LABORAT LABORATORIO FÍSICA III VIERNES 10-12
CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE COMPONENTE HORIZONTAL Experiencia N°7 OBJETIVOS
Determinar la comonente !ori"ontal #el camo ma$n%tico terre&tre
Determinar la& caracter'&tica& #el camo ma$n%tico #e la Tierra(
E&t)#iar el comortamiento #e )na *arra ma$n%tica en )n Camo +a$n%tico(
+ARCO TE,RICO Magnetism Ei&te Ei&te en la nat)rale"a nat)rale"a )n mineral llama#o ma$netita ma$netita o ie#ra im.n /)e tiene la roie#a# roie#a# #e atraer el !ierro el co*alto el n'/)el cierta& aleacione& #e e&to& metale&( E&ta roie#a# reci*e el nom*re #e ma$neti&mo( El ma$neti&mo ma$neti&mo e& ro#)ci#o or imane& imane& nat)rale& nat)rale& o artiiciale artiiciale&( &( A#em.& #e &) caaci#a# #e atraer metale& tienen la roie#a# #e olari#a#( Lo& imane& tienen #o& olo& ma$n%tico& #ierente& llama#o& Norte S)r( Si enrentamo& lo& olo& S)r #e #o& imane& e&to& &e reelen &i enrentamo& el olo &)r #e )no con el olo norte #e otro &e atraen( Otra artic)lari#a# e& /)e &i lo& imane& &e arten or la mita# ca#a )na #e la& arte& ten#r. lo& #o& olo&( C)an#o &e a&a )na ie#ra im.n or )n e#a"o #e !ierro %&te a#/)iere a &) 3e" la caaci#a# #e atraer otro& e#a"o& #e !ierro( La atracci4n o re)l&i4n entre #o& olo& ma$n%tico& #i&min)e a me#i#a /)e a)menta el c)a#ra#o #e la #i&tancia entre ello&(
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Camp magn!tic Se #enomina camo ma$n%tico a la re$i4n #el e&acio en la /)e &e maniie&ta la acci4n #e )n im.n( 5n camo ma$n%tico &e rere&enta me#iante l'nea& #e camo( 5n im.n atrae e/)e6o& tro"o& #e lima#)ra #e !ierro n'/)el co*alto o &)&tancia& com)e&ta& a artir #e e&to& metale& 7erroma$n%tico&8( La imantaci4n &e tran&mite a #i&tancia or contacto #irecto( La re$i4n #el e&acio /)e ro#ea a )n im.n en la /)e &e maniie&ta la& )er"a& ma$n%tica& &e llama camo ma$n%tico( La& l'nea& #el camo ma$n%tico re3elan la orma #el camo( La& l'nea& #e camo ma$n%tico emer$en #e )n olo ro#ean el im.n enetran or el otro olo( F)era #el im.n el camo e&ta #iri$i#o #el olo norte al olo &)r( La inten&i#a# #el camo e& maor #on#e e&t.n ma& 9)nta& la& l'nea& 7la inten&i#a# e& m.ima en lo& olo&8(
El ma$neti&mo e&ta m) relaciona#o con la electrici#a#( 5na car$a el%ctrica e&ta ro#ea#a #e )n camo el%ctrico &i &e e&ta mo3ien#o tam*i%n #e )n camo ma$n%tico( E&to &e #e*e a la& :#i&tor&ione&; /)e &)re el camo el%ctrico al mo3er&e la art'c)la( El camo el%ctrico e& )na con&ec)encia relati3i&ta #el camo ma$n%tico( El mo3imiento #e la car$a ro#)ce )n camo ma$n%tico(
Camp magn!tic terrestre La& l'nea& #el camo ma$n%tico terre&tre &alen #el olo norte ma$n%tico !acia el olo &)r( El camo ma$n%tico terre&tre ma$n%tico terre&tre re&ente en la Tierra Tierra no no e& e/)i3alente a )n #iolo #iolo ma$n%tico ma$n%tico 2
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con con el olo olo S ma$n% a$n%ti tico co r4 r4iimo al
#e&#e e&te )nto #e 3i&ta la Tierra Tierra &e &e comorta como )n im.n $i$ante&co tiene olo& ma$n%tico& lo& c)ale& en la act)ali#a# no coinci#en con lo& olo& $eo$r.ico&(
Origen "e# Camp Magn!tic "e #a Tierra La e&tr e&trec ec!a !a rela relaci ci4n 4n entr entree el ma$n ma$net eti& i&mo mo la elec electr tric ici# i#a# a# orec orecee )na el elic icaci aci4n 4n al ma$neti&mo #e la Tierra( La *r=9)la !a )e&to #e relie3e &)& l'nea& #e )er"a ma$n%tica& /)e 3an #e&#e el :olo Norte ma$n%tico; locali"a#o al norte #el Cana#. !a&ta el :olo S)r ma$n%tico; &it)a#o en el *or#e #e la Ant.rtica ca#a )no #e ello& a )no& 1?@ #e # e latit)# #e lo& olo& $eo$r.ico&( Se$=n e&ta teor'a el ma$neti&mo #e la Tierra )e#e ori$inar&e en el l)9o #e corriente& el%ctrica& &it)a#a& ro)n#amente en &) interior( El '&ico e&ta#o)ni#en&e #e ori$en alem.n alter +a)rice El&a&&er 710118 )e el rimero en &)$erir /)e la rotaci4n #e la Tierra crea lento& remolino& /)e $iran #e Oe&te a E&te en el n=cleo #e !ierro )n#i#o( E&to& remolino& $eneran )na corriente el%ctrica /)e como ello& circ)la #e Oe&te a E&te( Del mi&mo mo#o /)e la *o*ina #e ca*le #e Fara#a ro#)c'a l'nea& ma$n%tica& #e )er"a en &) interior la corriente el%ctrica circ)lante lo !ace en el n=cleo #e la Tierra(
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&it)a#o& m) cerca #e lo& olo& $eo$r.ico& Norte S)r(
$r%&'#a La *r=9)la o com.& ma$n%tico e& )n in&tr)mento /)e &ir3e #e orientaci4n /)e tiene &) )n#amento en la roie#a# #e la& a$)9a& ma$neti"a#a&(
+ATERIALES
$a#an(a "e tres )ra(s
$arra magn!tica
$r%&'#a
Crn*metr(
Magnet*metr
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TA$LA +, Masa M(Kg)
0 ( 01 H
Longitud a(m)
0(0
Ancho b(m)
Momento de Inercia I (Kg-m2 )
? 10-
?(1 10-
(K Se roce#e a #eterminar #eterminar la #i&tancia #i&tancia L entre lo& olo& ma$n%tico& ma$n%tico& #el im.n(
(H Para e-ect'ar e# prce"imient prce"imient se mnta #s e.'ips ig'a# cm se m'estra en #a -ig'ra/ 5
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Se on#r. la *arra ma$n%tica &o*re el %n#)lo en #irecci4n #el camo ma$n%tico terre&tre( E3itan E3itan#o #o c)al/) c)al/)ier ier otro otro tio tio #e mo3imi mo3imient ento& o& in)&)al in)&)al e& #ecir #ecir la *arra *arra ermanec ermanecer. er. e&t.tica( Con otra *arra ma$n%tica /)e in#)ce a la otra en reali"ar o&cilacione& orman#o )na .n$)lo no maor #e 12@( De&)%& #e e&te roce&o &e !ar. #i&tinta me#icione& con el cronometro no& re&)ltara la &i$)iente ta*la(
N@ DE +EDICIONES
1
2
K
?
N@ DE OSCILACIONES
10
10
10
10
10
TIE+ t7&8
11(?
11(K
11(HH
11(K1
11(
T7&8
0(0H
0(0HK
0(0H
0 (0 HH
0 (0H K
L70(0?H 8m
# 70(11 8m
C5ESTIONARIO 6
T0(0HH B!0(K1
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0/+/1 2ti#ice #a ec'aci*n 345 para ca#c'#ar #a magnit'" "e #a cmpnente 6ri(nta# "e# camp magn!tic terrestre en e# #a)ratri/ Cmpara t' resp'esta para e# camp magn!tic "e #a Tierra en #a)ratri cn e# a#r a#r te*ric te*ric )teni" )teni" "e# m"e# m"e# "e re-ere re-erenci nciaa "e# camp camp gemagn gemagn!ti !tic c 8999 : "isc'ta #as ra(nes para #as "iscrepancias en #s res'#ta"s/ 5tili"an#o la ec)aci4n /)e e& la &i$)iente>
B x
2 KId
Hπ =
T
7Cd
2
−
2
L
8
M reemla"amo& l)e$o en e&ta 4rm)la lo& #ato& o*teni#o& en n)e&tra eeriencia /)e e&t.n anota#o& en la Ta*la Ta*la 2 tenemo& /)e B ; 10-? T El 3alor te4rico #e la comonente !ori"ontal #el camo ma$n%tico &e !alla me#iante la &i$)iente ec)aci4n>
B!
=
+ K
r
&en φ
Don#e> + momento ma$n%tico #e la tierra 7H(K 102? CS8 r ra#io #e la tierra 7 KH KHH 102 cm8
< .n$)lo #e inclinaci4n 3ertical 7En Lima e& #e (0?8
Con e&to& #ato& calc)laremo& el 3alor te4rico> B! 0(K111 Oe( 7Valor 7Valor te4rico8
0/8=>'! -'entes "e errr cnsi"era 'ste" .'e 6an a-ecta" a #s res'#ta"s .'e 6a )teni"?=C*m p"r@an s'perarse ests errres?
La *alan"a #e*i#o a error !)mano o#r'a e&tar mal cali*ra#a or lo /)e &e #e*er'a e#ir a&e&oramiento al roe&or ara /)e a&' e&te cali*ra#a con la maor reci&i4n o&i*le( 7
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Al acercar acercar la m)c!o la *r=9)la al im.n la& a$)9a& a$)9a& #e e&te &e )e#en imantar imantar or lo /)e ca)&ar'a error #e c.lc)lo& &e #e*er'a tener )na #i&tancia r)#ente(
Si !)*iera o*9eto& #e metal r4imo& $enerar'an errore& #e c.lc)lo or lo /)e &e recomien#a #e&e9ar el .rea #e tra*a9o
0// =C'B#es =C'B#es sn #as caracte caracter@s r@stic ticas as "e# camp camp magn!ti magn!tic c terrest terrestre? re? =C'B# =C'B# es e# cmprtamient "e 'na )arra magn!tica "entr "e 'n camp magn!tic? 1( El camo ma$n%tico terre&tre e& )niorme( 2( La #irecci4n la imantaci4n interna orma )n .n$)lo #e 1?@ con el e9e terre&tre( C)an#o )na *arra ma$n%tica e& intro#)ci#a en )n camo ma$n%tico &)&en#i#a con )n !ilo #el$a#o orma )n .n$)lo con la comonente comonente !ori"ontal !ori"ontal #el camo ma$n%tico ma$n%tico terre&tre e inicia )n mo3imiento o&cilatorio #e*i#o al tor/)e ro#)ci#o or la )er"a ma$n%tica /)e act=a &o*re la *arra ma$n%tica( C)an#o )n e/)e6o im.n ermanente &e &it=a en el interior #e )n camo ma$n%tico tien#e a orientar&e or &i mi&mo #e mo#o /)e el olo norte &e6ale en la #irecci4n &enti#o #e $(
Ei&te )na )er"a - 1 act)an#o &o*re el olo norte en la #irecci4n &enti#o #e $ otra - 2 i$)al ero o)e&ta &o*re el olo &)r( La intensidad intensidad del polo #el im.n q* &e #eine como como el cociente entre el 3alor #e la )er"a e9erci#a &o*re el olo el 3alor #el camo ma$n%tico> /P Q B Si a#otamo& el con3enio #e &i$no& #e /)e el olo norte e& el olo &)r - la )er"a &o*re )n olo )e#e e&cri*ir&e 3ectorialmente como>
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A artir #e
3emo& /)e ei&te )n momento o ar /)e act=a &o*re )n im.n &it)a#o en )n camo ma$n%tico( Si # e& )n 3ector /)e &e6ala #el olo &)r al olo norte con el 3alor #e la #i&tancia entre ello& el momento e&
La )ni#a# #e m en el SI e& el amere-m2 7A-m28 al &er 7A-m8 la )ni#a# #e la inten&i#a# #el olo 7/P8 a&' el ar &o*re el im.n en )nci4n )nci4n #e m>
La& l'nea& #e $ &e #i*)9an al i$)al /)e &e !i"o con E e& #ecir aralela& a B en ca#a )nto e in#ican#o el m4#)lo me#iante la #en&i#a# #e l'nea&(
0/0 =En .'! #'gar "e #a tierra #as cmpnentes 6ri(nta# : ertica# "e# camp magn!tic terrestre sn mBxims? =Pr .'!? Exp#i.'e grB-icamente/ Como otro& c)ero& #el Si&tema Solar la Tierra tiene )n camo ma$n%tico c)o ori$en arece e&tar en &) interior $enera#o or la& corriente& #el n=cleo interno( La comonente m.& imortante #e e&te camo e& como la #e )n #iolo como el #e )n im.n #e *arra &in em*ar$o el #iolo /)e me9or &e aroima al camo /)e o*&er3amo& no &e enc)entra en el centro #e n)e&tro n)e&tro laneta &ino #e&la"a#o #e&la"a#o #e %l H m en la #irecci4n (? N 11(H E( El e9e ma$n%tico e&t. inclina#o alre#e#or #e 11(? re&ecto al e9e #e rotaci4n terre&tre e& #ecir lo& olo& ma$n%tico& #iieren #e lo& $eo$r.ico&( Act)almente el norte $eo$r.ico corre&on#e al &)r ma$n%tico 3ice3er&a( la #eclinaci4n #eclinaci4n /)e e& la 3ariaci4n re&ecto re&ecto al norte $eo$r.ico /)e #een#e #el l)$ar )e o*&er3a#a or rimera 3e" or lo& c!ino& la inclinaci4n /)e e& la 3ariaci4n con re&ecto a la !ori"ontal )e #e&c)*ierta en 1?( 9
LABORAT LABORATORIO FÍSICA III VIERNES 10-12 El campo es más intenso cerca cerca de los polos alre#e#or #e 0(K0 $a)&& /)e en el Ec)a#or
0(K1? $a)&& re&enta 3ariacione& en m) #i3er&a& e&cala& #e tiemo #e&#e #ecima& #e &e$)n# &e$)n#o& o& a&oci a&ocia#a a#a&& a la& la& 3ari 3ariac acio ione& ne& #el #el Sol Sol !a&t !a&taa #e mill millone one&& #e a6o& a6o& como como la& la& in3er&ione& #e olari#a#( La& ca)&a& #e la& 3ariacione& )e#en &er m) #i&tinta&> or e9emlo tormenta& ma$n%tica& 73ariacione& acci#entale&8 o la electri"aci4n #e la& caa& &)eriore& &)eriore& #e la iono&era or rao& &olare& 7#i)rna&8( Otra& caracter'&tica& caracter'&tica& #e la e3ol)ci4n temoral #el camo &on> &) #eri3a !acia el oe&te la& "ona& #e camo in3er&o 7en relaci4n con el camo #iolar8 la& ec)r&ione& ma$n%tica& la& in3er&ione& olare&(
S5ERENCIAS
Ante& #e comen"ar &) eerimento #e*e re3i&ar /)e ten$a to#o& &)& materiale&(
Ante& #e roce#er a reali"ar la& me#i#a& en la *alan"a c)i#e /)e %&ta e&te cali*ra#a(
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C)an#o &e tracen la& l'nea& #e )er"a &e #e*e &er lo m.& reci&o o&i*le a /)e la& l'nea& #el camo ma$n%tico #el olo Norte S)r #e*en &er &im%trica&( No acer/)e #ema&ia#o lo& imane& a la *r=9)la )e& &)& & )& a$)9a& &e )e#en imantar(
Al momento #e tra*a9ar &e ale9a to#o o*9eto /)e ten$a metal #e*i#o a /)e )e#e alterar la #irecci4n #e la& a$)9a& en la *r=9)la(
+anten$a la *r=9)la ale9a#a lo &)iciente #e lo& imane& #e *arra ara /)e no inl)a en lo& #ato& o*teni#o& #)rante el eerimento(
La *arra #e*e e&tar a )na #i&tancia no maor #e 2 cm ara /)e el .n$)lo no &ea maor maor #e 12@(
La *arra /)e &e enc)entra en el %n#)lo #e*e e&tar totalmente e&t.tica ara no 3ariar la& me#icione&(
La #i&tancia #e la c)er#a /)e &o&tiene a la e&era #e*e &er maor a 2(? cm ara /)e &ea o*&er3a*le la& o&cilacione&(
Se #e*er. /)itar c)al/)ier tio #e #i&o&iti3o electr4nico 7mK cel)lare& m8 )l&era& relo9e& etc( ara e3itar /)e inl)a en la #irecci4n #e la *arra col$a#a(
No tocar la& *arra& #e electro#o& ante& #e !a*erla& #e&car$a#o ante&(
+antener la calma ante c)al/)ier alla en el eerimento(
C)al/)ier interro$ante &er. #a#a al #ocente encar$a#o(
Al terminar &) eerimento #e9e &) me&a #e tra*a9o limia or#ena#a(
E& imortante &e$)ir a&o a a&o la& in#icacione& #el roe&or(
Tener en c)enta la& me#i#a& #e &e$)ri#a# al momento #e reali"ar e&te tio #e eerimento(
CONCL5SIONES
La Tierra e9erce )na )er"a a#icional &o*re la *arra ma$n%tica e&te !ec!o &)$iere /)e !a #o& olo& ma$n%tico& Norte S)r(
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5na car$a m43il #a l)$ar a )na corriente el%ctrica con&tante /)e a &) 3e" $enera )n camo ma$n%tico(
La tier tierra ra &e com comort ortaa como como )n $i$an $i$ante te&co &co im.n im.n /) /)ee &e e&ta*l e&ta*lec ecee )n cam camoo ma$n%tico en el e&acio entorno a ella(
La a$)9a ma$n%tica #e la *r=9)la &e orienta &e$=n la& l'nea& #el camo ma$n%tico #e la tierra la& c)ale& no coinci#en con la& l'nea& #el meri#iano $eo$r.ico(
La #ecl #eclin inaci aci4n 4n ma$n% ma$n%ti tica ca e& el .n$ .n$)l )loo orma orma#o #o entre entre el e9e $eo$r $eo$r.i .ico co el ma$n%tico(
La #eclinaci4n ma$n%tica e& ro#)cto #el 3iento &olar(
La #eclinaci4n ma$n%tica 3ar'a en ca#a momento no e& con&tante en rome#io !a )na roorci4n aroima#a con el c)al &e )e#e eect)ar c.lc)lo& #e m)c!a )tili#a# en la carto$ra'a too$ra'a(
El arco #e&crito en la o&cilaci4n e& in3er&amente roorcional a la #i&tancia /)e ei&te entre la *arra ma$n%tica la e&era(
En el roce#imiento la *arra &iemre &e orienta al camo ma$n%tico #e la tierra(
Al acerca )na *arra ma$n%tica a otra col$a#o en )n %n#)lo ro#)ce re)l&i4n lo c)al a &) 3e" a)#a a la ei&tencia #e o&cilacione&(
Al eect)ar la re)l&i4n la *arra &e m)e3e #e ac)er#o a la #i&tancia #e la otra *arra(
BIBLIORAFÍA 12
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Ramon# A( SerUa :F'&ica ara Ciencia& e In$enier'a&; &eta e#ici4n 3ol)men II(
+an)al #e la*oratorio #e F'&ica III(
F'&ica ara ciencia& e in$enier'a& con F'&ica mo#erna SerUa- JeUett S%tima e#ici4n Vol)men Vol)men 2 $&(H0H-H0((
F'&ica K Re$)lo Sa*rera &e$)n#a e#ici4n
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