Partículas en Zona de campo y más

1) Un protón penetra en una región en la que coexisten un campo eléctrico, la intensidad del cual es 3.000 V/m, y un campo magnético de 5.10-4 T. Ambos campos ejercen sobre el protón fuerzas iguales y opuestas.
Calcula la velocidad del protón.












2)Un electrón y un protón que tienen la misma velocidad penetran en una región donde se encuentra un campo magnético perpendicular a la dirección de su velocidad. Entonces su trayectoria pasa a ser circular.


Razona cuál de ambas partículas describirá una trayectoria de radio mayor.
Dibuja esquemáticamente la trayectoria de cada partícula e indica cuál es el sentido de giro de su movimiento.
Recuerda la relación carga masa del protón y del electrón
3) Dos conductores rectilíneos y perpendiculares entre ellos, pero sin contacto eléctrico en el punto Q, son recorridos por corrientes de 10 A. Calcula el campo magnético:


En el punto P de la figura.
En el un punto Q situado 4 cm por encima del cruce de los dos conductores (y fuera del plano del papel)...

4)Por un hilo, que suponemos indefinidamente largo, circula una corriente continua de intensidad I. Cerca del hilo se mueve una partícula cargada positivamente con velocidad v. Tanto el hilo como el vector velocidad están en el plano del papel.









Indica la dirección y el sentido del campo magnético creado por la corriente en el punto donde se encuentra la carga.
Haz un dibujo indicando la dirección y el sentido que tendría que tener un campo eléctrico adicional para que la resultante sobre la partícula fuese nul.la. Razona la respuesta.


5)Un alambre conductor, por el que circula una corriente I, se dobla y forma una circunferencia, tal como podemos ver en la figura, sin que exista contacto eléctrico en el punto P.

Calcula el campo magnético en el centro O de la circunferencia.



6)Se coloca un conductor eléctrico en forma de espira rectangular de 4 cm x 15 cm de tal manera que los lados más largos sean paralelos a un conductor rectilíneo. El conductor y la espira se encuentran en el mismo plano. La distancia del conductor rectilíneo al lado más próximo de la espira es de 2 cm.
La intensidad de la corriente que circula por la espira es 20 A y la que circula por el conductor rectilíneo es 30 A.

Calcula la fuerza neta que actúa sobre la espira.







7)Un selector de partículas está constituido por un condensador plano de placas separadas por una distancia de 2 mm y por un campo magnético de intensidad constante.
Determina la velocidad seleccionada para las partículas si se establece una intensidad de campo magnético de 3 T y una diferencia de potencial entre las placas de 270 V.

Faraday -Henry

Ley de Faraday-Henry
A principios de la década de 1830, Faraday en Inglaterra y J. Henry en U.S.A., descubrieron de forma independiente, que un campo magnético induce una corriente en un conductor, siempre que el campo magnético sea variable. Las fuerzas electromotrices y las corrientes causadas por los campos magnéticos, se llaman fem inducidas y corrientes inducidas. Al proceso se le denomina inducción magnética.


Enunciado de la ley de Faraday-Henry

Un flujo variable produce una fem inducida en una espira. Como esta fem es el trabajo realizado por unidad de carga, esta fuerza por unidad de carga es el campo eléctrico inducido por el flujo variable. La integral de línea de este campo eléctrico alrededor de un circuito completo será el trabajo realizado por unidad de carga, que coincide con la fem del circuito.


La fem inducida en un circuito es proporcional a la variación temporal del flujo magnético que lo atraviesa.

Ley de Lenz
La fem y la corriente inducida en un circuito poseen una dirección y sentido tal que tienden a oponerse a la variación que los produce.


La corriente inducida se debe al movimiento relativo entre el imán y la espira

Fuerza electromotriz de movimiento

Supongamos una varilla conductora que se desliza a lo largo de dos conductores que están unidos a una resistencia.

El flujo magnético varía porque el área que encierra el circuito también lo hace

¿Cuál es el efecto de la aparición de esta corriente inducida?

El campo magnético ejerce una fuerza magnética sobre la varilla que se opone al movimiento

El resultado es que si impulsamos la varilla con una cierta velocidad hacia la derecha y luego se deja en libertad, la fuerza magnética que aparece sobre la varilla tiende a frenarla hasta detenerla. Para mantener la velocidad constante de la varilla, un agente externo debe ejercer una fuerza igual y opuesta a la fuerza magnética

Selector de velocidades y otros divertimentos

Selector de velocidades y otros divertimentos

1)El aparato de la figura consiste de un par de placas paralelas A y B y un imán grande (que no se muestra).
El campo B es perpendicular al plano de la hoja y al campo eléctrico generado por las placas E. A esta región entran partículas cargadas por el orificio de la izquierda y salen por el de la derecha.
a) Determine el sentido del campo E para que las partículas positivas atraviesen la región sin desviarse.
b) Deduzca que este sistema puede ser usado como selector de velocidades para partículas
cargadas, esto es, para un par de valores de E y B sólo atraviesan los dos orificios las partículas con una velocidad determinada, sin importar su carga. Halle v en términos de E y B. (L.F.A y M)

2) Una partícula cargada de carga q entra con velocidad V0 tal como muestra la figura en una zona en que existe un campo magnético B perpendicular al plano de la figura. Dicha zona tiene un ancho L. Luego de la misma hay otra zona de ancho 2L con un campo magnético B’ de misma dirección y sentido opuesto a B. Determine cual debe ser el campo magnético B’ de forma que la partícula salga de la segunda zona con una velocidad paralela a la inicial. (L.F.A y M)

3) La figura muestra una barra conductora de longitud L que, tirando de ella, es atraída a lo largo de rieles conductores horizontales, carentes de fricción, a una velocidad constante v. Un campo magnético vertical uniforme B ocupa la región en que se mueve la barra. Supóngase que L = 10,8 cm, v = 4,86 m/s y B = 1,18 T.
a) Halle la fem inducida en la barra.
b)Calcule la corriente en la espira conductora. Suponga que la resistencia de la barra sea de 415 mΩ y que la resistencia de los rieles sea despreciablemente pequeña.
c) Determine la fuerza que debe aplicarse por un agente externo a la barra para mantener su movimiento. (L.F.A y M)

4) En la figura se representa el movimiento de dos partículas con la misma carga y con diferente masa que penetran en el punto A, ambas con la misma velocidad, en un campo magnético uniforme y perpendicular al plano del papel. Después de describir media circunferencia, la primera incide en el punto B y la segunda en el punto C

Calcula la separación final que hay entre las partículas (distancia BC).

Gauss

Linda Mecánica

1) Un niño de 40kg está parado en uno de los extremos de un bote de 70kg; que tiene 4,0 m de longitud. El bote está inicialmente a 3,0 m del muelle. El niño observa una tortuga que se encuentra sobre una roca en el extremo más alejado del bote, y comienza a caminar hacia ese extremo para atrapar a la tortuga. Despreciando la fricción entre el bote y el agua:
a) ¿En dónde estará el niño (con relación al muelle) cuando llegue al extremo más alejado del bote?

b) ¿Podrá capturar la tortuga? (suponga que el niño puede extender sus brazos hasta 1,0 m fuera del extremo del bote).

2) Un río tiene una velocidad estable de 0,5 m/s. Un estudiante nada aguas arriba una distancia de 1 km (respecto al río) y regresa al punto de partida. Si el estudiante puede nadar a una velocidad de 1,2 m/s en agua sin corriente.a) ¿Cuánto tiempo dura su recorrido?b) Compare éste (porcentualmente) con el tiempo que duraría el recorrido si el agua estuviese quieta.

Algo para pensar ...Electromagnetísmo.

Algo para pensar…Electromagnetismo

1) Tres pequeñas esferas de masa despreciable son colocadas en los vértices de un triángulo equilátero de lado L (fig1) .Las esferas de la parte derecha de la figura 1 están cargadas con una carga +q , mientras que la esfera de la izquierda es cargada con Q. El sistema se encuentra en equilibrio cuando es sometido a un campo eléctrico E , como se muestra se indica.
A) Determine el valor de la carga Q en función de q.
B) Discuta cualitativamente si el sistema mostrado en la fig 2 puede encontrarse en equilibrio.
C) Dado el potencial , determinar el campo eléctrico E , comprobar que es conservativo y representarlo en el punto (1,2).

2) Considere el lazo de la figura el cual conduce una corriente de 3,0A, formado de líneas radiales y segmentos de círculo cuyos centros están en el punto P.
a) Determine la magnitud y dirección del campo magnético en el punto P.
b) Determine a que distancia del punto P colocaría un conductor , recto y muy largo , por el que circula una intensidad de 2,0A para que el campo magnético en dicho punto sea nulo.
c) Indique el sentido por el cual debe circular la corriente por el conductor recto y largo mencionado anteriormente. Considere a = 10cm y b = 20cm.

3) Los capacitores de la figura (C1 = 2,32µF y C2 = 6,44µF ), están cada uno de ellos cargados a un
potencial de 193V pero con polaridades opuestas, de modo que los puntos a y c están en el lado de las
placas positivas respectivas de C1 y C2, y los puntos b y d están en el lado de las placas negativas
respectivas.
Ahora los interruptores S1 y S2 se cierran.
a) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos e y f?
b) ¿Cuál es la carga en C1?
c) ¿Cuál es la carga en C2?