Solucionario de preguntas de fisica (serway cap 30)
Enviado por CAYOTOPA TAMAY RAQUEL ELIZABETH • 11 de Agosto de 2021 • Prácticas o problemas • 1.830 Palabras (8 Páginas) • 2.588 Visitas
Física II- 01Q
ALUMNA: CAYOTOPA TAMAY RAQUEL ELIZABETH
DOCENTE: MONTERO ARTEAGA WIMPPER
Solución de preguntas objetivas del cap.29
1. ¿En cuál de las siguientes circunstancias un campo magnético uniforme en el espacio no puede ejercer una fuerza magnética sobre una partícula? Puede haber más de una respuesta correcta. (a) La partícula está cargada. (b) La partícula se mueve perpendicular al campo magnético. (c) La partícula se mueve en paralelo al campo magnético.(d) La magnitud del campo magnético cambia con el tiempo. (e) La partícula está en reposo.
(a) La partícula está cargada.
No es correcta porque siempre se trabaja con partículas cargadas positiva y negativamente.
(b) La partícula se mueve perpendicular al campo magnético.
No es correcta para las condiciones que propone el ejercicio, debido a que sí se podría ejercer una fuerza magnética sobre una partícula.
(c) Cuando la velocidad de la carga y el campo son paralelos la fuerza es nula .
Es correcta, porque cuando una partícula cargada se mueve paralela al vector de campo magnético, la fuerza magnética que actúa sobre ella es igual a cero.
[pic 1]
[pic 2]
[pic 3]
(d) La magnitud del campo magnético cambia con el tiempo.
La magnitud del campo magnético no está relacionada con el tiempo.
(e) La partícula está en reposo.
La partícula tiene velocidad igual a cero entonces al reemplazarlo en la ecuación hallamos que la fuerza magnética resulta ser cero. [pic 4][pic 5]
2.Clasifique las magnitudes de las fuerzas ejercidas sobre las siguientes partículas de mayor a menor. En su clasificación muestre cualquier caso de igualdad. (a) Un electrón se mueve a 1 Mm/s perpendicular a un campo magnético de 1 mT. (b) Un electrón se mueve a 1 Mm/s paralelo a un campo magnético de 1 mT. (c) Un electrón se mueve a 2 Mm/s perpendicular a un campo magnético de 1 mT. (d) Un protón se mueve a 1 Mm/s perpendicular a un campo magnético de 1 mT. (e) Un protón se mueve a 1 Mm/s en un ángulo de 45° en un campo magnético de 1 mT.
[pic 6]
q = 1,602 x 10-19 A.s
T = N/A.m
a)[pic 7]
b)[pic 8]
c)[pic 9]
d)[pic 10]
e) [pic 11]
Bueno el orden de mayor a menor de las magnitudes de las fuerzas magnéticas seria la siguiente:
c>a=d>e>b
3.Una partícula con carga eléctrica se dispara en una región del espacio donde el campo eléctrico es cero y se mueve en línea recta. ¿Puede concluir que el campo magnético en dicha región es cero? (a) Sí. (b) No, el campo puede ser perpendicular a la velocidad de la partícula. (c) No, el campo puede ser paralelo a la velocidad de la partícula.(d) No, la partícula puede requerir tener carga del signo opuesto para que sobre ella se ejerza una fuerza. (e) No, una observación de un objeto con carga eléctrica no da información acerca de un campo magnético.
(d) No, la partícula puede requerir tener carga del signo opuesto para que sobre ella se ejerza una fuerza.
El campo magnético al ser paralelo o anti paralelo a la velocidad de la partícula cargada, no experimentará ninguna fuerza magnética.
4.Un protón que se mueve horizontalmente entra en una región en la que un campo magnético uniforme es perpendicular a la velocidad del protón, como se muestra en la figura PO29.4. Después que el protón entra en el campo:¿(a) se desvía hacia abajo, y su velocidad permanece constante; (b) se desvía hacia arriba, moviéndose en una trayectoria semicircular con rapidez constante, y sale del campo dirigiéndose a la izquierda; (c) continúa moviéndose en la dirección horizontal con velocidad constante;(d) se mueve en una órbita circular y queda atrapado por el campo, o (e) se desvía fuera del plano del papel?
[pic 12]
La respuesta es la (c) continúa moviéndose en la dirección horizontal con velocidad constante.
Cuando la velocidad de una partícula cargada es perpendicular a un campo magnético uniforme, la partícula se mueve siguiendo una trayectoria circular en un plano perpendicular a . Esto es posible ya que el protón al entrar primero al campo, experimenta una fuerza dirigida hacia arriba. Al aplicar la regla de la mano izquierda al protón tenemos:[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
El pulgar nos indica la dirección de la fuerza.
5.En cierto instante, un protón se mueve en la dirección x positiva a través de un campo magnético en la dirección z negativa. ¿Cuál es la dirección de la fuerza magnética ejercida sobre el protón? (a) En la dirección z positiva. (b) En la dirección z negativa. (c) En la dirección y positiva.(d) En la dirección y negativa. (e) La fuerza es cero.
SOLUCIÓN:
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
[pic 20]
Respuesta (c). En la dirección “y” positiva.
6.Una delgada barra de cobre de 1.00 m de longitud tiene una masa de 50.0 g. ¿Cuál es la corriente mínima en la varilla que le permitiría levitar sobre el suelo en un campo magnético de magnitud 0.100 T? (a) 1.20 A, (b) 2.40 A, (c) 4.90 A, (d) 9.80 A, (e) ninguna de las respuestas.
Respuesta (c). La fuerza magnética debe equilibrar el peso de la varilla.
[pic 21]
[pic 22]
Para que pueda levitar sobre el suelo en un campo magnético de magnitud 0.100 T , el ángulo que forma la fuerza magnética con la velocidad de deriva tiene que ser máxima, es decir, 90°.[pic 23]
Usamos , para que la varilla este en equilibrio.[pic 24]
ILB sin 90° = mg
Entonces obtendremos:
[pic 25]
[pic 26]
7.El electrón A se dispara horizontalmente con rapidez de 1 Mm/s en una región donde existe un campo magnético vertical. El electrón B se dispara a lo largo de la misma trayectoria con rapidez 2 Mm/s. (i) ¿Sobre cuál electrón se ejerce una mayor fuerza magnética? (a) A.(b) B. (c) Las fuerzas tienen la misma magnitud distinta de cero. (d) Las fuerzas son ambas cero. (ii) ¿Cuál electrón tiene una trayectoria que se curva de manera más pronunciada? (a) A. (b) B. (c) Las partículas siguen la misma trayectoria curva. (d) Las partículas continúan en línea recta.
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