PROBLEMAS SOBRE UNA CARGA EN MOVIMIENTO
Dicho tubo nos
permite inyectar un ion positivo de carga y velocidad constantes en un campo de
densidad de flujo magnético (B). Orientando el tubo en varias direcciones,
podemos observar la fuerza ejercida sobre la carga en movimiento. Dicha carga experimenta una fuerza que es perpendicular tanto a la densidad de flujo magnético , como la velocidad (v) de la carga en movimiento .
Observe que cuando el flujo magnético se dirige de izquierda a derecha y la carga se mueve hacia donde está el lector, la carga se desvía hacia arriba . Si se invierte la polaridad de los imanes, se provoca que la carga se desvíe hacia abajo.
La dirección de la fuerza magnética (F) sobre una carga positiva en movimiento con una velocidad en un campo de densidad de flujo, puede considerarse mediante la regla del tornillo de rosca derecha.
Ahora, les explicaré como resolver problemas sobre una carga en movimiento. Lo desglosaré de tal manera que pueda ser comprendido con mayor eficacia.
"Un electrón se proyecta de izquierda a derecha en un campo magnético dirigido verticalmente hacia abajo. La velocidad del electrón es de 2 x 10 6 m/s, y la densidad de flujo magnético del campo es de 0.3 T. Determine la magnitud y la dirección de la fuerza magnética ejercida sobre el electrón. "
PLAN: La carga del electrón es
1.6 x 10 ¯ 19 C, la magnitud de la fuerza sobre el electrón se calcula con
la siguiente formula: F = qvB
sen Θ. Y la dirección se determina al aplicar la regla de la mano izquierda. Se usa la mano izquierda porque la carga de un electrón es negativa.
SOLUCIÓN: El electrón se mueve en una dirección perpendicular a B.Por tanto, sen Θ = 1; resolvemos para la fuerza en la siguiente forma:
F = qvB sen 90°
F = (1.6 x 10¯ 19 C)(2 x 10 6 m/s)(0.3 T) (1)
F = 9.60 x 10 N
NOTA: La aplicación de la mano izquierda de un electrón muestra que la dirección de la fuerza es hacia afuera de la página, o hacia el lector. (Para una carga positiva como un protón o una partícula alfa, sería hacia adentro de la página.)
..A continuación les dejo 2 problemas para que ustedes los resuelvan, traen consigo su respectiva respuesta para que comparen resultados.
Un protón (q=1.6 x 10¯ 19 C) se inyecta de derecha a izquierda un campo B de 0.4 T dirigido hacia la parte
superior de una hoja de papel. Si la velocidad del protón es de 2 x 10 6
m/s, ¿Cuáles son la magnitud y el sentido de la fuerza magnética sobre el
protón?
Resp:
1.28 x 10 ¯ 13 N, hacia la hoja.
Un electrón se mueve
a una velocidad de 5 x 10 5 m/s formando un ángulo de 60° al norte
de un campo B dirigido al este. El electrón experimenta una fuerza de 3.2 x 10 ¯ 18 N dirigido hacia adentro
de la página, ¿Cuáles son la magnitud de B y la dirección de la velocidad?
Resp: 46.2 µT, v es 60° S del E.
~ Libro de Tippens, capítulo 29. Séptima edición.
" Fuerza sobre una carga en movimiento".
Me parece que la información está muy bien, no es mucha y supo como resumirlo en lo mas importante,y que lo haya complementado con un ejemplo para que el tema se entendiera mejor, y que despues haya puesto unos ejercicios para que nosotros los podamos resolver con mayor facilidad.Fue claro, explicó el punto al que quería llegar.
ResponderEliminar¡Gracias Alán! - Eso era a lo que quería llegar, que por medio de ejemplos les fuera más fácil entender el tema y con la explicación facilitarles el resolver los ejercicios.
ResponderEliminarOjalá les sirva.
¡Saludos!
La informacion es precisa y directa, pero aún así necesitaré la ayuda de un maestro para comprender mejor el tema, te felicito janet, muy buen trabajo
ResponderEliminar.. Gracias Carlos, siento que no te haya podido ayudar lo suficiente para comprender tu sólo el tema.
ResponderEliminarOjalá con el maestro puedas. ¡Suerte!
..Janet, tu tema es interesante,como ya lo dijeron mis compañeros supiste como resumirlo y poner lo más importante; y tambien me pareció muy buena idea que lo hayas complementado con un ejemplo y los ejercicios,a lo mejor no todos le entendieron, pero tu estrategia de publicación me gustó(:Buen trabajo!
ResponderEliminarSaludos a todos, estoy leyendo la información y me parece que explica muy bien el tema, sin embargo, en una parte hace mención acerca de la regla de la mano derecha. Para algunos que lean la información y no estén familiarizados con el tema, se preguntarán qué es esa regla y no podrán entender los ejemplos ni resolver los ejercicios. Es por eso que me gustaría aportar dicha regla, que se expresa de la siguiente manera:
ResponderEliminarExtienda la mano derecha con los dedos apuntando en la dirección del campo B y el pulgar apuntando en la dirección de la velocidad V de la carga q en movimiento. La palma abierta está de cara a la fuerza magnética F sobre una carga positiva.
Si la carga en movimiento es negativa, la dirección de la fuerza se determina siguiendo el mismo procedimiento pero usando la mano izquierda. De esta manera la dirección de la fuerza magnética es opuesta a la dirección para una carga positiva.
Realmente espero que les sirva esta información para comprender mejor el tema. Que tengan un buen día.
gracias por la informacion me ayudo mucho
ResponderEliminarEste es un fenómeno muy común, pues lo que se produce es una corriente eléctrica. Una forma de generarla es conectar un alambre conductor, de cobre, entre los polos de una batería. Esto produce una fuerza eléctrica sobre las partículas que forman el alambre. Las partículas son de dos tipos: iones muy pesados que casi no se mueven y electrones mucho más ligeros que responden ágilmente al campo eléctrico que genera la batería. Como la materia es eléctricamente neutra y los electrones están cargados negativamente, los iones deben ser positivos.
ResponderEliminarsaludos...
Las interacciones entre corrientees e imanes y entre corrientes entre si que hemos visto se entiendes mucho mejor y se simolifican si se emplea conceoto de campo magnetico.
ResponderEliminarLa interacción magnética de cuerpos cargados en movimiento no es tan simple como la interacción eléctrica. Como comprobó Oersted, la direccion de la fuerza eljercida por un campo creado por una corriente sobre una aguja imantada es perpendicular tanto a la dirección de la corriente como a la linea entre la aguja y la corriente.
Una partícula cargada que está en una región donde hay un campo eléctrico, experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo eléctrico.
# Si la carga es posotiva, experimenta una fuerza en el sentido de campo.
# Si la carga es negativa, experimenta una fuerza en sentido contrario al campo.
Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza.Si el campo es uniforme, la fuerza es constante y también lo es, la aceleración. Aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, obtenemos la velocidad de la partícula en cualquier instante o después de haberse desplazado una determinada distancia.
ResponderEliminarLas interacciones entre corrientes e imanes y entre corrientes entre sí que hemos visto se entienden mucho mejor y se simplifican si se emplea el concepto de campo magnético.
La interacción magnética de cuerpos cargados en movimiento no es tan simple como la interacción eléctrica. Como comprobó Oersted, la direccion de la fuerza eljercida por un campo creado por una corriente sobre una aguja imantada es perpendicular tanto a la dirección de la corriente como a la linea entre la aguja y la corriente.