Galicia. Examen EBAU resuelto de Física. Junio 2023

PREGUNTA 2. Responda indicando y justificando la opción correcta:

2.1. Se colocan cuatro cargas puntuales  en los vértices de un cuadrado y otra carga  en el centro. La fuerza atractiva que siente la carga  es: a) cuatro veces mayor que la que sentiría si solo hubiese una carga  en uno de los vértices del cuadrado; b) nula; c) dos veces mayor que la que sentiría si solo hubiese una carga  en uno de los vértices del cuadrado.

2.2. Dos focos de ondas sonoras emiten sonidos de 1,7 kHz de frecuencia con la misma fase inicial. Un observador que se encuentra a 8 m de uno de los focos y a 10 m del otro percibe en esa posición: a) un mínimo de intensidad; b) un máximo de intensidad; c) una intensidad intermedia entre la máxima y la mínima.

DATO: velocidad del sonido = 340 m/s

2.1.  La  respuesta  correcta  es  la  b.  Como  vemos en el dibujo, la fuerza que experimenta la carga colocada en el centro del cuadrado es la suma vectorial de las cuatro fuerzas que ejercen cada una de las cargas que están colocadas en los vértices del cuadrado. El módulo de cada uno de esos vectores se calcula con la ley de Coulomb:

Como las distancias son todas iguales y las cargas de los vértices también, tendremos 4 fuerzas iguales en módulo. Al sumarlas se anulan dos a dos, puesto que las que están situadas en la misma diagonal del cuadrado tienen la misma dirección y sentido contrario. Por lo tanto, la fuerza atractiva que experimentaría la carga del centro es nula.

2.2.  La  respuesta  correcta  es  la  b.  El  enunciado  nos  dice  que  tenemos dos focos de ondas sonoras coherentes, porque emiten sonidos a la misma frecuencia y con una diferencia de fase nula. Si aplicamos la condición para que se produzca una interferencia constructiva nos queda:

Como obtenemos un número entero de longitudes de onda, el observador percibirá estando situado a 10 m de uno de los focos y a 8 m del otro, un sonido con un máximo de intensidad, puesto que las amplitudes de las dos ondas se sumarán.