COLEGIO JORDAN DE SAJONIA Dominicos

COLEGIO JORDAN DE SAJONIA
Dominicos
GRADO: 11th A / B / C
TALLER DE RECUPERACIÓN DE FÍSICA
SEGUNDO BIMESTRE
FECHA:
PROFESOR: ALEXANDRA GARCÍA CAMACHO
Nombre: __________________________________________________________
Desempeño: 1. Analiza y construye circuitos en serie y en paralelo sustentando las leyes propias de la
electricidad y el magnetismo, al igual que los conceptos de campo, corriente, voltaje y resistencia.
En ésta guía de recuperación se presenta una página, que ofrece no solo la explicación de las teorías de la
física sino que además muestra algunos ejemplos de solución de problemas y retos para que el estudiante los
resuelva. Debe revisar el link, estudiar cada ejemplo y resolver cada reto planteado.
1. Una bobina consta de 1.000 espiras circulares de alambre fino y radio
0,1 m. Si la corriente vale 10 A, hallar el campo magnético debido a: a)
una sola espira y b) toda la bobina.*
Como viste en campo magnético creado por una espira circular, el campo creado
por una sola espira, B, vale:
B = 2π k' i / r
Donde k' es la constante de Biot-Savart, que
vale k' = 10-7 Tm/A; i es la intensidad de
corriente que circula por cada espira; y r es
el radio de las espiras. Entonces:
B = 2π 10-7 TmA-1 10 A / 0,1 m
B = 6,26 x 10-5 T
Como el sentido de la corriente es el mismo
en todas las espiras, los campos son iguales
y se suman entre sí. De modo que el campo
producido por la bobina, Bb, valdrá:
Bb = 1.000 B
Bb = 6,26 x 10-2 T
Otra manera de razonar la última pregunta (tal vez rebuscada, pero en el fondo
correcta) sería pensar que el enrollamiento de la bobina forma un único cable
conductor integrado por 1.000 fibras. Pero un solo cable al fin, que tendrá una
corriente de 10.000 A. Resulta obvio que por este camino de razonamiento
llegamos al mismo resultado.
Queda claro que un modo de crear campos magnéticos grandes consiste en
construir enrollamientos numerosos, de muchas vueltas.
* Ejercicio adaptado de Física, Kane-Sternheim, Ed. Reverté, p427.
Desafío: ¿Cuánto valdría el campo si el cable fuese doble y por una línea
circulara una corriente y por la otra la misma corriente en sentido contrario?
2) Un alambre transporta una corriente de 50 A. ¿Cuál es el valor del campo magnético a 10 cm
de distancia?*
Desafío 1: ¿Te animarías a resolver este mismo ejercicio pero utilizando, en lugar de la constante de BiotSavart,
la
permeabilidad
magnética
del
vacío?
Desafío 2: El dibujo presentado arriba posee perspectiva, en la que se deforman los ángulos (como pasa en
muchas perspectivas). ¿Te animas a ubicar DOS ángulos rectos que aparecen deformados?
3) En un espectrómetro de masas los iones de carbono (12 uma) describen una circunferencia de
radio de 9 centímetros y los de oxígeno describen una de radio de 10,4 centímetros. Si el campo
magnético en el que ingresan y la diferencia de potencial con la que se los hace ingresar son los
mismos para ambos iones, ¿cuál es la masa de los iones de oxígeno?*
Desafío: Verificar que el sentido de giro esquematizado es o no es el correcto.
4) Un haz de partículas de carga +e describe un círculo de 3 m de radio en un campo magnético
de 0,2 T perpendicular al círculo. a) ¿Cuál es el ímpetu (cantidad de movimiento) de las
partículas? b) Si las partículas son protones, cuya masa es 1,67 x 10-27 kg, ¿cuál es su velocidad?*
Desafío: ¿Qué porcentaje de la velocidad de la luz representa la velocidad de estos protones?
5) En un ciclotrón se aceleran núcleos de helio de 6,68 x 10-27 kg de masa y carga 2e . El período de
la órbita es 10-7 s. a) ¿Cuánto vale el campo magnético? b) Si el radio de la órbita máxima es 2 m,
¿cuánto valdrá la velocidad de eyección de los núcleos?*
Desafío: Verificar que los sentidos de giro esquematizados son o no son los correctos. Verificar que kg C-1s1
= T (un kilogramo dividido un coulomb por un segundo es igual a un tesla).
6) Un cable horizontal de 100 metros de largo transporta una corriente de 10 A. ¿A qué distancia
habría que colocarle otro cable paralelo que transporte idéntica corriente, para que la fuerza de
atracción entre ambos sea de un kilogramo fuerza?*
Desafío: Verificar que las operaciones efectuadas con las unidades utilizadas dan en metros.
7) Un solenoide de 30 cm de longitud consta de 1.000 espiras. Hallar el valor de campo magnético
en el interior de la bobina, si la intensidad de corriente es de 2 A. El diámetro de la bobina se
considera pequeño en comparación con su longitud.*
Desafío: ¿Qué sentido tiene que no haya que colocar la unidad "espira" en la fórmula?
8) Una bobina rectilínea fue construida con un hilo conductor cuyo espesor -con aislante incluidoes de 1,25 mm, y de manera tal que las espiras se tocan. Calcular la intensidad de corriente para
generar un campo magnético de 2,512 x 10-2 tesla, estando la bobina en el vacío.*
Desafío: ¿Qué largo tendrá la bobina si el cable es de cobre, el diámetro es la mitad del cable con su
aislante y la fuente de alimentación es de 24V?
Referencia bibliográfica:
http://neuro.qi.fcen.uba.ar
NO
ME
SALEN -
Creación
de
Ricardo
Cabrera,
un
profe
políticamente
incorrecto.
EJERCICIOS RESUELTOS Y CONTENIDOS TEÓRICOS DE FÍSICA Y BIOFÍSICA
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Vo. Bo. Jefe de Departamento
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Vo. Bo. Coordinadora Académica