Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Septiembre 2015

C1.   Indica, justificando la respuesta,  cuál  de  las siguientes afirmaciones es correcta:  a) la unidad de  inducción  magnética  es  el  weber (Wb);   b)  el  campo magnético no es conservativo;  c) dos conductores rectilíneos paralelos e indefinidos, por los que circulan corrientes I₁ e I₂ en sentido contrario, se atraen.

La respuesta correcta es la b. Cuando un campo es conservativo el trabajo que realiza a lo largo de una línea cerrada es nulo. Del teorema de Ampère sabemos que la circulación del campo magnético sobre cualquier curva cerrada es igual al producto de la permeabilidad  por la intensidad de corriente eléctrica (I) que atraviesa la superficie limitada por la curva cerrada:

Vemos que esa circulación no es cero, por lo tanto el campo magnético no es conservativo.

C2.  Para  una  partícula  sometida a una fuerza central se verifica que:  a) se conserva su momento angular con respecto al centro de fuerzas;  b) el trabajo realizado por dicha fuerza depende de la trayectoria seguida entre dos puntos dados;  c) se conserva el vector momento lineal.

La respuesta correcta es la a. El momento cinético o angular de una partícula respecto a un punto O es el producto vectorial de su posición, , respecto a ese punto por su cantidad de movimiento, . Es decir: 

Para ver cómo varía el momento angular, derivamos con respecto al tiempo:

Como la velocidad y la cantidad de movimiento son vectores paralelos, su producto vectorial es cero. Así:

Vemos que la variación del momento angular con respecto al tiempo es igual al momento de las fuerzas y que si ambos están referidos al mismo punto, , por lo tanto la derivada del momento angular también es cero y por lo tanto el momento angular es constante.