Vibraciones y ondas · Física

PAU Comunitat Valenciana · 40 ejercicios, del más reciente al más antiguo

1. 2025 · Extraordinaria 2025 · Ejercicio 4
Al explotar el último de los petardos de una mascletà que se disparó en Alicante con motivo de Les Fogueres de Sant Joan, se midió un nivel sonoro de 90 dB a una distancia de 75 m del petardo. Suponiendo que las ondas sonoras son esféricas, calcula razonadamente la intensidad de la onda sonora a dicha distancia, la potencia sonora del petardo y la intensidad de la onda sonora a 125 m. Dato: $I_{0} = 1 0^{- 12}$ W/m $^{2}$ .
2. 2025 · Extraordinaria 2025 · Ejercicio 5.A
En la figura adjunta se representa la posición de una partícula de masa 1 kg que describe un movimiento armónico simple sobre el eje $x$ . Obtén razonadamente la frecuencia angular, la energía mecánica de la partícula y su velocidad en el instante $t = 2$ s.
3. 2025 · Extraordinaria 2025 · Ejercicio 5.B
En la imagen de la derecha, un haz láser que se propaga por el aire incide sobre la cara plana de un vidrio cuyo índice de refracción es $n$ . Utilizando la información de la imagen, determina $n$ y la velocidad de la luz en ese medio. Datos: $c = 3 \cdot 1 0^{8}$ m/s, $n_{a} = 1, 00$ .
4. 2025 · Extraordinaria 2025 (Especial DANA) · Ejercicio 4.A
A una olla que contiene agua se le añade aceite en cantidad suficiente para crear una capa plana de caras paralelas flotando sobre el agua. Un rayo de luz, proveniente del aire, incide sobre la superficie aire-aceite formando un ángulo de 70° con la normal. Realiza un esquema de la trayectoria del rayo en los distintos medios (aire, aceite y agua), indicando los ángulos de refracción al entrar en el aceite y luego en el agua. Datos: $n_{ai r e} = 1$ ; $n_{a ce i t e} = 1, 47$ ; $n_{a g u a} = 1, 33$ .
5. 2025 · Extraordinaria 2025 (Especial DANA) · Ejercicio 4.B
La figura representa la propagación de una onda transversal sinusoidal en una cuerda en el instante $t = 10$ s. La onda se mueve hacia la derecha sobre el eje $x$ y su periodo es $T = 2$ s. Determina razonadamente la amplitud, la longitud de onda, la pulsación o frecuencia angular, el número de onda, la velocidad de propagación y la fase inicial.
6. 2025 · Extraordinaria 2025 (Especial DANA) · Ejercicio 5.A
En el campeonato mundial de balonmano femenino de 2023, un espectador a 1 m de una vuvuzela percibió un ruido de 110 dB. Supón la vuvuzela como una fuente sonora puntual que genera ondas esféricas. Dato: $I_{0} = 1 0^{- 12}$ W/m $^{2}$ .
7. 2025 · Extraordinaria 2025 (Especial DANA) · Ejercicio 5.B
Un cuerpo de masa $m = 50$ kg sujeto a un muelle de constante elástica $k$ se empuja comprimiendo el muelle. Al dejar de empujar, el sistema vibra con MAS de frecuencia $\frac{1}{π}$ Hz y aceleración máxima de 2,0 m/s $^{2}$ . Calcula:
8. 2025 · Ordinaria 2025 · Ejercicio 4.A
Una onda armónica transversal se propaga en el sentido positivo del eje $X$ . Las gráficas muestran la elongación de la onda en el instante $t = 0$ s y en la posición $x = 0$ m. Determina la amplitud de la onda, el periodo, la pulsación o frecuencia angular, la longitud de onda y la velocidad de propagación.
9. 2025 · Ordinaria 2025 · Ejercicio 4.B
Dos compresores de aire acondicionado están separados una distancia de 100 m. El primero emite ruido con una potencia sonora de 4 $μ$ W. El nivel sonoro en el punto equidistante entre ellos es de 25 dB. Calcula en ese punto el nivel sonoro debido a cada uno de los compresores. Calcula la potencia sonora emitida por el segundo compresor. Desprecia la absorción del aire y el efecto de los objetos situados en el entorno. Considera que las ondas sonoras son esféricas. Dato: $I_{0} = 1 0^{- 12}$ W/m $^{2}$ .
10. 2025 · Ordinaria 2025 · Ejercicio 5.A
La posición de un cuerpo, de masa $m = 1, 5$ g, que oscila respecto a su posición de equilibrio, está descrita por la función $x (t) = 0, 10 cos (10 π t + \frac{π}{2})$ en unidades del Sistema Internacional.
11. 2025 · Ordinaria 2025 · Ejercicio 5.B
Un objeto de 12 cm de altura se sitúa a 15 cm, a la izquierda, de una lente de 4 dioptrías.
12. 2025 · Reserva 2025 (Junio) · Ejercicio 4.A
En la figura se muestra la propagación de una onda transversal sinusoidal para el instante $t = 1$ s. La onda se mueve hacia la derecha sobre el eje $x$ , su periodo es $T = 2$ s y su amplitud $A = 20$ cm. Si el punto O es el origen de coordenadas, determina razonadamente:
13. 2025 · Reserva 2025 (Junio) · Ejercicio 4.B
Un objeto está situado 20 cm a la izquierda de una lente de $- 4$ dioptrías. Se pide:
14. 2025 · Reserva 2025 (Junio) · Ejercicio 5
El 19/11/2024 aparecía en prensa la siguiente noticia: «Los berberechos de corazón (Corculum cardissa) crean una fibra óptica a través de su concha que ilumina su interior». Supongamos que podemos simular dicha fibra óptica como un cilindro lleno de una sustancia de índice de refracción $n_{1} = 1, 55$ y cuyo recubrimiento es una sustancia de índice de refracción $n_{2}$ . Indica cómo se denomina el fenómeno que se produce en el punto B. ¿Qué es el ángulo límite? Razona cuál de los índices $n_{1}$ o $n_{2}$ es mayor. Sabiendo que $n_{0} = 1, 33$ , ¿con qué ángulo, $ε_{1}$ , debe incidir un rayo de luz en el punto A para que pasando por el punto B salga por el punto C, tal como muestra la figura? Razona todas las respuestas.
15. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio C5
Un objeto de 10 cm de altura está situado a 1 m del vértice de un espejo esférico convexo de 1 m de distancia focal. Calcula la posición y el tamaño de la imagen que se forma. Indica las características de la imagen con la ayuda de un esquema de rayos.
16. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio C6
Un rayo de luz monocromática pasa de un medio 1 de índice de refracción $n_{1}$ a otro medio 2 con índice de refracción $n_{2}$ . Si se cumple que $n_{1} > n_{2}$ , indica y razona cómo cambia la velocidad $v$ , la frecuencia $f$ y la longitud de onda $λ$ del rayo al pasar del medio 1 al medio 2.
17. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio P3
El agua contenida en un depósito está separada del aire por una placa plana horizontal de vidrio, de espesor $e = 10$ cm, estando su cara inferior en contacto con el agua. Un rayo de luz monocromática de frecuencia $f = 3 \cdot 1 0^{14}$ Hz, procedente de una lámpara situada en el interior del depósito, incide sobre el vidrio con un ángulo $θ = 4 5^{\circ}$ respecto de la normal a la superficie de la placa. Calcula razonadamente: Datos: $n_{a g u a} = 1, 33$ ; $n_{v i d r i o} = 1, 62$ ; $n_{ai r e} = 1, 00$ ; $c = 3 \cdot 1 0^{8}$ m/s.
18. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio C5
En la gráfica adjunta se muestra la energía cinética en función del tiempo de una partícula con movimiento armónico simple. Deduce razonadamente el valor de la energía mecánica del cuerpo, su energía potencial en el instante $t = 0, 4$ s, el periodo del movimiento y la frecuencia angular.
19. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio C6
Un rayo de luz se propaga por una fibra de cuarzo rodeada de aire. Tras incidir sobre la superficie cuarzo-aire con un ángulo $θ = 41, 8^{\circ}$ , se propaga paralelamente al eje de la fibra, como indica la figura. Explica qué ocurre si el ángulo de incidencia es mayor que $41, 8^{\circ}$ y nombra el fenómeno. Calcula el índice de refracción del cuarzo. Dato: $n_{a} = 1, 00$ .
20. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio P2
Una ballena azul emite un sonido de frecuencia 25 Hz por agua de mar. Se considera que es una onda armónica y unidimensional que se propaga en el sentido positivo del eje $X$ a 1500 m/s. En $t = 0$ s y $x = 0$ m la función de onda se encuentra en un máximo, de valor 32 $μ$ m. Determina:
21. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio P3
En la figura se representa una lente delgada $L$ , un objeto $O$ y la posición de la imagen $O^{'}$ que se produce.
22. 2023 · Extraordinaria 2023 · Ejercicio C5
Determina el periodo, la longitud de onda, el número de ondas y la velocidad de propagación de una onda sísmica transversal cuya función es $y (x, t) = 2 sin (50 π t - \frac{π}{2} x)$ (todos los valores en unidades del SI). Si $y (0, t) = 2$ m, determina razonadamente el valor de $y (8, t)$ y el valor de $y (0, t + 0, 04)$ .
23. 2023 · Extraordinaria 2023 · Ejercicio C6
Escribe la expresión del nivel sonoro (en dB) en función de la intensidad de un sonido. Demuestra que una persona expuesta a un nivel sonoro de 70 dB recibe una intensidad 100 veces menor que aquella que está expuesta a un nivel sonoro de 90 dB.
24. 2023 · Extraordinaria 2023 · Ejercicio C7
Demuestra que una lupa produce imágenes derechas de objetos reales si estos se encuentran entre la lupa y su foco objeto. ¿Estas imágenes son reales o virtuales? ¿Dónde debería situarse un objeto real si se desea obtener una imagen invertida? ¿Qué ocurre si situamos el objeto justo en el foco objeto de la lupa? Para responder usa en cada caso un trazado de rayos.
25. 2023 · Extraordinaria 2023 · Ejercicio P3
Una lente delgada en aire tiene una distancia focal imagen de $- 10$ cm. A 5 cm de la lente se sitúa un objeto de 2 cm de altura.
26. 2023 · Ordinaria 2023 · Ejercicio C4
Una onda armónica está descrita por la función $y (x, t) = A sin (2 π f t - k x + φ)$ y se propaga por un medio con velocidad $v$ . ¿Cómo cambian su frecuencia, número de onda y fase inicial cuando esta onda pasa a otro medio donde su velocidad de propagación es $2 v$ ?
27. 2023 · Ordinaria 2023 · Ejercicio C5
La figura muestra, en un instante fijo, una onda plana que incide desde la izquierda sobre una pared con un pequeño orificio y pasa a ser una onda circular. ¿Cómo se llama este fenómeno? Explica en qué consiste. ¿Qué magnitud física es la distancia $d$ que se representa en la figura?
28. 2023 · Ordinaria 2023 · Ejercicio C6
En la figura se muestra una lente $L$ y la posición de un objeto $O$ . La imagen es virtual y se encuentra a 10 cm de la lente. Determina la distancia focal imagen de la lente, la potencia de la lente en dioptrías y el tamaño de la imagen si el objeto mide 5 cm.
29. 2023 · Ordinaria 2023 · Ejercicio P3
Una onda armónica se propaga hacia la izquierda por la superficie de un estanque y provoca la oscilación de una boya, que pasa de la posición más baja a la más alta en 3 s. La figura representa la onda y la boya (círculo negro) en los instantes $t = 0$ y $t = 3$ s.
30. 2022 · Extraordinaria 2022 · Ejercicio C5
Una onda transversal en una cuerda viene descrita por la función $y (x, t) = a sin (2 π b t - c x)$ . ¿Qué magnitudes físicas representan $a$ , $b$ y $c$ ? ¿Cuáles son sus unidades en el Sistema Internacional? ¿Qué información aporta sobre la onda el signo negativo de la expresión? ¿Qué magnitud física representa el cociente $2 π b / c$ ?
31. 2022 · Extraordinaria 2022 · Ejercicio C6
En el fondo de una piscina llena de agua salada se sitúa un pequeño foco luminoso (ver figura adjunta). Se observa que el rayo A se refracta y sale del agua con un ángulo de refracción de $4 4^{\circ}$ , pero el rayo B no se refracta. Determina el índice de refracción $n$ del líquido y explica razonadamente el motivo por el cual el rayo B no se refracta. Dato: índice de refracción del aire, $n_{ai r e} = 1, 00$ .
32. 2022 · Extraordinaria 2022 · Ejercicio C7
Una persona usa habitualmente gafas con lentes y no sabe si éstas son convergentes o divergentes. Se quita las gafas y situándolas a 30 cm de un objeto obtiene sobre una pared una imagen enfocada a 2,7 m de la gafa. ¿Qué potencia posee la lente? ¿La lente es convergente o divergente? Razona si la persona es miope o hipermétrope.
33. 2022 · Extraordinaria 2022 · Ejercicio P3
A partir de un objeto de 15 cm se desea obtener una imagen invertida de tamaño $0, 75$ m sobre una pantalla. Para ello se dispone de una lente convergente de 4 dioptrías.
34. 2022 · Ordinaria 2022 · Ejercicio C5
Una fuente sonora puntual de potencia $1, 26 \cdot 1 0^{- 4}$ W emite uniformemente en todas las direcciones. Calcula la intensidad $I$ a 10 m de la fuente. ¿Cuál es el nivel de intensidad sonora en decibelios a dicha distancia de la fuente? Dato: $I_{0} = 1 0^{- 12}$ W m $^{- 2}$ .
35. 2022 · Ordinaria 2022 · Ejercicio C6
En la figura se muestra una lente, la posición de un objeto $O$ y la de la imagen $O^{'}$ que la lente genera de dicho objeto. Determina la distancia focal imagen de la lente, la potencia de la lente en dioptrías y el tamaño de la imagen si el objeto mide 2 cm.
36. 2022 · Ordinaria 2022 · Ejercicio P3
La función que representa una onda es $y (x, t) = 2 sin (π t - 8 π x)$ , donde $x$ e $y$ están expresadas en metros y $t$ en segundos. Calcula razonadamente:
37. 2021 · Extraordinaria 2021 · Ejercicio C5
Escribe la expresión del nivel sonoro (en dB) en función de la intensidad de un sonido. Un auricular produce en la entrada del oído un nivel sonoro de $80$ dB. Calcula la intensidad sonora en ese punto en W/m $^{2}$ . Dato: intensidad umbral de referencia $I_{0} = 1 0^{- 12}$ W/m $^{2}$ .
38. 2021 · Extraordinaria 2021 · Ejercicio C6
Deduce la relación entre la distancia objeto, $s$ , y la distancia focal imagen, $f^{'}$ , de una lente para que la imagen sea invertida y de doble tamaño que el objeto.
39. 2021 · Extraordinaria 2021 · Ejercicio C7
Describe en qué consiste la hipermetropía. Explica razonadamente el fenómeno con ayuda de un trazado de rayos. ¿Con qué tipo de lente debe corregirse y por qué?
40. 2021 · Extraordinaria 2021 · Ejercicio P3
A través de una lente delgada se observa el ojo de una persona. Sabiendo que la lente se sitúa a 4 cm del ojo y teniendo en cuenta los datos de la figura (el ojo mide 2,0 cm a simple vista y 3,0 cm visto a través de la lente), determina: