Trabajo Colaborativo Fase 2 ELECTROMAGNETISMO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ELECTROMAGNETISMO Trabajo T rabajo Colaborativo Colaborativo 2

ELECTROMAGNETISMO

TRABAJO COLABORATIVO 2

Presentado por:

GRUPO 2012A!21

Presentado a: ORLAN"O #AR$ER

UNIVERSI"A" NACIONAL ABIERTA % A "ISTANCIA UNA" BOGOTA& BOGOTA& OCTUBRE "E 201'

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ELECTROMAGNETISMO Trabajo Colaborativo 2

INTRO"UCCI(N

Con el desarrollo de la guía de actividad del trabajo colaborativo dos, se busca que el estudiante este en las capacidades de estudiar y verificar toda la temática de la Unidad 2, permitiendo de esta manera que pueda evaluar las capacidades adquiridas en el transcurso de la unidad, poniendo en práctica dicho aprendizaje con el desarrollo de los ejercicios y la temática en general, Con el resumen, de un tema como lo son los campos magnetostáticos, materiales y dispositivos magnéticos su funcionamiento, busca entender, manejar y adquirir destreza para el desarrollo del curso


OBJETIVOS GENERAL

 Conocer los conceptos básicos relacionados con el electromagnetismo

OBJETIVOS ESPEC)*ICOS  !prender conceptos básicos relacionados con los campos magnetostáticos, materiales y dispositivos magnéticos  "esarrollar #$% ejercicios de los propuestos para la unidad y compartirlos en el foro colaborativo con los demás integrantes del grupo


"ESARROLLO

1+ ,En -n e.per/ento n-ear se -e3e -n prot4n de 1+0 Me3+ en -n apo a5n6t/o -n/7ore s/5-/endo -na tra8etor/a /r-ar+ ,9-6 ener5a de;e tener -na part-a a7a para se5-/r a /sa 4r;/ta< 7

V α =1,38∗10 m / seg 1

K 0= m v 0

2

2

−27

mα =6,68∗10

kg

mα =4 m p −19

q α =3,20∗10 q α =2 q p

}

F =qvB 2 v qvB F = m r 2

v ¿m r

¿ r=

r p=

vm qB v p m p

q p B v m r α = α α q α B

}

C


v α =

v α = v α =

v p m p

v α m α

q p B

q α B

=

v p m p qα q p mα v p m p 2 q p 2 m p q p

v p 2 1

K

∝

= mv v 2α 2 1

2

K

=

K

= K p

∝

∝

2

4 m p

v p 4

−13

K α =1,6∗10

J

2+ Un aa;re de 1+0  de ar5o e3a -na orr/ente de 10 aper/os 8 7ora -n =n5-o de >0? on -n apo a5n6t/o B /5-a a 1+' @e;er2+ Ca-e a a5n/t-d 8 d/re/4n de a 7-era -e o;ra so;re e aa;re+ → → F =i L∗ B → F =i∗ L∗BSenѲ (−k ) → o F =0,1∗1, 5∗Sen 30 (−k ) →


F =0,15∗0, 5 (−k ) → F =−0,075 k Newton

>+ Un aa;re de D0 + de on5/t-d 8 10 5r de asa est= s-spend/do ed/ante -nos aa;res 7e./;es en -n apo a5n6t/o de /nd-/4n de 0+0 @e;er2+ ,C-= es a a5n/t-d 8 d/re/4n de a orr/ente -e se re-/ere para e//nar a tens/4n en os aa;res -e o sost/enen<

F 1 + F 2−mg= 0 F 1 + F 2 ¿ F m F m =ilBSenθj

F m −mg= 0 →iLB −mg=0 →iLB =mg

mg i= LB

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ELECTROMAGNETISMO Trabajo Colaborativo 2 −3

10∗10

i=

−2

60∗10

kg∗9,81 m∗0,4

m 2

s kg

2

A s

i = 0,42| A|

+ En -n apo a5n6t/o de EF 0+'0 @e;er2& ,para -6 rad/o de tra8etor/a /r-ar= -n eetr4n on -na 3eo/dad de 0+1< "atos& ' ( )*) +eberm 2 v ( )m ( .-)/-)01 3 ( 4-5)2/-)0⁹

r=

m ∗v Q∗B

(9,10∗10 −31)∗( r=

0,1 m

s

(−1,602∗10 −19 )∗(0,50 −13

r =−1,136∗10

m

)

Weer ) m2


+ Un prot4n -e t/ene -na rap/de de 6

5.0∗10 m / s −14

8.0∗10

m/ s

en -n apo a5n6t/o s/ente -na 7-era de N Ha/a e oeste -ando se -e3e 3ert/aente Ha/a

arr/;a+ C-ando se -e3e Hor/ontaente en -na d/re/4n r-;o a norte& s/ente 7-era ero+ "eter/ne a a5n/t-d 8 d/re/4n de apo a5n6t/o en esta re5/4n+ La ar5a so;re -n prot4n es  F −19 1.6∗10 C

Pantea/ento a a so-/4n: Como el prot6n no siente fuerza cuando se mueve hacia el norte, el campo debe estar en una direcci6n norte4sur 7ara una fuerza hacia el oeste cuando el prot6n se mueve hacia arriba, la regla de la mano derecha dice que B debe apuntar hacia el norte #8l pulgar apunta al oeste y los dedos estirados de la mano derecha apuntan hacia arriba s6lo cuando los dedos doblados apuntan al norte% 9a magnitud de B se determina mediante la ecuaci6n F =qvBsen!

So-/4n: Con :en !=90 " −14

8.0∗10

¿ ¿

B=

N

F =¿ qv

10+ Un eetr4n 3/aa a

7

2.0∗ 10 m / s

en -n pano perpend/-ar a -n

apo a5n6t/o -n/7ore de 0+010T+ "esr/;a s- tra8etor/a -ant/tat/3aente+ Pantea/ento a a so-/4n:


8l electr6n se mueve con rapidez ; en una 2 trayectoria curva, por lo que debe tener una aceleraci6n centrípeta # =v / r 8l radio de curvatura se determina con la segunda ley de
So-/4n: :e insertan = y a en la segunda ley de
∑ F =m# 2

pvB=mv / r

:e despeja r r=

mv pB

!sí que F es perpendicular a

v ⃗

, la magnitud de v no cambia ! partir de ⃗

esta ecuaci6n se ve que, si B =$onst#nte , entonces r ( constante y la curva debe ser un círculo, como se afirm6 con anterioridad 7ara obtener r se ponen n>meros& −31

( 9.1∗10 r=

7

kg )(

−19

( 1.6∗10

2.0∗10 m

s

C )( 0.010 % )

)

=1.1∗10−2 m=1.1 $m

11+ Un aa;re e6tr/o en a pared de -n ed/7//o porta -na orr/ente d de 2'A 3ert/aente Ha/a arr/;a+ ,C-= es e apo a5n6t/o de;/do a esta orr/ente en -n p-nto P a 10  a norte de aa;re< 7artiendo de la suposici6n de que el alambre es mucho más largo que la distancia de -)cm utilizaremos la siguiente ecuaci6n&


B=

B

(=

∗m

−7 %

4 ( ∗10

A

)∗(

& 0 ' 2 (r

25 A )

( 2 ( )∗( 0.10 )

−5

B =5 ) 10 % esl#s

 7or la regla de la mano derecha el campo apunta hacia el occidente  8l campo del alambre tiene apro/imadamente la misma magnitud que el de la ?ierra, así que una br>jula podría no apuntar hacia el norte sino en una direcci6n hacia el noroeste  9a mayor parte del cableado eléctrico en los edificios consiste en cables con dos alambres en cada uno Como los dos alambres portan corriente en direcciones opuestas, sus campos magnéticos se cancelarán en gran medida

12+"eter/ne a a5n/t-d 8 d/re/4n de a 7-era entre dos aa;res paraeos de >'  de ar5o 8 separados D+0 & s/ ada -no porta 2'A en a /sa d/re/4n+ 9( $*m

@ ( 2* !

:eparaci6n d ( 5 cm ( 5 A -) 42 m F = 'l∗B

!plicando la ley de !mper

∮ B∗*L= & ∗ ' o

B ( 2 ( + * ) = & o∗ '

∮ B ∗*L = & ∗ ' 1

B 1 ( 2 ( + * )= & o∗ '

o


B=

&o∗ ' 2( +*

B 1=

&o∗ ' 2( +*

7ara hallar la direcci6n en el punto *L∗ r ⃗

^ ∗ j ) *Lr (−k ^

*Lr ( i^ )

?omamos solo la direcci6n y esta será la 'B 1= ⃗

&o∗ ' 2( +*

7or la regla de la mano derecha

( 4 ( ∗1 0− ) (25 A ) B= =83,3∗1 0− [ % ] − 7

6

2

( 2 ( )( 6∗1 0 )

8l cable - produce un campo ' - que ejerce una fuerza =- seg>n la formula F =*L∗B

^ )∗B ( j) F = '*L (−k ⃗

⃗

^

F = 'B ( i^ ) ⃗

−6

F =(25 A )( 83,3∗1 0 ⃗

F =2,083∗1 0 ⃗

−3

)( i^ )

[ N ]

!sí mismo, el alambre 2 ejerce una fuerza = 2 que tiene la misma magnitud de = -, pero con sentido contrario !sí, entre los alambres e/iste una fuerza de atracci6nB pues el sentido de la corriente es el mismo para ambos alambres


1+Un de5ado soeno/de de 12  de ar5o t/ene -n tota de 20 3-etas de aa;re 8 porta -na orr/ente de 2+0 A+ Ca-e e apo en e /nter/or& era de entro+ =6rmula para hallar el campo agnético en el interior 

∫ ⃗B∗* L⃗= BL #

BL= & o + n + L + ' B = &o + n + '

"onde ' ( Campo agnético en el @nterior &o

( Constante de permeabilidad en el vacío

n ( n>mero de espiras @ ( @ntensidad de la corriente que circula por el solenoide 7ara este ejercicio no se tendrá en cuenta la longitud del solenoide por lo que se considera no genera afectaci6n en el resultado obtenido en el campo magnético ' ;alores

|B|=( 4 ( ∗10−7 )( 420 )( 2 A ) |B|=1,05∗10−3 [ % ]

⃗B =1,05∗10−3(−i^ )[ % ]


CONCLUSIONES

 Con el desarrollo de los ejercicios de la unidad dos, el estudiante está en capacidades de verificar los concomimientos adquiridos  Con el desarrollo de los ejercicios el estudiante eval>a sus conocimientos en base al desarrollo de la unidad @  8l aprendizaje basado en problemas #!'7% es un método docente basado en el estudiante como protagonista de su propio aprendizaje, nos permite crecer en la b>squeda de la profesionalizaci6n a través de la soluci6n de problemas cotidianos y reales


RE*ERENCIAS BIBLIOGRA*)CAS

 !rturo D CastaEo, 9 #2))%& C!DF! G C!7H 898C?D@CH U<<8 I =acultad de @ngeniería  U
de&

 =ísica principios con aplicaciones Decuperado el -J de Hctubre de 2)-*, de& https&booQsgooglecomcobooQsO id(/=3R;'7H"m)CSpg(7!*J.Slpg(7!*J.Sdq(UnaTl C$!"neaTdeTpotenciaTrectaTportaT$)T!TyTesTperpendicularSsourc e(blSots('H=PengV@cSsig(C$W4o"R-nu9itbU:.f@fiRGl4fgShl(es4 J-.Ssa(XSved()C's35!8 +!Fo ;Ch@isX3*Y7'y!@;:=GeCh)=:gX'Zv(snippetSq(2)mC$!"nimo 2)Sf(false

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