PAU Física 2008 · Juny · Sèrie 2 · Exercici 2 (Opció A)

Opció A P2) Una esfera petita de massa 250 g i càrrega q penja verticalment d’un fil. Apliquem un camp elèctric constant de 103 N/C dirigit al sentit negatiu de l’eix d’abscisses i observem que la càrrega es desvia cap a la dreta i que queda en repòs quan el fil forma un angle de 37° amb la vertical. a) Dibuixeu l’esquema corresponent a les forces que actuen sobre la càrrega q en aquesta posició d’equilibri. Quin signe té la càrrega q? b) Calculeu la tensió del fil. c) Determineu el valor de la càrrega q. Q3) En la gràfica següent es mostra com varia l’acceleració d’un cos de massa 10 kg que es mou en línia recta. Quin treball s’ha efectuat sobre el cos per a moure’l des de x = 0 fins a x = 8m? Q4) Una radiació de llum ultraviolada, d’una freqüència d’1,5 · 1015 Hz, incideix sobre una làmina de coure de manera que es produeix efecte fotoelèctric. La freqüència mínima perquè es produeixi efecte fotoelèctric en aquest metall és 1,1 · 1015 Hz. a) Calculeu l’energia cinètica màxima dels fotoelectrons emesos. b) Expliqueu què passaria si la llum incident tingués una longitud d’ona de 3,0 · 10–7 m. h = 6,62 · 10–34 J · s; c = 3 · 108 m/s. DADES:

y x G T G eF 37º G P G G G representacions: eF [0,4]; T [0,3]; P [0,1] G G G 3 ˆ = = − q és negativa, ja que eF qE , E 10 i i la càrrega es desvia cap a la dreta. [0,2] ⋅ mg 0,250 9,8 = − = = = = b) equilibri de la partícula: F T cos37 p 0 [0,7]; T 3,07 N [0,3] y cos37 cos37 = − + = c) equilibri de la partícula: F T sin37 F 0 [0,5] x e ⋅ T sin37 3,07 sin37 − − + = = = = − ⋅ 3 T sin37 qE 0 [0,2]; q 1,85 10 C [0,3] − 3 E 10 − + = = ⋅ − També es pot resoldre posant el mòdul de q i del camp: T sin37 q E 0 [0,2]; q 1,85 10 3 C ; = − ⋅ − q 1,85 10 3 C [0,3] Q3 G G G G ; final final ( ) ∫ ∫ = = ⋅ = = F ma W F d A F dx àreasota elgràficF-x = m àreasota elgràfica-x [0,6] inicial inicial (no cal que, a la resposta, s’expliciti que s’ha de fer una integral) ⋅ 20 8 = ⋅ = W 10 800J [0,4] Q4 = + a) hυ hυ E [0,2] incident llindar c ( ) ( ) = − = ⋅ − 34 ⋅ 15 − ⋅ 15 = ⋅ − 19 E h υ υ 6,62 10 1,5 10 1,1 10 2,65 10 J [0,3] c incident llindar = = b) energia de la radiació incident: E hυ ; però c λυ ⋅ 8 c 3 […]