Taller 2 Fisica

Taller Nr.
3
Curso: Fı́sica General II
Docente: Dr. Juan D. Jaramillo Salazar
Programa: Tecnologı́a en Alimentos, Univalle - Sede Tuluá
Palabras clave: Fuerza Magnética, Campo Magnético
1) Una partı́cula con masa de, 1.81 × 10−3 kg y una carga de 1.22 × 10−8 C tiene, en un instante dado,
una velocidad, ~v = (3.00 × 104 m/s) ĵ. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la aceleración de la
partı́cula producida por un campo magnético uniforme B ~ = (1.63 T)î + (0.98 T)ĵ?
2) Un electrón experimenta una fuerza magnética, cuya magnitud es de 4.60 × 10−15 N, cuando se
mueve con un ángulo de 60.0◦ con respecto a un campo magnético de magnitud 3.50 × 10−3 T. Encuentre
la rapidez del electrón.
3) Una partı́cula con carga de 6.40 × 1019 C recorre una órbita circular con radio de r = 4.68 mm debido
a la fuerza ejercida sobre ella por un campo magnético con magnitud de 1.65 T y perpendicular a la órbita.
a) ¿Cuál es la magnitud de la cantidad de movimiento lineal p~ (= m~v ) de la partı́cula? b) ¿Cuál es la
magnitud de la cantidad de movimiento angular L ~ (= ~r × p~) de la partı́cula?
Figura 1 (Sears-Zemansky)
4) Un electrón en el punto A de la Figura 1 tiene una rapidez v0 de 1.41 × 106 m/s. Calcule a) la
magnitud y la dirección del campo magnético que hará que el electrón siga la trayectoria semicircular entre
A y B, y b) el tiempo requerido para que el electrón se mueva de A a B.
5) Selector de velocidades. a) ¿Cuál es la rapidez de un haz de electrones cuando la influencia simultánea

de un campo eléctrico de 1.56 × 104 V/m y un campo magnético de 4.62 × 10−3 T, ambos campos normales
al haz y entre sı́, no produce desviación en los electrones? b) Muestre en un diagrama la orientación relativa
~ y B.
de los vectores ~v , E ~
6) Un alambre rectilı́neo de 2.00 m y 150 g conduce una corriente en una región donde el campo
magnético terrestre es horizontal y con magnitud de 0.55 gauss (averiguar conversión a Teslas). a) ¿Cuál
es el valor mı́nimo que debe tener la corriente en el alambre, para que todo su peso esté soportado por
la fuerza magnética del campo de la Tierra, si sobre él no actúa más fuerza que la gravedad? b) Muestre
cómo tendrı́a que orientarse el alambre en relación con el campo magnético de la Tierra para que esté
soportado en esa forma.
7) Una bobina rectangular de alambre, de 22.0 cm por 35.0 cm, conduce una corriente de 1.40 A y
está orientada con el plano de su espira perpendicular a un campo magnético uniforme de 1.50 T, como
1
se ilustra en la Figura 2. a) Calcule la fuerza neta y par de torsión que el campo magnético ejerce sobre
la bobina. b) Se gira la bobina un ángulo de 30.0◦ en torno al eje que se muestra, de modo que el lado
izquierdo salga del plano de la figura y el derecho avance hacia el plano. Calcule la fuerza neta y el par de
torsión que ahora el campo magnético ejerce sobre la bobina. (Sugerencia: para visualizar este problema
en tres dimensiones, dibuje con cuidado la bobina vista a lo largo del eje de rotación.)
8) Una carga puntual de +6.00 µC se desplaza con rapidez constante de 8.00 × 106 m/s en la dirección
+y con respecto de un marco de referencia. En el instante en que la carga puntual está en el origen de
este marco de referencia, ¿cuál es el vector del campo magnético B ~ que produce en los siguientes puntos:
a) (0.50 m, 0, 0); b) (0, −0.50 m, 0); c) (0, 0, +0.50 m); d) (0, −0.50m, +0.50 m)?
9) Campos dentro del átomo. En el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, el electrón se desplaza en
una órbita circular de radio 5.3 × 10−11 m con una rapidez de 2.2 × 106 m/s. Si se mira al átomo en forma
tal que la órbita del electrón esté en el plano del papel y el electrón se mueva en sentido horario, encuentre
la magnitud y dirección de los campos eléctrico y magnético que produce el electrón en la ubicación del
núcleo (considerado como un punto).
10) Dos cargas puntuales positivas, q = +8.00 µC y q 0 = 513.00 µC, se desplazan en relación con un
observador en el punto P, como se ilustra en la Figura 3. La distancia d es 0.120 m, v = 4.50 × 106 m/s, y
v 0 = 9.00 × 106 m/s. a) Cuando las dos cargas están en las ubicaciones que se indican en la figura, ¿cuáles
son la magnitud y dirección del campo magnético neto que producen en el punto P? b) ¿Cuáles son la
magnitud y dirección de las fuerzas eléctricas y magnéticas que cada carga ejerce sobre la otra? y ¿cuál es
la razón entre la magnitud de la fuerza eléctrica y la magnitud de la fuerza magnética? c) Si la dirección
de ~v 0 se invierte, de manera que las dos cargas se desplacen en la misma dirección, ¿cuáles son la magnitud
y la dirección de las fuerzas magnéticas que cada carga ejerce sobre la otra?
11) Dos alambres largos y paralelos están separados por una distancia de 0.400 m (Figura 4). Las
corrientes I1 e I2 tienen las direcciones que se indican. a) Calcule la magnitud de la fuerza ejercida por
cada alambre sobre un tramo de 1.20 m del otro. ¿La fuerza es de atracción o de repulsión? b) Cada
2
corriente se duplica, de manera que I1 es ahora de 10.0 A e I2 de 4.00 A. En esas condiciones, ¿cuál es la
magnitud de la fuerza que cada alambre ejerce sobre un tramo de 1.20 m del otro?
Referencia:
Fı́sica universitaria con fı́sica moderna Vol 2, Sears-Zemansky (texto guı́a).

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5) Selector de velocidades. a) ¿Cuál es la rapidez de un haz de electrones cuando la influencia simultánea

Fı́sica universitaria con fı́sica moderna Vol 2, Sears-Zemansky (texto guı́a).

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