ELECTROMAGNETISMO FASE 7. Ciclo de Problemas 2
PRESENTADO POR: ALVARO LUIS BARRIOS ALVAREZ DANIELA PAOLA ARROYO DUVAN SNEIDER MARTINEZ LADYS VILFAY ACUÑA
GRUPO_201424_68
TUTOR DE CURSO: MARCO JOSE BARRERA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES BOGOTA
INTRODUCCIÓN Lo que se busca es que nosotros como estudiantes comprendamos y apliquemos adecuadamente los temas que veremos en esta unidad, de igual manera, aprender a utilizar los conceptos para dar una adecuada solución a estos problemas que se plantean, a través del estudio teórico y el análisis de casos modelos, para que puedan ser utilizados como herramienta matemática en la solución a situaciones problema en nuestro campo social y académico. En este trabajo colaborativo se observara la solución de cada uno de los ejercicios propuestos con el tema de campo magnetostático, materiales y dispositivos magnéticos, cada uno de los participantes del grupo colaborativo realizamos nuestros aportes correspondientes con su respectiva justificación y respuesta.
OBJETIVOS
Analizar cada ejercicio organizando de manera detallada cada resultado que nos arroja en el momento de ingresar datos en el programa que lo llevan a conclusiones decisivas. Saber expresar de manera clara los resultados que se obtienen de cada ejercicio que se presenta en la actividad. Totalizar los aportes presentados con diferentes opiniones y consolidar un buen trabajo como resultado de lo aprendido en el transcurso de la materia de electromagnetismo.
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD A continuación se presenta la solución dada a los ejercicios propuestos en la guía Fase 7: EJERCICIOS
1. Considere un electrón cerca del ecuador de la Tierra. ¿En qué dirección
tiende a desviarse si su velocidad está dirigida hacia a) abajo, b) el norte, c) el oeste o d) el sureste?
2. ALVARO BARRIOS - Calcule la magnitud del campo magnético en un punto
que está a 0.15 de distancia de un conductor delgado y largo que lleva una corriente de 3.8 .
⃗ = 2∗ =0.15 =3,8 4∗10=0,− 1∗5 − =?? ⃗ =−2 ∫− 4∗1020,∗153,8 ⃗4.=77522∗10 − ⃗ = 0,942477 = 5,066∗10−
Para este ejercicio se usará la ley de Biot Savart
=3.8 Recolección de datos:
= Permeabilidad del vacio igual a
Remplazamos los valores de la formula
= ( ̂+ 3. LADYS VILFAY ACUÑA - Un protón se mueve con una velocidad 2 ̂− ̂ ) / en una región donde el campo magnético tiene un valor = (2 ̂− 4 ̂+ ̂ ) . ¿Cuál es la magnitud de la fuerza magnética que experimenta esta carga?
⃗⃗ == ̂ +̂ ̂ ̂ + / =,− ⃗ = ⃗ ∗⃗ ̂ ̂ ⃗ = ⃗ =1,− ̂ ̂ ⃗ =1,− ( ̂ ̂ ) ⃗ =, ̂− ̂ ,− ̂ ,− | ⃗|= , ̂− +,− +,− | ⃗|= ,− +,− +,− | ⃗|= .− | ⃗|=,− Se desarrolla determinante
4. DANIELA PAOLA ARROYO - Dos conductores largos y paralelos separados 15 , transportan corrientes en una misma dirección. El primer alambre lleva una corriente 1 = 8 y el segundo lleva una 2 = 13 . a) ¿Cuál es la magnitud del campo magnético producido por 1 en la ubicación de 2? b) ¿Cuál es la fuerza por cada unidad de longitud ejercida por 1 sobre 2? c) ¿Cuál es la magnitud del campo magnético producido por 2 en la ubicación de 1? d) ¿Cuál es la fuerza por cada unidad de longitud ejercida por 2 sobre 1?
De acuerdo a lo planteado los dos conductores transportan la corriente en la dirección x, el primero I1 en y = 0 y el segundo I2 en y = 15 cm.
a) ¿Cuál es la magnitud del campo magnético producido por
ubicación de
2?
⃗ = − 4∗10 0 0 = 20.∗/8. 150 =0.00001066666666667 =1.00∗10− ⃗ =
b) ¿Cuál es la fuerza por cada unidad de longitud ejercida por 2?
⃗ =⃗ ∗=.[. ̂ ∗.∗−]
1 en
la
1 sobre
=0.00013 =13.00∗10− ⃗ =. ⃗ = − 4∗10 0 0 = 2∗/13. 0.150 =0.00001733333333333 =1.73∗10− ⃗ =.
c) ¿Cuál es la magnitud del campo magnético producido por
ubicación de
1?
d) ¿Cuál es la fuerza por cada unidad de longitud ejercida por 1?
⃗ =⃗ ∗=.[. ̂ ∗.∗−] =0.0001384 =13.84∗ 104̂ =1.384∗10− ⃗ =.
Presentacion Ejercicio
Presentacion F ase II Daniela Arroyo.pptx
2 en
la
2 sobre
=∙ = = = 12 =∆ = 4∆/ = 6√ ∆ =√ 6 ∞ = 1√ 04∆ = √
5. DUVAN SNEIDER MARTINEZ - Un protón ( = + = ), un deuterón ( = + = 3 ) y una partícula alfa ( = +4 = 5 ) son acelerados mediante una diferencia de potencial común ∆ . Cada una de las partículas entra en un campo magnétic o uniforme con una velocidad en dirección perpendicular a . El protón se mueve en una trayectoria Circular de radio . Determine los radios de las órbitas circulares del deuterón, , y de la partícula alfa, ∞, todos ellos en función de .
6. ALVARO BARRIOS - Un alambre largo y recto yace sobre una mesa horizontal y lleva una corriente de 2.4 . En el vacío, un protón se mueve paralelamente al alambre (en dirección opuesta a la corriente) con una rapidez constante de 2.9 10 4 / y a una distancia d por encima del alambre. Determine el valor de d. Puede ignorar el campo magnético causado por la Tierra.
∗
=∗∗=∗ =∗∗ 2πdIµo =∗ Iµo = ∗∗ 2π∗∗ 2,4∗106−72∗10 4π∗10−∗9.− 8 1,602∗10−∗2,9∗10∗ 2π∗1, − − 2, 4 ∗10 12, 5 66∗10 − 4,645∗10 ∗ 6,283∗1,672∗10−∗9.8 − 30, 1 58∗10 − 4,645∗10 ∗ 102,950∗10− − =, 140, 0 83∗10 102,950∗10−
7. DUVAN SNEIDER MARTINEZ - Un ciclotrón, concebido para acelerar protones, tiene un campo magnético de 0.376 de magnitud en una región de radio 1.54 . ¿Qué valores tienen a) la frecuencia y b) la rapidez máxima adquirida por los protones?
Los valores de la carga y la masa son las del protón. q=
1.60∗10−− 1.67∗10 0.376
m= B=
R= 1.54 m
a. Frecuencia
− − 1. 6 010 0. 3 76 0. 6 01610 v= 2 = 21.6710− = 10.492910− =. La frecuencia es 5.733 M Hz
b. Rapidez máxima adquirida por los protones
= − − 1. 6 010 C0. 3 76T1. 5 4m 0. 9 26410 = 1.6710− = 1.6710− / =. 5.5410/
La rapidez es
8. DANIELA ARROYO - Un selector de velocidad está constituido por los campos eléctrico y magnético que se describen mediante las expresiones = ̂ = ̂, siendo = 23 . Determine el valor de E tal que un electrón de 736 trasladándose a lo largo del eje positivo x no se desvíe.
Para que el electrón no se desvié, el campo magnético debe ser igual al campo eléctrico entonces:
Por lo cual:
Entonces:
= = = 2
Donde K es la energía cinética del electrón.
− 2 2 736 1. 6 0∗10 == = 9.11∗10− 0.0230= / El valor de E tal para que el electrón se traslade a lo largo del eje positivo x no se desvíe es:
= /
9. Una espira cuadrada de una sola vuelta, con 3.7 por lado, transporta una corriente en dirección de las manecillas del reloj de 2.5 . La espira está en el interior de un solenoide, con el plano de la misma perpendicular al campo magnético del solenoide. El solenoide tiene 42 / y lleva una corriente en la dirección de las manecillas del reloj de 22 . Determine la fuerza que se ejerce en cada lado de la espira y el momento de torsión que actúa sobre la misma.
= =
10. Un alambre transporta una corriente estable de 3.52 . Un tramo recto del alambre tiene 800 de largo y yace a lo largo del eje x dentro de un campo magnético uniforme, = 1.60 ̂ . Si la corriente está orientada en la dirección positiva de x, ¿cuál es la fuerza magnética que se ejerce sobre la sección del alambre? Tenemos:
Remplazamos:
Simplificamos: eliminando el tiempo
= = ℓ = ℓ ℓ=800 =ℓ =8 =3. 5 2 =1.6
Siendo el ángulo formado por las direcciones entre el alambre conductor y el campo magnético. Tenemos que el alambre conductor es paralelo al eje de las x y el campo magnético es 90° paralelo al eje de las z, por lo cual el ángulo
= =ℓ 6∗ 90° =3.52=40,∗8∗1. 279
CONCLUSIONES
Gracias a la solución de los ejercicios propuestos podemos evidenciar la importancia del electromagnetismo en la realidad de nuestro diario vivir relacionados con campo magnetostático, materiales y dispositivos magnéticos .
REFERENCIAS
Unidad 2 - C ampo mag netos tático, materi ales y di s posi tivos mag néticos
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