Física, Manuel Cerna Larenas Referencia: Física, Raimond Raimond Serway Fuerza magnética sobre partículas cargadas 6
1.- Un protón se mueve con una rapidez de 8 10 m/s a lo largo del eje x. Entra a una región donde existe un campo magnético de 2,5 T de magnitud, dirigido de tal forma que genera un ángulo de 60° con el eje x, estando contenido en el plano xy. Calcular la fuerza magnética y la aceleración inicial del protón si no existen otras fuerzas actuando sobre él. ˆ ( N ) , a 1,66 1015 k ˆ ( m / s 2 ) ] [Resp: F 2,77 10 12 k
2.- Considere un electrón que se encuentra próximo al ecuador terrestre. ¿En que dirección se desviaría si su velocidad está dirigida hacia: a) abajo, b) el norte, c) el oeste, d) el sur? [Resp: a) hacia el oeste, b) sin desviación, c) hacia arriba, d) hacia abajo] 3.- Una partícula alfa (que consiste de un núcleo de átomo de Helio) está compuesta de dos protones y 5 dos neutrones, y se mueve hacia el norte con una velocidad de 3,8 10 m/s en una región donde el campo magnético es 1,9 T y está dirigido horizontalmente hacia el este. ¿Cuál es la magnitud y la -13 dirección de la fuerza magnética sobre esta partícula? [Resp: 2,31 10 (N) hacia abajo] 6
4.- Un protón moviéndose con rapidez de 4 10 m/s a través de un campo magnético de 1,7 T -13 experimenta una fuerza magnética de 8,2 10 N. ¿Cuál es el ángulo entre la velocidad del protón y el campo magnético? [Resp: 48,8° ó 131,2°]
5.- El campo magnético sobre cierta región esta dado por B 4iˆ 11 jˆ T . Un electrón se mueve en el campo con una velocidad V 2iˆ 3 jˆ 7 k ˆ m / s . Determinar la fuerza ejercida sobre el electrón por el
[Resp: F 12,30iˆ 4,48 jˆ 1,60k ˆ (10 18 N ) ]
campo magnético.
6.- Un protón se mueve con una velocidad de V 2iˆ 4 jˆ k ˆ m / s en una región en la cual existe un campo dado por B iˆ 2 jˆ 3k ˆ T . ¿Cuál es el módulo de la fuerza magnética que experimenta la
carga?
-18
[Resp: 2,34 10
(N)]
Fuerza magnética sobre conductores con corriente 7.- Un alambre lleva una corriente estacionaria de 2,4 A. Una sección recta del alambre a lo largo del eje x, con longitud de 0,75 m se encuentra dentro de un campo magnético uniforme B 16k ˆ T . Si la
corriente fluye en la dirección del eje +x, ¿cuál es la fuerza magnética sobre la sección del alambre? [Resp: F 2,88 jˆ ( N ) ]
8.- Un alambre cuya masa por unidad de longitud es 0,5 g/cm lleva una corriente de 2 A con dirección horizontal hacia el sur. ¿Cuál es la dirección y la magnitud del campo necesario para levantar verticalmente verticalmente hacia arriba este alambre. alambre. [Resp: 0,245 T hacia el oeste] 9.- Un alambre de 2,8 m de longitud lleva una corriente de 5 A en una región donde un campo magnético uniforme tiene una magnitud de 0,39 T. Calcular la fuerza magnética sobre el alambre si el ángulo entre el campo magnético y la dirección de la corriente corr iente en el alambre es: a) 60° [Resp: 4,73 (N)] b) 90° [Resp: 5,46 (N)] c) 120° [Resp: 4,73 (N)]
Ley de Biot Savart 10.- Calcule la magnitud del campo magnético en un punto a 100 cm de un conductor largo y delgado -9 que lleva lleva una corriente de 1 A. [Resp: 200 10 (T)] 11.- Un alambre en el que existe una corriente de 5 A está doblado de tal forma que se crea una espira circular. Si el campo magnético en el centro de la espira debe ser de 10 T, ¿cuál debe ser el valor del radio de la espira? [Resp: 31,4 cm] 12.- Un conductor que forma un cuadrado de longitud de lado igual a 40 cm lleva una corriente de 10 A. Calcular el campo magnético en el centro del cuadrado. [Resp: 28,3 T hacia adentro del plano]
13.- Si la longitud total de un conductor es de 160 cm, conformándose una sola espira circular con 10 A de corriente, ¿cuál es el valor del campo magnético en el centro de la espira? [Resp: 24,6 T ]
Ley de Inducción de Faraday Preguntas 14.- ¿Cuál es la diferencia entre el flujo magnético y el campo magnético? 15.- Enunciar con palabras propias la Ley de Inducción de faraday. 16.- Una espira circular está colocada en un campo magnético uniforme y constante. Describa cómo una fem puede ser inducida en una espira en esta est a situación. 17.- Una espira de alambre se coloca en un campo magnético uniforme. ¿Para qué orientación es cero el flujo magnético? 18.-¿Si se deja caer un pequeño imán de barra dentro de un largo tubo de cobre vertical, ¿se produciría corriente en el tubo? Explique. 19.- Explicar Explicar el funcionamien funcionamiento to de un transformador ideal. 20.- ¿Cuánto vale el voltaje en el secundario de un transformador ideal si el voltaje aplicado aplicado en el primario es un voltaje continuo V? 21.- ¿Qué forma tendrá el voltaje posible de obtener en el secundario de un transformador ideal si el voltaje aplicado aplicado en el primario primario es una onda triangular? t riangular?
