Preguntas
ga La
qB
(29.14)
PREGUNTAS
1.
la dire dire io
nega nega va ~Cu3 ~Cu3.l .l on
la la
rz direc-
~-v-
cion un pued pued
po
uste uste
vi
de ir acer acer
on
pu
.~ .
;'
qu
de llas llas tra-
pa ar
qu gina gina cuan cuando do'r 'rep epen enti tina name ment nt se form form un camp camp ~eti ~etico co misma. Qu su ed co las parnculas? perp perpen endi di ul pue ga ov di nt un ampo ampo lect lectri ri o> Prop Propor or ione ione un jemp jemp spec specff ffic ic
F ig ig u
n,
6.
· P 29 29 .1 .1 4
po
ul
tardan
camara ra de butb butbuj ujas as 17. La cama
ra
ne o.
Liste varias simi simili litu tude de dife difere renc ncia ia .ent .entre re la fuer fuerza za eJ,e eJ,ecctric tric magn magnet etic ica. a. 7. Just Justif ifiq ique ue el sigu siguie ient nt enun enunci ciad ado: o: "E impos imposib ibl~ l~ para para un ,camporn pornag agne neti tico co cons consta tant nt (e otra otra pala palabr bras as mdep mdepen endi dien ente te un part partic icul ul carg cargad ada, a, vista un le
de
6.
movi-
pa
di
ga ya
da po
10
bl rnag rnagne neti tico co unifo uniform rme. e. Expl Expliq ique ue
la
figu figura ra P29. P29.20 20 se proy proyec ecta ta ha
girar? girar? Expliq Explique. ue. un
ri nt
de orri orri nt
gion gion de ermi ermina nada da de espa espa io
en as bobi bobina nas? s?
na camp camp
magn magnet etic ic
unif unifor orme me
un fu rz resu result ltan an sobr sobr un dipo dipo la dire dire cion cion de fuer fuer resu resu tant tant gi
on
un
agne agne co
eCu3 eCu3.l .l
ne la
gu on circunstancias? velo veloci cida da a: converjan.)
ri
nt or
de
on
de la part partic icul ulas as carg cargad adas as conf confin inad adas as ue
(Sugeren-
br F ig ig u
P29 20
(Cor (Corte tesi si
de C e n tr tr a l S c i e nt nt i fifi c
ComptJny)
\,
930
CAPITULO
29
C am po s m g n~ l c o
PROBLEMAS sencillo, intennedio, desafiante soluci6n
isponibl
solucion comple
isponibl
en el S tu de n
en http://www.saunderseollege.com/physics/.Ia
S o u ti o
a nu a
an
S t d y Guide
us computador
para resolver el problema
un
20.0 m/s.La
Fisica
problemas pareados: numericoa/simbolicos
interactiva
Secci6n
I c am p m a
[hi
vi
de
rt
rapide
tal un form a)
--------1
clentro de
--------1 :
X
X
X
X
:
X
X
.!
:
c)
X
X
es
illllts
IXXXXI
I
de magnitud
0.01
perpendicu
el su lo
campo magnetico
de 1.70
ue
experimenta
de magn ud :.Cu an on el campo? magnedco uniforme un 1. km/s (e la direccio p
d)
clerecha --------1
go pe
v=
!ill F ig u r
.E qu dire cion este
(i
P29.
enderi
2j qu
desv arse
ve oc da
es
ur positivo
desviacion magnetic en la direccio la dire cion de ampo magn ti os
negativa. c:.CuaIes
st
uniforme es
cidad
magneti-
gn arga experi en a> la
Secci6n 2 9
(1.4Oi
3.70
2.1Oj) T. Encuentr br on
la expresi6 velond
F u a m ag n asob c o n d uc to r q u e n e v a c o n ie n t
10 m/s
4.
gu
gn a) la mag-
la
y. c:.CuaIe so la
leracion?
du or 2. ment haci el sur. c:.CuaIe so Ia dire cion ne este alambre? tar verticalment
on la magninA.
tic uniforme
1.00
1,0
lOIS m/s2"e
su vel~i~
e s c i ' en
la direccio
dire io +z.,petermin
cuando la mag-
Yl uniforme de 1.70 T. :.Cu Ie so maximo la ue ne a c
magnetico
os va or
di-
recciennorte
gr m/s
el camp
on
electric
100 N/C
escercan
1.60 en la direcmagnetic uniforme de magnitud x, cion positiva. Si la eCuaIes la fuerza magnetic sobr la seccio de alambre?
un
rm
na
b) 90.0°, c) 120°. 16 Un ondu to suspendido po do
un on
de ob Ia
kg/m,
op
br
ambr Qu
ng 0. flex bl s, oorri nt gn
de
Problemas
.,
,j.::
..
",
'x
:~,:~':~m
'·
X"
Figura P29.16 Figura P29.19
di
ra
or
I!!] U n c am p m a g
17. 1.00 g/rn
qu
ir unda la
horizontalmen-
50.0
la,
mantiene
Problemas 19 20.
u n d ip o
co m a g ni ti c o
ceun ue n e sabre gran intensidad-s pone
u rm e
ba du
ni uc or nt di nP29.21. Si un corr en I, po gn ul (J co la vertical 'en la posicion de anillo ~cuaIe so la magnitud
levitando
18. En la figura P29.18
40.0 -ab, b e
de;-
.f 5.00
ne ic un fonn de agni ud B= reccion positiva Determ ne la magn tud' la direccion de la fu rz rn gn ti sobr ad segmen o.
Figura P29.21 Figur 19.
P29.18
6 .6 0
de radi desc ns sobr do ri le para elos (Fig ep rado po un distan ia d= 12.0 iene longitud uc nt
\. ·P29.19)
.=
rieles si deslizarse Si la
la barr
orri nt
de 35
Ylos rieles
re
'm
rnA ntre la do esqu na
opuest
diatubo
1.40
re
pe
radio desc ns obre do ri le para elos (Fig P29.19), separad, qu tien na di ongitu conduc un corr en en la di
60.0·
la
ua
0.240
haci el nort
52.0
0.720
os
mo "Caso magn ti sobr
Secci6n 2 9
as al nort 0.850 ub os or
la esqui-
la fuerza tubo,
M om en t d e t o s l6 n s ob r u n e Sp l c o r e n t e n u n c am p o m a g n e c o u n H or m e 17.0 rn
circuito individual de 2.00
hay
"p rpendicu ar
laobarra
sr
de
un
0.800 la
om
ne
la espira.
29
.e
C a m po s m a gm l o s
om nt
la brii ul
ciales mfnima.y
iene nerg po nu: nt trabajo debe reali-
ax ma b)
pri-
po iman
de barra,
la ul im
orientacion?
circul po el alambre. ng
10 vuelta enro
b= 0.30 m. La sp ra eje (Fig
30.
irnan de barra
mera hast
rticul
larg
br para diferent
de
orient ione
de circul
ampo
angulo
29 25). eCua .e
agnitu
de
om nt
de or
la
uniforme
cuan-
di
~CuaJ.es la
Mo mi e n u n c aQ lP O m ag n6 t c o u n o rm e
Secci6n
dirigido verticalment .Un
re
haci abaj
ti ne un
agnitu m/s.
on
26
n'
kg.
larg de
on un
on Las
po o.
raye torias so
perpendi ular
un
Figura P29.25
4. tS
tu
La
01
de
ampo
agnetico e, masa
masa 2mI')
e,
),
fa
rg
masa 4 m p ) se
as
la
la fuerza magnetic
en equi
librio.
tr
cu re para el deut ro yse
A.
Td
T..
tr
tra-
or
gn momentum angu-
-se
10-25 -s p. U= -p.·B. Pued
de
en terrni-
ra de
n.
reproducir
de un
29. La
ma-m", 48 0° bajo la hori on l.
do Iden if qu
orientaciones
m'se
nt
933
Problemas
(Opcional)
R' relacion
en el espaci
cosmicos
de
2R
0.200
iriterestela
,ef
orbita de Mercuri al1010m), eCuaJ.es el camp mag-
5.
te 1=20.0 gn
m/s
on
part
ur 29 8. IC 0.840 10-10 de rg produc un voltaj Hall
la
plat es &!
carga
lO
Ie
Secd6n
iones>
la densidad
un 15.0 #LV,cuaJ
de es va or dent fiqu lo
(Opcional)
Secci6
9,.
A p l e ae lo n e q u n vo lu e a n e l m o v im ie n t d e p a c u a s c a g ad a e n u n c am p o m a g ne t e o Figura P29.48
ne ic ectr co de cr to Bj. Si
po las expresione ta qu 10
rr
positivo no se de vie.
po 2.00 kV
de 1.
entran corriente
pend ul su velo idad s. De er in el radi de su trayectoria circular. b) pi para ione de uran -235 ~C6mo depend la relacion de radios de trayectori de voltaj de aceleracion de la nt nsid de ampo magneticoi quematicamente en lafigur 29.23. El camp electric en im tre las pl el ampo agnetico anto l-selector de ve oc da co camara de desviacion Calcule ne carga qu rnasa m~ 2.18 10-26 kg.
!es
,illd
lectrone En un
po atom nt
en pV cu magn tu (Suponga qu 8.48
se
pa ro un camp magnetic de 0.450T de magnitud sobr un region ciclo-
ax ma dquirida po lo proton s? do rm no 16 kg momentum
nd ca este resu tado do
,d
T?
11[]
br
de ampo 1028 qu
agne ic
erre tr
120 rnA.
la rapide
6.
km
ua
ne
2.00 mm encuentrela
or
rg
e).
I1Ll
ug ri
ng
qu
ne 0.
ra
PROBLEMAS ADICIONALES Yl
po
fo
nd
o,
ne c3!tn-
.lla Ignor
correcciones relativistas
0.10
de magnitud desplazandos
perpendicularment ampo es perpendicula la velocida de electron a) Determin gi tarda de Campo" dado qu recorr un trayectori semicircular b) ncuentre en rgfa in tica de lectro si la profun La direcc on de
La
CAPfTULO 2 9
934
54.
ra metalica rrient de 10.0A se desl separados O.SOO m. ~ Q u e
C a m po sm a g n e l o s
muev
obre do rie1 horizontales mp magnet co vert ca se re
velocida
Vi
i?
58. em
de
!ill
un
re
c1 ar
mu ve horizontalment para enfr ar
niicleo
rz
de re ctor na
sodi
esta manera Un rg posi iv q= 3.20 10-19 locidad (2i 3j lk) m/s traves
movil
altura h.
tubena fe ta un secci6
9.
norte.
liqui-
up
ancho
ha
sobr si
de ongi ud pr
ve-
a.carg movi (e no cion de vectores unit rios (2i 4j lk) Ty b) ~Que os
60.
ue ne de
berfa,
ob ha
Yq di
61.
30 ul
magnetico. Ignore efecto relativistas mpo nt
do
ui do
de ongitud. Lo resort se arga .SOOcm ba el pe so de alambr ir ui tien un resist ncia ot de 12.0 O. uand ct va un camp gn ico, qu pungi 00 ua tico? (L part superior de ir ui st fi a.
Figura P29.55
56. ue 1.00 componente
del momentum de lo protonesconform magnetico,
de
mpo. (Sugerencia: ignore
os ef to
rela iv stas
19
·.....
..
!.=--5.00
em--=.j
Figura P29.61
Figura P29.56
Vi
F;j.
de
er ;,
ra
La
935
Problemas
29
rela ionada por
'lJ>
de
on de
uerd
co
I!l 'lJ>
ua io
(F
9.
).
nt
29.11. Advier
na 5.29
de
or
10-
TW
kg/m
ne
ne ic vert ca uniforme om se ve figura 29 63 br un angulo 45 0° on vert al cuando stan en qu librio de ermine in ensida de ?IDp magnetico. 64. Una barra tudu conduc un barra orri nt rt lingulo term ne la nt nsid
10una energi cine ic magnetic de magnitud
P29.69 a) Encuentr de
ampo
Figura P29.63
agnetico
Problemas63
la distanci
un
el
ua
xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx xxxxx
64.
bo
Figura P29.69
J:J.
70. La
9.
pr di
nt ne os
28 '42 50 61 68
Figura P29.66
desde .el
termine el
os ciclotrone se ut li an alguna ve es para determ na 6.
1.QO 45 0° co
pr
65
de
79 90 102
0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
la fron e-
CAPiTULO 29
936
C am p o m a gn ~ i co s
0.20 un ensi ad portad re carg 26/m cu;Ues el espeso la mues ra trard lo gilala ra lu ye un ar eria usan un me idor elec ro agnetico fluj Fig. P29.71). Lo electrodos hace con-
sangre b) Verifique qu el electro stra lsi la fe
72
ct co la pe fi ie io el an in cual ie 3. ia etro in em a) ar un ca po agne ic ag itud un fernde p, aparec en re lo electrodos Calcul la rapi ez la
es positive, com
movilesen la sangre estan predominantement carga os manera posi iv negativa? Explique. om es ilus ra en lafigur 29 2,un parncula masa qu iene carg posi iv inicialmente viaja haci arriba el ci ad vj. el rige co rdenadas ingres un regi en re qu co ie un camp magnetic uniforme Bk irigid perpen icular haci afuera la pagi a. a) u:ile el valo critic
tal ue la partfcul apenas alca ce
Describa la trayectori la particul bajo es condicio predig su velocidad final. b) Especifiqu la trayectoria la par critfcul su velocidad'fina si ico. c) specifique la rayect ri la partfcul su e-
Arteria
loci ad fi al si es
ay
ue el al
critic
potenci6rnetro -B
F i g ur a P 2 9 .7 1
PUES
LA
ro
OR
la fu za
ad
29
GU
F i g ur a P 2 9 .7 2
ic
SA
je id po
la ca a,
ca aliz W= (FB·v)dt rabajo re uier un co pone fuerza 10 largo la ireccio el movimiento se afec ad La fuerza ag etic ejerci po co so un ar ro rc lo id ca la al rg io ria, it ac is fu
peri en un fuerza irigid haciaafuer la pagma, pero es fuerza es ca cela po un fuerza irigid manera opuest qu acni sabr la corrient mien ra se
ra 29 un es za
magnetica, ),
st
el ej
lo 29
es
re la
es
alambr perpen icular al camp magnetic ich ro od la lo gi ud la sornbr el ca po agne tico proyectad po el br so perpen iculares al ca po Las pequefias piezas verticales no experimentan fuerza agnetica porque su corrientes so paralela al campo. uand el alambr en b) se ro pe en ucho pe uefios segmen er icales horizo tale qu se altema paralela perpen icular mente al mentos horizontales perpen iculares al ca po y,en consecuencia, ue experirnen an un fuerza uego iene ), al re fe rp ic la fuerza. La
es st eg el ca ag co experirnent un mayo fuerza el intense, el la lado .~ Fl' En consecuencia, aderna el moment rsio resultan la fuerzas, sobr la espira
29
sm sm
rrie
la
todos, Para c) p. apun
p. ag haci arriba
es perpen icular al ca po rnag etic p.R, Este'es rsio sibl si ui producto cruz ra ar ), cu p. apun haci el superi erecho co se ilus ra en la Fig. 29. 3b) Finalmente, p. pa ir en a) un ta larg la irecci en co secuencia, eI en rsio es cero El selector veloci ad asegur qu lo re tipo particula enga la misrna rapi ez No se pueden deterrni-, as carga in ividuales pero las partfculas.se pue en clasificarmediante la proporci6 m/q. La ecua cio 29.1 in ica qu aquellas particulas qu viaja traes
rc lo
ra io
ra
lacion m/q. Po an o, la clasificaci6 menor, es c, b, a.
ie en
m/q,
30.1
30.2 30.3
le de
iot-Sava
fue za maqnetica en conductore paralelos
do
ey de Ampe
30.4 EI camp
qnetlc
de un
solenoi~ 30.5 Flujo mag~etico 30.6
le
Gaus en el magnetismo
30.7 Cor iente de desplaz miento la fo Ampere
30.
(Opcional Ma materia
etismo en la
30.
(Opciona/ EI campo maqnetico de la TIer
