CAMPO MAGNÉTICO Y LAS CARGAS

CAMPO MAGNÉTICO Y LAS CARGAS

FÍSICA Y SU MATEMÁTICA UNIDAD 4

Profesor: Julio Ontiveros Rodríguez

FUERZA MAGNÉTICA:

Cuando una carga eléctrica se mueve a través de un campo magnético, se produce una fuerza, el campo magnético B se define a partir de la Ley de la Fuerza de Lorenz como:

CONSIDERACIONES:

1. La fuerza F es perpendicular tanto al campo magnético B como a la velocidad v de la carga positiva.

2. La magnitud de la fuerza F = q v B sen θ, donde θ es un ángulo menor de 1800 entre la velocidad v y el campo magnético B.

3. La fuerza magnética en una carga estacionaria (sin movimiento) es nula.

4. En una carga que se mueve en paralelo al campo magnético la fuerza magnética también es nula (vale cero).

5. La dirección de la Fuerza está dada por la regla de la mano derecha.

6. Las unidades del campo magnético son las Teslas, una Tesla son

10 000 Gauss. El campo magnético de la tierra es del orden de medio Gauss.

Ejemplo 1: Si la velocidad de una carga positiva apunta hacia abajo y el campo magnético hacia la izquierda, ¿hacia donde va la fuerza magnética?

1. La velocidad v es tu dedo pulgar, colócalo hacia abajo.

2. El campo magnético B es tu dedo índice, apuntalo hacia tu izquierda.

3. Forma con tu mano una “pistola”.

4. Abre los otros tres dedos, ¿hacia donde apunta la palma de tu mano?

5. Correcto, abre hacia la pantalla de tu computadora. Esa es la dirección de la fuerza magnética F.

Ejemplo 2: Si la velocidad de una carga negativa apunta hacia abajo y el campo magnético hacia la izquierda, ¿hacia donde va la fuerza magnética?

1. La velocidad v es tu dedo pulgar, pero cuidado la carga es negativa, entonces en lugar de que apunte hacia abajo, apuntara hacia arriba.

2. El campo magnético B es tu dedo índice, apuntalo hacia tu izquierda.

3. Forma con tu mano una “pistola”.

4. Abre los otros tres dedos, ¿hacia donde apunta la palma de tu mano?

5. Correcto, abre hacia ti. Esa es la dirección de la fuerza magnética F.

TIPS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS DEL CURSO

• Calcula la magnitud de la fuerza utilizando la fórmula F = q v B sen θ es decir sustituye el ángulo y calcula el seno de este ángulo, así sabrás cuando el seno de cero que la fuerza es nula.

• Recuerda que cuando dicen “el campo va a la izquierda”, es tu izquierda al estar sentado en la computadora.

• Esta es una aplicación específica de la regla de la mano derecha para las cargas en movimiento. Existen otros dos casos, cuando la carga se mueve a través de un alambre estacionario en un campo magnético y cuando el alambre se mueve a través de un campo magnético.

AHORA TU: practica en el laboratorio virtual y demuestra que aprendiste la regla de la mano derecha.

http://www.colegioheidelberg.com/deps/fisicaquimica/applets/ph11s/lorentzforce_s.htm

Si quieres ensayar un poco con las variables F, B y la carga + o – o cero, prueba tus conocimientos en el siguiente laboratorio virtual de la Fuerza de Lorenz:

http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/kap21/cd533capp.htm

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