informe 7 fisica 3.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA, METALURGICA, GEOGRAFICA Y CIVIL ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

INFORME CAMPO MAGNETICO TERRESTRE

CURSO

:

LABORATORIO DE FISICA III

PROFESOR ALUMNOS

: :

-

Vento Flores Jaime Jara Rios Javier Castillo Roque Gustavo Huaranga Yantas Brayan Esleyter M. Riveros Ramirez

LIMA – PERÚ

2015

ÍNDICE

Laboratorio de Física III

Pág. INTRODUCCIÓN ……………………………………………………………………………… MONTAJE EXPERIMENTAL

02

………………………………………………………………… 04 CONCLUSIONES ………………………………………………………………………………

07

CUESTIONARIO ……………………………………………………………………………………….

08

BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………………………………….. 09

UNMSM – FIGMMG – Ing. Minas

1


INTRODUCCION:



Campo Magnético Terrestre Un poderoso campo magnético rodea a la Tierra, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior y cuyos polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos de su eje. Esto se produce porque las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año.

El magnetismo de la Tierra es el resultado del movimiento que se produce dentro de ella. La teoría sugiere que el núcleo de hierro es líquido (excepto en el mismo centro, donde la presión solidifica el núcleo) y que las corrientes de convección, que se producen dentro del mismo, crean un gigantesco campo magnético.


2


 Medida de la componente horizontal del campo magnético terrestre En la figura, se muestra un modelo simplificado del campo magnético terrestre, que en una primera aproximación, es el mismo que el de una esfera imantada uniformemente. Los polos geográfico y magnético de la Tierra no coinciden, e incluso a lo largo de la historia se han producido inversiones de los polos magnéticos.

Como puede apreciarse en la parte derecha de la figura, la componente horizontal (local) del campo magnético terrestre BH se dirige siempre hacia el polo Norte.

 Elementos del Campo Magnético Como hemos visto en la mayoría de las proyecciones el norte no es un punto sino toda la línea superior del mapa, y eso hay que tenerlo en cuenta a la hora de hacer cálculos precisos. La diferencia en el centro de la hoja, en los mapas con proyección UTM, entre estos tres tipos de norte es muy pequeña. Esta diferencia entre el norte geográfico y el magnético ya la detectó Colón, pero no fue hasta 1831 cuando se encontró el polo norte magnético. Este punto se reconoce porque además de la declinación magnética también existe la inclinación magnética, que señala el centro de la Tierra. Es cero en el ecuador y de 90º en el polo magnético.

PROCEDIMIENTO


3


Procedimiento1



Primero examinamos y calibramos los equipos que vamos a utilizar.



Con el uso de la balanza determinamos el valor de la masa de la barra magnética. Expresamos este resultado en kilogramos.



Con el uso del vernier medimos las dimensiones a y b de la barra magnética.

MASA (kg)

LONGITUD a (m)

ANCHO b (m)

MOMENTO DE INERCIA (kg-m2)

0.0187

58 x 10-3

4 x 10-3

5.267x 10-6



Con el uso de estos valores hallados determinamos el momento de inercia de la barra magnética teniendo en cuenta la siguiente función.

Procedimiento 2



Determinamos la distancia L entre los polos magnéticos del imán. Esto lo hacemos


4


colocando la barra al centro de la mesa y trazando las líneas de inducción magnética del imán, esto lo hacemos prolongando la dirección de las líneas de inducción que se pueden notar al acercar una brújula a la barra. Procedimiento 3 

Determinamos la dirección del campo magnético terrestre, retirando lo más lejos posible la barra magnética y coloque la brújula en el centro de la mesa. Trazamos la dirección del campo magnético de la tierra.



Trazamos una perpendicular a la dirección del campo magnético terrestre y sobre esta recta alineamos la barra magnética, tal como se encuentra en la figura 3. El punto P es la intersección de dos rectas que se han trazado.



Coloque la brújula en el punto P. Acercando o alejando la barra magnética al P se consigue que las agujas de la brújula formen un ángulo de 45º. En esa posición medimos la distancia que hay hasta el centro de la barra y anotamos.

Procedimiento 4



Por último suspendemos la barra en la orquilla del magnetómetro y lo alineamos con la dirección del campo magnético terrestre. Con la ayuda de otra barra producimos oscilaciones con ángulos de giro no mayores de 10º. Medimos el periodo de esta oscilación y anotamos.


5


1

Nº DE MEDICION Nº DE OSCILACIONES n

10

Tiempo: t(s)

9.30 seg

Periodo: T(s)

1.075

L=11.7 cm

D=5.5 cm

Reemplazando los valores:

B=

8 π √ 2∗5.267∗117 100(1.075)(4 ( 117 )∗ (117 )− (55 )( 55 ) )

B=1.5866*10-4 T UNMSM – FIGMMG – Ing. Minas

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CONCLUSIONES.

-No se puede determinar la dirección del campo magnético terrestre a través de la brújula. Por las alteraciones que pueda tener esta o la alteración de cuerpos cargados. - El plano vertical que contiene a Ht (meridiano magnético) no coincide en general con el meridiano geográfico. - En esta práctica hemos estudiado el componente tangencial del campo terrestre, para ello nos hemos basado en dos relaciones, primero en la fuerza que hace que un imán tienda a su posición de equilibrio, por lo que poniendo uno en un péndulo y desviándolo un cierto ángulo hemos podido hallar una relación entre el momento magnético del imán y la componente tangencial del campo en el que se mueve, que en este caso es el terrestre.

CUESTIONARIO

1. Utilice la ecuación (6) calcule la magnitud de la componente horizontal del campo magnético terrestre. Compare estos resultados con los valores correspondientes dados en las Tablas de los textos.

Utilizando la ecuación (6) que es la siguiente:


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2 2kId

Bh =

 L2  T  4d 2    

I = 5,267 x 10-6 Kg- m2 ; d =0,117m ; T =(1,075) s; L = 0.055m. B=1.5866*10-4 T

2. ¿Qué fuentes de error que han afectado sus resultados obtenidos? ¿Cómo podría minimizar estos errores?  La cercanía de cualquier tipo de cuerpos magnetizados pudo haber alterado la dirección que marcaba la brújula, respecto al campo magnético.  La falta de precisión de los instrumentos utilizados para hallar los polos magnéticos.  El movimiento pendular no fue el ideal, porque a veces el ángulo no era exactamente 10º o sino a veces los movimientos tenían ligeras vibraciones laterales.  Se podrían superar tratando de “aislar” el área de trabajo de cualquier objeto magnético que pueda perturbar el experimento, y también haciendo la experiencia entre 3 personas por grupo a lo máximo para que nadie haga ningún movimiento a la mesa y los instrumentos funciones de la manera más óptima posible.

3. ¿Cuáles son las características del campo magnético terrestre? ¿Cuál es el comportamiento de una barra magnética dentro de un campo magnético?

El campo magnético terrestre es uniforme, la dirección de la imantación interna forma un ángulo de 15º con el eje terrestre.

4. ¿En qué lugar de la tierra los componentes horizontal y vertical del campo magnético terrestre es máximo? ¿Por qué? Explique gráficamente. UNMSM – FIGMMG – Ing. Minas

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En el Ecuador magnético, el campo magnético terrestre no es horizontal; el ángulo que forma el campo con la horizontal se denomina inclinación magnética. En Cambridge, Massachusetts (próximo a los 45º N), el valor del campo magnético terrestre es alrededor de 5,8 10-3 Wb/m2. En el Ecuador se da que las componentes horizontal y vertical del campo magnético terrestre son máximo y se debe a su latitud. Para un ángulo = /2, V es máximo; luego sen = sen/2 = 1, lo cual se da en los polos.

F

L

0

Mo


Ma

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