Taller de la tercera unidad de Fsica Electromagntica Ingeniera Industrial

Presentado por: Yiceth Daz, Edith Gallardo, Ingry Prez, Luis Quevedo, Saray San Juan

1. El electrn A se dispara horizontalmente con rapidez de 1x106 m/s en una regin donde existe un campo magntico vertical. El electrn B se dispara a lo largo de la misma trayectoria con rapidez

2x106 m/s. i) Sobre cul electrn se ejerce una mayor fuerza magntica? a) A. b) B. c) Las fuerzas tienen la misma magnitud distinta de cero. d) Las fuerzas son ambas cero

2. Clasifique cada una de las siguientes como una cualidad de a) slo fuerzas elctricas, b) slo de fuerzas magnticas, c) de fuerzas elctricas y magnticas o d) ni de fuerza elctrica ni de magntica. i) La fuerza es proporcional a la magnitud del campo que la ejerce. ii) La fuerza es proporcional a la magnitud de la carga del objeto sobre el que se ejerce la fuerza. iii) La fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga negativa es opuesta en direccin a la fuerza sobre una carga positiva. iv) la fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga inmvil es cero. v) La fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga en movimiento es cero. vi) La fuerza que se ejerce sobre un objeto cargado es proporcional a su rapidez. vii) La fuerza que se ejerce sobre un objeto con carga no puede alterar la rapidez del objeto. viii) La magnitud de la fuerza depende de la direccin de movimiento del objeto con carga.

3. Un protn viaja con una rapidez de 3.00 x 106 m/s a un ngulo de 37.0 en la direccin de un campo

magntico con un valor de 0.300 T en la direccin de las y positivas. Cules son (a) la magnitud de la fuerza magntica ejercida sobre el protn y (b) su aceleracin?

4. Un protn que se mueve a 4.00 x 106 m/s a travs de un campo magntico de 1.70 T experimenta

una fuerza magntica de magnitud 8.20 x 10-13 N Cul es el ngulo que forma la velocidad del protn y el campo magntico?

5. Un protn se mueve con una velocidad v= (2i - 4j + k) m/s en una regin donde el campo magntico tiene un valor B = (i - 2j - 3k) T. Cul es la magnitud de la fuerza magntica que experimenta esta carga?

6. Determine la direccin inicial de la deflexin de las partculas con carga cuando entran en los campos magnticos como los que se muestran en la figura

7. Un electrn se mueve en una trayectoria circular perpendicular a un campo magntico constante

de magnitud 1.00 mT. El momentum angular del electrn en relacin con el centro del crculo

es 4.00 x 10-25 kg m2/s. Determine (a) el radio de la trayectoria circular y (b) la rapidez del electrn.

8. Una partcula cargada puede moverse a travs de un campo magntico sin experimentar fuerza alguna? Si es as, cmo? Si no, por qu?

9. Una varilla de cobre, recta y horizontal, transporta una corriente de 50.0 A de oeste a este, en una regin entre los polos de un electroimn grande. En esta regin hay un campo magntico horizontal dirigido hacia el noreste (es decir, a 45 al norte del este), con magnitud de 1.20 T. (a) Encuentre la magnitud y direccin de la fuerza sobre una seccin de 1.00 m de longitud de la varilla. (b) Si la varilla permanece horizontal, cmo debera orientarse para maximizar la magnitud de la fuerza? En este caso, cul es la magnitud de la fuerza?

10. Una partcula con carga C se mueve con velocidad = (3.8103/). Se mide la fuerza

magntica sobre la partcula y resulta ser = (7.6103) (5.2103). (a) Calcule todas las componentes del campo magntico con base a esta informacin.

11. Una partcula con masa de 0.195 g lleva una carga de 22.50 X 1028 C. Se da a la partcula una

velocidad horizontal inicial hacia el norte y con magnitud de 4.00 X 104 m/s. Cules son la magnitud y la direccin del campo magntico mnimo que mantendr la partcula en movimiento en el campo gravitacional terrestre, en la misma direccin horizontal hacia el norte?

12. i) Se deja caer una pelota de 150 g que contiene 4.00 X 108 electrones excedentes hacia un pozo vertical de 125 m. En el fondo del pozo, la pelota entra de sbito en un campo magntico uniforme horizontal con magnitud de 0.250 T y direccin de este a oeste. Si la resistencia del aire es despreciablemente pequea, encuentre la magnitud y la direccin de la fuerza que este campo magntico ejerce sobre la pelota cuando acaba de entrar al campo.

ii) Una varilla horizontal de 0.200 m de largo conduce corriente y est montada en una balanza. En el sitio donde se encuentra la varilla hay un campo magntico uniforme y horizontal con magnitud

de 0.067 T y direccin perpendicular a la varilla. Con la balanza, se mide la fuerza magntica sobre la

varilla y se observa que es de 0.13 N. Cul es el valor de la corriente?

13. Un alambre rectilneo y vertical transporta una corriente de 1.20 A dirigida hacia abajo en una regin entre los polos de un gran electroimn superconductor, donde el campo magntico tiene una magnitud B = 0.558 T y es horizontal. Cules son la magnitud y direccin de la fuerza magntica sobre una seccin de 1.00 cm del alambre que se encuentra en este campo magntico uniforme, si la direccin del campo magntico es hacia a) el este, b) el sur, y c) 30.0 al sur del oeste?

14. Un alambre muy largo, recto y horizontal conduce una corriente tal que pasan 3.50 x 1018 electrones por segundo por cualquier punto dado, de oeste a este. Cules son la magnitud y direccin del campo magntico que produce este alambre en un punto a 4.00 cm directamente por encima de l?

15. Dos alambres largos, rectos y paralelos, separados por una distancia de 10.0cm, transportan corrientes iguales de 4.00 A en la misma direccin, como se ilustra en la figura. Determine la magnitud y direccin del campo magntico en a) el punto P1, a medio camino entre los dos alambres; b) el punto P2, a 25.0 cm a la derecha de P1; c) el punto P3, a 20.0 cm directamente arriba de P1

16. Dos alambres largos y paralelos estn separados por una distancia de 2.50 cm. La fuerza por unidad

de longitud que cada uno ejerce sobre el otro es de 4.00 x 1025 N/m, y los alambres se repelen. La corriente en uno de ellos es de 0.600 A. a) Cul es la corriente en el segundo alambre? b) Las dos corrientes fluyen en el mismo sentido o en sentidos opuestos?

17. Una bobina circular con devanado compacto y radio de 2.40 cm tiene 800 espiras. (a) Cul debe ser

la corriente en la bobina si el campo magntico en el centro de ella es de 0.580 T? (b) A qu distancia x del centro de la bobina, sobre su eje, el campo magntico alcanza la mitad del valor que tiene en el centro?

18. Un alambre recto largo de radio R= 0.5 cm porta una corriente estable de 1.3 mA que se distribuye

uniformemente a travs de la seccin transversal del alambre. Calcule el campo magntico a una

distancia r1 = 3 cm y r2 = 0.3 cm desde el centro del alambre. (Ayuda: Utilice la ley de Ampere para

ello).

19. La espira rectangular de alambre que se ilustra en la figura tiene una masa de 0.15 g por centmetro de longitud, y gira sobre el lado ab en un eje sin friccin. La corriente en el alambre es de 8.2 A en la direccin que se ilustra. Encuentre la magnitud y la direccin del campo magntico paralelo al eje y que ocasionar que la espira se balancee hasta que su plano forme un ngulo de 30.0 con el plano yz.

20. La figura muestra, en seccin transversal, varios conductores que transportan corrientes a travs del

plano de la figura. Las corrientes tienen las magnitudes I1 = 4.0 A, I2 = 6.0 A, e I3 = 2.0 A, con las

direcciones que se indican. Se presentan cuatro trayectorias, designadas de a a d. Cunto es la integral de lnea para cada trayectoria? Cada integral implica ir alrededor de la trayectoria en sentido antihorario. Explique sus respuestas

21. Un conductor slido con radio a est sostenido por discos aislantes sobre el eje de un tubo conductor con radio interior b y radio exterior c (figura). El conductor y el tubo central conducen corrientes iguales I en sentidos opuestos. Las corrientes estn distribuidas de manera uniforme sobre las secciones transversales de cada conductor. Obtenga una expresin para la magnitud del campo magntico (a) en puntos situados afuera del conductor central slido pero en el interior del tubo

(a < r < b), y (b) en puntos situados afuera del tubo (r > c).