Resolución de los Ejercicios de Reacciones Nucleares para Física de 2º de Bachillerato
26 agosto 2012
Ejercicios con Solución de Campo Magnético para Física de Bachillerato
26 agosto 2012

Resolución de los Ejercicios de Campo Magnético para Física de Bachillerato

RESOLUCIÓN DE LOS EJERCICIOS DE CAMPO MAGNÉTICO PARA FÍSICA DE 2º DE BACHILLERATO:

PODRÍA INTERESAR IR A LA LEY DE LORENTZ

INTERESA IR A LEY DE BIOT Y SAVART

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RESOLUCIONES DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS:

EJERCICIO F2BE5:

Se introduce un electrón en un campo magnético uniforme con una velocidad de 1,5·107 m·s-1 a lo largo del eje OX, notándose que en esta situación, no actúa ninguna fuerza sobre la carga. Cuando la carga se mueve a la misma velocidad, pero en la direccción positiva del eje OY, la fuerza ejercida sobre la carga es de 3,2·10-8 dinas, estando dirigida dicha fuerza en el sentido positivo del eje OZ.

Determinar el vector inducción B, en módulo, dirección y sentido.

DATOS: Qe=1,6·10-19 C; 1 dina=10-5 N.

RESOLUCIÓN:

Según la Ley de Lorentz: F= q (vxB);

Como la fuerza es cero cuando lleva la dirección del eje OX, deducimos que el campo tiene que ser paralelo a esta dirección.

Recordar que el módulo del producto vectorial es v·B·sena, y el seno es cero si a=0.

Por el otro dato se deduce que B lleva la dirección y sentido del eje OY positivo, teniendo en cuenta las propiedades del producto vectorial que aparece en la Ley de Lorentz.

El módulo de F es F=q·v·B, por lo que: B = F/qv = 0,133 Teslas.

EJERCICIO F2BE6:

Una varilla de 140 g y 30 cm de longitud está apoyada sobre una superficie horizontal, siendo el coeficiente estático de rozamiento entre ambos 0,5. Si la varilla es recorrida por una corriente de 12 A, calcular:

a) El módulo vector inducción magnética que hace que la varilla empiece a deslizar.

b) ¿Cuál es la dirección de dicho vector?.

RESOLUCIÓN DE ÉSTE Y DEL RESTO DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS:

La fuerza necesaria para que la varilla empiece a deslizar es la que contrarresta la fuerza de rozamiento estático (Fr=μmg).

La fuerza que actúa sobre un conductor rectilínea que se encuentra en un lugar donde existe un campo magnético, vale Fm=I·l·B·sena;

igualamos para sena = 1 (a=90), para que B sea el menor posible.

μmg=IlB ; B=0,19 Teslas en dirección perpendicular a la superficie horizontal sobre la que se apoya la varilla.

EJERCICIO F2BE35:

Por dos conductores rectilíneos, paralelos e indefinidos que están separados por una distancia d=15 cm, circulan corrientes eléctricas del mismo sentido. Por el primero pasan 5,4·104 culombios cada hora y por el segundo circula una corriente de 10 A. Determinar:

A) La fuerza que actúa, por unidad de longitud, sobre cada conductor.

b) la dirección, intensidad y sentido del vector campo magnético, B, en cada uno de los puntos pertenecientes al plano determinado por ambos conductores y situados a una distacia de 20 cm del primero.

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EJERCICIO F2BE113:

Un electrón, que lleva una energía es de 1 eV (electrón voltio), gira en una órbita circular plana y horizontal sobre la que actúan perpendicularmente un campo magnético uniforme dirigido de arriba abajo y cuya intensidad es de 10 -4 T.

Determinar:

a)La velocidad del electrón.

b)El radio de su órbita, obteniendo previamente la expresión haciendo los razonamientos adecuados.

Tener en cuenta que “1 eV es la energía que posee un electrón cuando lo colocamos en una zona donde la diferencia de potencial es de 1 voltio.”

RESOLUCIÓN:

1eV=E=q·ΔV=1,6·10-19·1=1,6·10-19 V

a) La velocidad que lleva la podemos obtener por la energía cinética:

b) El radio de la órbita que describe el electrón, lo hallamos teniendo en cuenta que como la única fuerza que existe es la magnética, que es perpendicular a la trayectoria, se produce un movimiento circular uniforme:

Como la fuerza es centrípeta:

EJERCICIO F2BE243:

Un protón se mueve en el interior de un campo magnético, cuya intensidad es de 3,0·10–2 T, describiendo una circunferencia que recorre a 5·105 m/s en dirección perpendicular al campo magnético. Calcular el módulo de la fuerza que actúa sobre el protón.

RESOLUCIÓN:

Con la Ley de Lorentz:

La fuerza entonces, que actúa sobre el protón:

 

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