Fuerza electromagnética. Corriente Eléctrica

FISICA 5to año; 2do Momento; Actividad N° 1; Secciones: E,F,G; Prof. Luis Ramírez

Tema 4: Fuerza electromagnética. Corriente Eléctrica (I)

Para todos los ejercicios (los 3 de estas páginas, corresponden a la primera actividad; cada actividad constará de varios ejercicios) mostrados a continuación de los respectivos ejemplos, utilice los dígitos de su cédula, en la forma acostumbrada (de izquierda a derecha, sin tomar en cuenta los ceros):

C.I. (del profesor, usada en los ejemplos): 13836060; A = 1; B = 3; C = 8; D = 3; E = 6; F = 6;

G = 1; H = 3.

La fecha tope para entregar esta actividad es el jueves 11/02, hasta las 11:00 am

Lo que no aparezca explicado en los ejemplos, se explicará en el aula de clase, el día lunes 08/02; en dos horarios: de 7:30 am a 8:40 am o de 8:50 am a 10:00 am. Vaya preparado, es preciso, para trabajar en el aula, con sus implementos de estudio: hojas, lápiz, borrador, calculadora, cuaderno con los ejemplos copiados previamente y sus dudas escritas, con la disposición para aprovechar al máximo el tiempo previsto. No olvide el “tapaboca”. Para cualquier consulta breve, puede escribir o llamar en horas de la tarde (de 2:30 pm a 5:30 pm) al 04248107687.

SEA HONESTO, con su trabajo, no se recibirán ni evaluarán trabajos mandados a hacer con otras personas, o que no hayan sido escritos por el (la) estudiante, no pierda su dinero, ESFUERCESE Ud mismo y ASISTA A LA CLASE de los lunes en el liceo. USTED PUEDE APRENDER FISICA, con algo de esfuerzo, interés y dedicación. Nuestra familia y nuestro país nos necesitan, profesionales honestos, preparados y con autoconfianza, capaces de hacer aportes significativos, con su trabajo, al bienestar de sus familias y de sus conciudadanos. Sea agradecido. Estoy para ayudarle (aunque con algunas limitaciones de tiempo) si Ud tiene una buena actitud, respetuosa, sincera y amable.

Ejemplo 1. Fuerza Electromagnética.

Un electrón penetra con una velocidad (AB j) Mm/h, en una región en la que coexisten un campo eléctrico de intensidad E = (CD i + EF j) kV/m, y un campo magnético de intensidad B = (G,H k) Tesla. Calcule la aceleración que experimenta el electrón cuando penetra en el campo.

Datos: (los símbolos que aparecen acá en negritas corresponden a magnitudes vectoriales, por tanto, se les debe colocar, al ser escritos en el papel, una flecha encima de la letra correspondiente)

v = (AB j) Mm/h = (13 j x 106 m/h) x (1 h / 3600 s) = (3,6 x 103 j) m/s

E = (CD i + EF j) kV/m = (8,3 i + 6,6 j) x 103 V/m

B = (G,H k) T = 1,3 k T = 1,3 k Wb/m2 = 1,3 k (V s)/m2

qe = -1,60 x 10-19 C ; (carga del electrón)

me = 9,11 x 10-31 kg ; (masa del electrón)

Resolución:

v x B = [ (3,6 x 103 m/s) x (1,3 V s/m2) ] i = (4,7 x 103 i) V/m;  (v x B) es un producto vectorial que puede calcularse usando una determinante 3 x 3; por la “regla de la mano derecha” : j x k = i

E + (v x B) = [(8,3 i + 6,6 j) + (4,7 i)] x 103 V/m = (13 i + 6,6 j) x 103 V/m; ésta es una suma vectorial

Fem = Fe + Fm = q E + q (v x B) =  q [E + (v x B)] = (-1,60 x 10-19 C)  [(13 i + 6,6 j) x 103 N/C]

Fem = - (21 i + 11 j) x 10-16 N; Fem es la fuerza electromagnética, que resulta de sumar los vectores fuerza eléctrica y fuerza magnética

a =  F / m = - [(21 i + 11 j) x 10-16 N / 9,11 x 10-31 kg] = - (2,3 i + 1,2 j) x 1015 m/s2

a = √ [(2,3)2 + (1,2)2] x 1015 m/s2 = 2,6 x 1015 m/s2 = 2,6 Pm/s2

θa = tan-1 (1,2/2,3) = 28°

Ejercicio 1 (6 ptos). Repita el procedimiento anterior, con los números de su cédula, pero reemplazando al electrón por un protón (qp = 1,60 x 10-19 C; mp = 1,67 x 10-27 kg). Use el mismo número de cifras significativas (2 cifras)

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