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INRODUCCIÓN A LA FÍSICA AMBIENTAL (IFA).
(Grupo del Prof. Miguel RAMOS).
Hoja de problemas 8.
Tema 8.- Campo Magnético.
1. Un protón entra en una región donde existe un campo magnético uniforme a lo largo
del eje “x” de magnitud igual a 0,5 T. Sobre el protón sólo actúa la fuerza magnética
y en el instante t = 0 tiene las siguientes componentes de velocidad: vx = 1,5 105
m/s, vy = 0 m/s y vz = 2 105 m/s. En el instante t = 0, encuentra la fuerza que actúa
sobre el protón y la aceleración de éste.
Carga del protón, e+ = 1.602 10-19 C, mp=1.672 10-27 kg.
2. Un alambre al que se le ha dado
forma de semicircunferencia de
radio, R, forma un circuito cerrado y
transporta una corriente, I. El
circuito se encuentra en el plano
“XY” con su lado recto a lo largo
del eje “x”, y un campo, B,
uniforme está presente a lo largo del
eje “y” positivo. Halla la fuerza
magnética que actúa sobre la
porción del alambre en geometría
recta y en geometría curva.
3. Una bobina de cable de 5 cm de radio que tiene 30 vueltas y transporta una corriente
de 5 A en sentido contrario a las agujas del reloj, viéndola desde arriba yace en un
plano horizontal. Si se aplica un campo magnético, B, de 1,2 T en módulo y dirigido
hacia la derecha. Calcula el momento magnético de la espira y el momento de las
fuerzas que genera el campo magnético sobre ella. Determina el valor de las fuerzas
verticales que es necesario aplicar a sus bordes derecho e izquierdo para mantenerla
en equilibrio en su posición inicial.
4. En un punto de la superficie de la Tierra el campo magnético terrestre apunta hacia
el exterior formando un ángulo de 17º con la vertical y vale 5,8 10-5 T. (a) Halla la
fuerza F sobre un electrón que se mueve verticalmente hacia abajo a 105 ms-1. (b)
Halla el cociente entre F y el peso mg. (c) Por un alambre vertical circula una
corriente de 10 A. Halla la fuerza magnética sobre 2 m de este alambre.
Carga del electrón, e- = 1.602 10-19 C, me=9.109 10-31 kg.
5. Haciendo uso de la Ley de Biot-Savart, determina el campo magnético B en el
centro de un solenoide situado en el vacío de longitud 20 cm, radio 14 mm y 600
vueltas, por el que circula una corriente de intensidad 4 A. µ0=4π 10-7 Tm/A
6. Las bobinas de Helmholtz es un montaje
consistente en dos bobinas paralelas coaxiales del
mismo radio y mismo número de espiras,
separadas por una distancia igual a su radio, por
las que circula una intensidad de corriente igual
en ambas. Calcula el campo magnético en el
punto medio entre las bobinas y en el centro de
cualesquiera de ellas.
Miguel Ramos Sainz
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02/07/04