Laboratorio Electromagnetismo - 3. Estudio de Imanes

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Preparó: Ing. Arbey Arbey Osorio Dulce PR CTICA [email protected] LABORATORIO Actualización: 16/12/12

ESTUDIO DE IMANES

OBJETIVOS

1. Identificar los polos de un imán. 2. Observar la manera en la cual interactúan los polos de un imán. 3. Medir la fuerza entre dos imanes en función de su s u separación. MÉTODO

Con base en el funcionamiento de una brújula se identifican los polos de varios imanes. Posteriormente se emplea la fuerza de atracción gravitacional para determinar la magnitud de la fuerza magnética entre imanes separados por repulsión. MATERIALES

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

MONTAJE

1 Brújula. 2 Imanes en forma de anillo. 1 Imán en forma de barra. 8 Arandelas metálicas. 1 Balanza analítica. 1 Trozo de hilo. 1 Soporte universal. 1 Vástago vertical de aluminio. Regla Cinta adhesiva de papel (Cinta para enmascarar).

Figura 1. Elementos para la práctica.

Laboratorio de Electromagnetismo – Estudio de imanes

Ing. Arbey Osorio Dulce

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UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Preparó: Ing. Arbey Osorio Dulce PR CTICA [email protected] LABORATORIO Actualización: 16/12/12

PROCEDIMIENTO INTERACCIÓN ENTRE POLOS DE UN IMÁN

1. Lea completa y detenidamente esta guía; asegúrese de comprenderla y contar con todos los elementos necesarios para la realización de la práctica antes de llevar a cabo cualquier otra labor. 2. Emplee una brújula para determinar la dirección del polo norte magnético de la Tierra.

5. Tome uno de los imanes en forma de anillo ya caracterizados, cuélguelo de un soporte y acérquele un segundo imán del mismo tipo a unos 10 cm de distancia procurando que queden enfrentados polos opuestos.

CARACTERIZACIÓN DE IMANES

3. Con el trozo de hilo sujete el imán y átelo a un soporte. Provoque un giro suave del imán y espere hasta que se detenga. Observe la cara del imán que queda apuntando hacia el norte magnético de la Tierra y péguele un trozo de cinta de enmascarar para distinguirlo. 6. Observe el efecto que se produce sobre el imán colgado y a partir de ello deduzca la forma en que interactúan polos opuestos de imanes. 7. Repita los pasos 5 y 6 acercando esta vez los imanes por polos iguales. Concluya. 8. Usando el mismo procedimiento, determine los polos norte y sur del imán en forma de barra. IMANES ACTUANDO SOBRE UNA BRÚJULA

4. Vuelva a girar el imán y déjelo que se estabilice; observe si la misma cara del imán es la que apunta hacia el norte magnético. De ser así marque con la letra N la cinta adhesiva indicando con ello el polo norte del imán. Marque la cara contraria con una cinta y la letra S. Repita este proceso para el otro imán en forma de anillo.


9. Acerque el polo norte de un imán en forma de anillo a la flecha que indica el norte magnético de la brújula y muévalo en sus proximidades. Observe. Invierta el polo del imán y repita. Concluya.


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UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, EXACTAS Y DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Preparó: Ing. Arbey Osorio Dulce PR CTICA [email protected] LABORATORIO Actualización: 16/12/12 DETERMINACIÓN DE LA FUERZA MAGNÉTICA

10. En el vástago vertical de aluminio coloque un primer imán en forma de anillo de tal forma que descanse en la base.

13. Mida la masa de una de las arandelas y agréguela suavemente a la barra vertical de tal forma que descanse sobre el segundo imán. Una vez el sistema se estabilice mida la separación que existe entre ambos imanes. Registre en la Tabla 1. 11. Mida la masa del segundo imán en forma de anillo y regístrela en la Tabla 1. Inserte el anillo en el vástago de aluminio haciendo que se enfrenten polos iguales.

14. Repita el paso anterior para cada una de las restantes arandelas. 12. Cuando ambos queden estables en la barra vertical de aluminio mida la separación entre los polos que están enfrentados. Registre en la Tabla 1.



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15. Entregue copia clara y ordenada de los datos obtenidos al profesor del curso. Limpie y ordene los elementos y su sitio de trabajo. Haga entrega formal del material al laboratorista. PROCESAMIENTO DE DATOS

1. Con respecto al apartado “Determinación de la fuerza magnética”, calcule la magnitud de dicha fuerza entre imanes a partir del peso de los objetos que flotan. Haga una gráfica de la fuerza magnética en función de la separación de los dos imanes. Explique la razón del comportamiento de esta curva. ¿A qué conclusiones llega tras analizar la gráfica en cuestión?



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PREINFORME ESTUDIO DE IMANES

GRAN GRUPO PROFESOR

NOMBRE S E T N A R G E T N I

FECHA

PEQUEÑO GRUPO CÓDIGO

1 2 3 4 5

Tabla 1. Determinación magnitud fuerza magnética. OBJETOS EN LEVITACIÓN

MASA EN LEVITACIÓN (g)

SEPARACIÓN IMANES (cm)

FUERZA MAGNÉTICA (d)

Solo imán Anterior + arandela 1 Anterior + arandela 2 Anterior + arandela 3 Anterior + arandela 4 Anterior + arandela 5 Anterior + arandela 6 Anterior + arandela 7 Anterior + arandela 8



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