FUERZA MAGNETICA En un campo magnético de 1,5 T se introduce un protón con una velocidad de 2x107 m/s formando un ángulo de 30º con la dirección de aquél. Hallar la fuerza aplicada sobre la citada partícula. (2,4x10-12 N)
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Por efecto del campo magnético de inducción 4,5x10-3 T, los electrones de un haz (pincel) de un tubo de rayos catódicos describen un círculo de 2 cm de radio. Hallar la velocidad de las citadas partículas. (1,58x107 m/s)
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Se aceleran partículas alfa mediante una diferencia de potencial de 1kV, penetrando a continuación en un campo magnético de inducción 0,2 T y de dirección perpendicular a la del movimiento. Hallar el radio de la trayectoria que recorren las partículas en cuestión. La masa y carga eléctrica de las partículas alfa son 6,68x10-27 kg y + 2e, respectivamente. (3,23x10-2)
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Una partícula de carga q entra en una región del espacio donde existe un campo eléctrico uniforme dirigido hacia abajo (recuerde que E = F/q). El valor de E es de 80 kV/m. Perpendicular a E y dirigido hacia dentro de la página se halla un campo magnético de 0,4 T. Si la rapidez de la partícula se escoge apropiadamente, ésta no sufrirá ninguna deflexión a causa de los campos perpendiculares. ¿Qué rapidez debe ser seleccionada en este caso?. (Este es un dispositivo llamado “Selector de Velocidades”) (2x105 m/s)
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Las partículas alfa (m = 6,68x10-27 kg, q = +2e) son aceleradas desde el reposo a través de una diferencia de potencial. Después entran en un campo magnético de 0,2 T perpendicular a su dirección de movimiento. Calcúlese el radio de su trayectoria. (recuerde que variación de energía cinética es igual a trabajo eléctrico o energía potencial eléctrica: Vq = mv2/2) (0,032 m)
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Determinar la masa de un ión positivo que se desplaza con una velocidad lineal de 107 m/s en una trayectoria circular de 1,55 m de radio, normal a la dirección de un campo magnético de inducción 0,134 T. (Si el ión tiene carga la unidad, 3,32x10-27 kg; si está cargado el doble, masa = el doble; así sucesivamente)
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En la figura siguiente, el campo magnético está hacia fuera de la página y es de 0,8 T. El alambre mostrado lleva una corriente de 30 A. Encuéntrese la fuerza que actúa sobre 5 cm de la longitud del alambre. (1,2 N, hacia el pie de la página)
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Por la bobina de 40 espiras (plana, en forma cuadrada de lado 10 cm) circula una corriente de 2 A en un campo magnético de 0,25 T. Determine la torca sobre ella. (0,24 Nm; rotará sobre un eje vertical, con ad saliendo de la página)
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Un electrón en un campo eléctrico y magnético uniforme tiene una velocidad de 1,2x104 m/s en la dirección x positiva y una aceleración constante de 2x1012 m/s2 en la dirección z positiva. Si el campo eléctrico tiene una intensidad de 20 N/C en la dirección z, ¿cuál es el campo magnético en la región?
10.-
Un protón que se mueve a 4x106 m/s a través de un campo magnético de 1,7 T experimenta una fuerza electromagnética de magnitud 8,2x10-13 N. ¿Cuál es el ángulo entre la velocidad del protón y el campo? (48,8º o 131º)
11.-
¿Qué fuerza magnética se experimenta por medio de un protón que se mueve de norte a sur a 4,8x106 m/s en una localidad donde la componente vertical del campo magnético es de 75 µT dirigido hacia abajo? ¿En qué dirección se desvía el protón?
12.-
Una bola metálica que tiene carga neta Q se lanza horizontalmente por una ventana a una velocidad v. La ventana está a una altura h sobre el suelo. Un campo magnético horizontal uniforme de magnitud B es perpendicular al plano de la trayectoria de la bola. Encuentre la fuerza magnética que actúa sobre la bola justo antes de que ésta golpee el suelo.
13.-
Un pato que vuela rumbo al norte a 15 m/s pasa sobre Atlanta, donde el campo magnético terrestre es de 5x10-5 T en una dirección de 60º debajo de la línea horizontal que corre de norte a sur. Si el pato tiene una carga positiva neta de 0,04 µC, ¿cuál es la fuerza magnética que actúa sobre él? (26 pN oeste)
14.-
Un electrón se proyecta dentro de un campo magnético uniforme B = 1,4i + 2,1j T. Encuentre la expresión vectorial para la fuerza sobre el electrón cuando su velocidad es v = 3,7x105j m/s.
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Un protón se mueve con una velocidad de v = 2i – 4j + k m/s en una región en la que el campo magnético es B = i + 2j – 3k T. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza magnética que esta carga experimenta? (2,34x10-18 N)
16.-
Un alambre de 40 cm de largo conduce una corriente de 20 A. Se dobla en un lazo y se coloca con su plano perpendicular a un campo magnético con una densidad de flujo de 0,52 T. ¿Cuál es el momento de torsión sobre el lazo si se dobla en la forma de a) un triángulo equilátero, b) un cuadrado, c) un círculo. d) ¿Cuál momento de torsión es más grande?
17.-
Un alambre conduce una corriente estable de 2,4 A. Una sección recta del alambre mide 0,75 m de largo y se encuentra a lo largo del eje x dentro de un campo magnético uniforme B = 16 kT. Si la corriente está en la dirección +x, ¿cuál es la fuerza magnética sobre la sección del alambre? (-2,88j N)
18.-
Un alambre con una masa por unidad de longitud de 0,5 g/cm conduce una corriente de 2 A horizontalmente hacia el sur. ¿Cuáles son la dirección y la magnitud del campo magnético mínimo necesario para levantar verticalmente este alambre? (0,245 T este)
19.-
Un alambre de 2,8 m de longitud conduce una corriente de 5 A en una región donde un campo magnético tiene una magnitud de 0,39 T. Calcule la magnitud de la fuerza magnética sobre el alambre si el ángulo entre el campo magnético es a) 60º, b) 90º, c) 120º (4,73 N, 5,46 N, 4,73 N)
20.-
En la figura, el cubo mide 40 cm en cada lado. Cuatro segmentos – ab, bc, cd y da – forman un lazo cerrado que conduce una corriente de 5 A en la dirección mostrada. Un campo magnético de 0,02 T está en la dirección y positiva. Determine la magnitud y la dirección de la fuerza magnética sobre cada segmento.
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Un imán de gran intensidad se pone bajo un anillo conductor horizontal de radio r que conduce una corriente i, como se muestra en la figura siguiente. Si la fuerza magnética forma un ángulo θ con la vertical en la posición del anillo, ¿cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza resultante sobre el anillo? (2πriBsenθ hacia arriba)
22.-
Una corriente de 17 mA se mantiene en un lazo de circuito de 2 m de circunferencia. Un campo magnético de 0,8 T se dirige paralelo al plano del lazo, a) calcule el momento magnético del lazo, b) ¿cuál es el campo magnético del momento de torsión ejercido sobre el lazo por el campo magnético?
23.-
Un lazo rectangular consta de 100 vueltas enrolladas muy próximas entre sí y tiene dimensiones a = 0,4 m y b = 0,3 m. El lazo se articula a lo largo del eje y, y su plano forma un ángulo de 30º con el eje x. ¿Cuál es la magnitud del momento de torsión ejercido sobre el lazo por un campo magnético uniforme de 0,8 T dirigido a lo largo del eje x cuando la corriente es 1,2 A en la dirección indicada?. ¿Cuál es la dirección esperada de rotación del lazo? (9,98 Nm, en dirección de las manecillas del reloj cuando se ve la dirección y negativa)
24.-
Se forma un círculo con un alambre de 10 cm de diámetro y se pone en un campo magnético uniforme de 3x10-3 T. Una corriente de 5 A circula por el alambre. Determine: a) el momento de torsión máximo sobre el alambre y, b) el intervalo de energía potencial que tiene el alambre para diferentes orientaciones.
25.-
Un ión positivo con una sola carga tiene una masa de 3,2x10-26 kg. Después de que es acelerado a través de una diferencia de potencial de 833 V el ión entra a un campo magnético de 0,92 T a lo largo de una dirección perpendicular a la dirección del campo. Calcule el radio de la trayectoria del ión en el campo. (1,98 cm)
26.-
El campo magnético de la Tierra en cierta localidad está dirigido verticalmente hacia abajo y tiene una magnitud de 0,5x10-4 T. Un protón se mueve horizontalmente hacia el este en este campo con una velocidad de 6,2x106 m/s. a) ¿Cuáles son la dirección y magnitud de la fuerza magnética que el campo
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ejerce sobre esta carga?, b) ¿Cuál es el radio del arco circular que sigue este protón? Un protón de rayos cósmicos en el espacio interestelar tiene una energía de 10 MeV y ejecuta una órbita circular con un radio igual al de la órbita de Mercurio alrededor del Sol (5,8x1010 m). ¿Cuál es el campo magnético en esa región del espacio? (7,88 pT)
28.-
Un selector de velocidades de campos cruzados tiene un campo magnético de 0,001 T. ¿Qué intensidad de campo eléctrico se requiere si electrones de 10 keV van a pasar a través de él sin desviarse? (5,93x105 N/C)
29.-
Un ciclotrón diseñado para acelerar protones tiene un campo magnético de 0,45 T de magnitud sobre una región de 1,2 m de radio. ¿Cuáles son: a) la frecuencia de ciclotrón, b) la velocidad máxima adquirida por los protones? (4,31x107 rad/s; 5,17x107 m/s)
30.-
La sección de un conductor de 0,4 cm de espesor se usa en una medición del efecto may. Si se mide un voltaje may de 35 µV para una corriente de 21 A en un campo magnético de 1,8 T, calcule el coeficiente may para el conductor. (3,7x10-9 m3/C)
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