máxima es:  a) El punto más próximo al Sol;  b) El punto más alejado del Sol;  c) Ninguno de los puntos citados.

La respuesta correcta es la a. Según la segunda ley de Kepler, la recta que une un planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales A₁=A₂ :

Cuando está más próximo al Sol deberá llevar una velocidad orbital más alta, porque como la distancia al Sol en ese punto es más pequeña barre poca área en comparación con el punto en el que está más alejado.

C2.  Un protón y una partícula   penetran, con la misma velocidad, en un campo magnético uniforme perpendicularmente a las líneas de inducción. Estas partículas: a) Atraviesan el campo sin desviarse; b) El protón describe una órbita circular de mayor radio; c) La partícula    describe una órbita circular de mayor radio.

La respuesta correcta es la c. Según la ley de Lorentz si una partícula entra perpendicularmente a un campo magnético, aparece una fuerza, perpendicular tanto a la velocidad como al campo, que hace que esta describa un movimiento circular uniforme. El radio de este movimiento se calcula:

El radio es directamente proporcional a la masa y a la velocidad de la partícula e inversamente proporcional a la carga y al campo magnético. En este caso, como la velocidad y el campo magnético son iguales, decide la masa. La partícula que tiene más masa, es decir, la partícula  es la que describirá un radio mayor.