Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Junio 2016

C3.   Cuando una partícula cargada se mueve dentro de un campo magnético, la fuerza magnética que  actúa  sobre  ella realiza un trabajo que siempre es: a) positivo, si la carga es positiva; b) positivo, sea como sea la carga; c) cero.

La respuesta correcta es la c. Según la ley de Lorentz, cuando una partícula cargada se mueve dentro de un campo magnético, este hace una fuerza que es perpendicular a la velocidad de la partícula:

 Como el trabajo lo calcularíamos: 

Siendo  el ángulo que forma la fuerza con la dirección en la que se desplaza la partícula, que como dijimos antes, es perpendicular y por lo tanto , el trabajo es nulo.

C4.   Explica cómo se puede determinar la aceleración de la gravedad utilizando un péndulo simple, e indica el tipo de precauciones que debes tomar a la hora de realizar la experiencia.

El péndulo simple es un punto material suspendido de un hilo ideal (inextensible y sin masa), que oscila en un plano sin rozamiento. Esto es irrealizable, pero se aproxima mucho a él una esfera densa sujeta del extremo de un hilo fino. En estas condiciones se puede suponer despreciable la masa del hilo frente a la de la esfera. Para pequeñas amplitudes de oscilación, el movimiento del péndulo se puede considerar armónico simple.

Se realiza un montaje similar al de la figura.

Sobre un péndulo de longitud fija “l” (comprendida entre 0,6 y 1,6 m) se suspenden sucesivamente masas m₁, m₂ y m₃ que describirán un M.A.S. Hemos de tener en cuenta que los centros de gravedad de las esferas deben quedar a la misma altura, pues la longitud del péndulo es la distancia desde el punto de suspensión hasta el centro de gravedad de la esfera.

Con cada una de las masas, suspendidas siempre del mismo soporte, se opera de la siguiente forma: se separa la esfera ligeramente de la vertical y se la abandona, comprobando que oscila en un plano. Para homogeneizar las oscilaciones, se desprecian las dos o tres primeras y se comienza a tomar el tiempo a partir de la siguiente.

Para determinar la gravedad, podemos proceder de cualquiera de las siguientes maneras:

a)  Método analítico:

Determinar el valor de “g” a partir de la expresión  , para cada uno de los casos y el valor medio de las “g” obtenidas, es decir, g_m.

b)  Método gráfico:

Representa en una misma gráfica T² en ordenadas frente a la longitud del péndulo, en abscisas. Obtendremos una recta que pasa por el origen. Determina la pendiente de la recta:

y deduce el valor de “g” constante obtenido de esta pendiente. Compara con el anterior g_m.