Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Junio 2015

C1.    Dos cargas distintas Q y q, separadas una distancia d, producen un potencial cero en un punto P situado entre las cargas y en la línea que las une. Esto quiere decir que:  a) las cargas deben tener el mismo signo; b) el campo eléctrico debe ser nulo en P;  c) el trabajo necesario para traer una carga desde el infinito hasta P es cero.

La respuesta correcta es la c. Por definición el potencial eléctrico es el trabajo por unidad de carga que hay que hacer para traer una carga positiva de prueba desde el infinito hasta ese punto. Así, si el potencial es cero, el trabajo para traer esa carga desde el infinito también será nulo. Esto mismo, se puede deducir de la fórmula del trabajo:

C2. Una partícula cargada penetra en una región donde existe un campo magnético uniforme perpendicular a la velocidad de la partícula. El radio de la órbita descrita: a) aumenta si aumenta la energía cinética de la partícula; b) aumenta si aumenta la intensidad del campo magnético; c) no depende de la energía cinética de la partícula.

La respuesta correcta es la a. Aplicando la ley de Lorentz  sabemos que si una partícula penetra perpendicularmente al campo magnético, va a aparecer una fuerza perpendicular a su vez a las dos anteriores, que hace que esta describa una trayectoria circular. Así podemos deducir el radio de giro de dicha carga:

Si ahora de la fórmula de la energía cinética despejamos la velocidad y la sustituimos en la obtenida anteriormente, tendremos el radio de giro en función de la energía cinética:

En esta fórmula vemos claramente que el radio de la órbita aumenta al aumentar la energía cinética de la partícula.