Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Septiembre 2016

C3.   En una región del espacio hay un campo eléctrico y un campo magnético, ambos uniformes, de la misma dirección y sentidos contrarios. En dicha región se abandona un protón con velocidad inicial nula. El movimiento del protón, es: a) rectilíneo uniforme;  b) rectilíneo uniformemente acelerado; c) circular uniforme.

La respuesta correcta es la b. Según la ley de Lorentz un campo magnético ejerce una fuerza sobre una carga eléctrica cuando la velocidad de la carga es no nula y cuando esa velocidad y el campo magnético no están en la misma dirección (). Por lo tanto, en este caso el protón no experimentará ninguna fuerza debido a la presencia del campo magnético, puesto que está en reposo. Sin embargo, el campo eléctrico, sí ejercerá una fuerza que sería igual al producto del campo eléctrico por el valor de la carga del protón:

Si actúa una fuerza, habrá una aceleración que será igual al cociente entre el valor de la fuerza y la masa de la carga. Esta aceleración hará que la partícula se mueva con un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado:

C4.   Se  midieron  en  el  laboratorio  los  siguientes  valores  para  las  distancias  objeto e imagen de una lente convergente:

Calcula:  a) el valor de la potencia de la lente.  b) explica el montaje experimental utilizado.

a)  Con  la  ecuación  del  fabricante  de  lentes,  podemos  calcular  la  distancia focal de una lente sabiendo la distancia del objeto y la de la imagen. Debemos tener presente que como el objeto lo colocamos a la izquierda de la lente esa distancia, según el criterio de signos, debe ser negativa. El cálculo de la distancia focal para los dos primeros valores sería:

Como la potencia es la inversa de la distancia focal medida en metros, nos quedaría:

Haciendo lo mismo para todos los otros valores y haciendo la media obtenemos los siguientes resultados:

Por lo tanto, la potencia de la lente es de  dioptrías.

b)  El montaje típico es como se representa en la figura, donde A es un foco luminoso, B es una lente convergente situada de tal modo que los rayos que recibe de A sean paralelos, C es un objeto a reproducir, D es la lente convergente a estudio y E es una pantalla donde se forma la imagen, que se busca que sea real e invertida.

Dichos objetos deben estar alineados (con el plano de simetría de lentes y pantallas perpendiculares a la línea central de unión de los mismos) al eje óptico.