FUERZA LORENTS

7/26/2019 FUERZA LORENTS

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S10. FUERZAS MAGNETICAS.

Fuerzas magnticas Fuerza de Lorentz


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Por qu las limaduras de hierro seson atraidas?

Que es un campo magntico

Cmo se produce un campomagnetico?

Qu se entiende por fuerzamagnetica?

Se podr calcular la magnitud de lafuerza magnetica?


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LOGRO DE LA SESIN

Al trmino de la sesin, el estudianteresuelve problemas de Fuerzasmagnticas, Campo magntico ylas fuerzas que se originan en unacarga en movimiento en unacampo magntico haciendo usode las ecuaciones de las fuerzas deLorentz, en base a los conceptosdel magnetismo para el movimientode partculas, con claridad en elprocedimiento y exactitud en el

clculo.

25/05/2016 3


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Desde la antigedad se sabe que ciertos materiales,

llamados imanes, tienen la propiedad de atraer pequeos

trozos de metal. Esta propiedad atractiva se llam

magnetismo.

MAGNETISMO

NS

Imn de barra

N

S


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POLOS MAGNTICOS

Laintensidad de un imn se concentra en los

extremos, llamados polos norte y sur del

imn.

Imn suspendido: el extremo que

busca el N y el extremo que busca el

S son los polos N y S. NS

N

E

W

S

N

BrjulaImn de barra

S

N

Limaduras

de hierro


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ATRACCIN-REPULSIN MAGNTICA

N

S N

N

S

S

NSNS

Fuerzas magnticas: polos

iguales se repelenPolos distintos se atraen


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LNEAS DE CAMPO MAGNTICO

N S

Las lneas de campo magntico se

pueden describir al imaginar una

pequea brjula colocada en puntos

cercanos.

La direccin del campo magntico B

en cualquier punto es la misma que

la direccin que indica esta brjula.

El campo B es fuerte donde las lneas son densas y dbil donde las lneas estn

esparcidas.


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LNEAS DE CAMPO ENTRE IMANES

N S

N N

Polosdistintos

Polos iguales

Salen de Ny entran a S

Atraccin

Repulsin


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Cuando se estudi la electricidad, se describieron las interacciones entre

objetos con carga en funcin de campos elctricos. Recuerde quecualquier carga elctrica est rodeada por un campo elctrico. Adems

de contener un campo elctrico, el espacio que rodea a cualquier carga

elctrica en movimiento, tambin contiene un campo magntico.

Tambin cualquier sustancia magntica que forma parte de un imn

permanente est rodeada de un campo magntico.

CAMPOS Y FUERZAS MAGNTICAS

Histricamente el smbolo B ha sido utilizado para

representar el campo magntico, y sta es la notacin

utilizada para esta magnitud. La direccin del campo

magntico B en cualquier sitio es la direccin a la cualapunta la aguja de una brjula colocada en dicha posicin.

Igual que en el caso del campo elctrico, es posible

representar el campo magntico grficamente utilizando

lneas de campo magntico.


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FUERZA MAGNTICA

La magnitud FBde la fuerza magntica ejercida sobre la partcula es proporcional a la

carga q y a la rapidez v de dicha partcula. Cuando una partcula con carga se mueve paralela al vector de campo magntico, la

fuerza magntica que acta sobre ella es igual a cero. Cuando el vector de velocidad de la partcula forma un ngulo 0 con el campo

magntico, la fuerza magntica acta en direccin perpendicular tanto a vcomo a B;FBes perpendicular al plano formado por vy B(fi gura).

La fuerza magntica ejercidasobre una carga positiva tienedireccin opuesta a ladireccin de la fuerzamagntica ejercida sobre unacarga negativa que se muevaen la misma direccin (figura).

La magnitud de la fuerzamagntica que se ejercesobre una partcula enmovimiento es proporcional asen, donde es el nguloque el vector de velocidad de

la partcula forma con ladireccin de B.


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DIRECCIN DE LA FUERZA MAGNTICA

B

v

F

N SN

Regla de la mano derecha:

Con la mano derecha plana,

apunte el pulgar en direccin

de la velocidad v, dedos en

direccin del campo B. Lapalma de la mano empuja en

direccin de la fuerza F.

La fuerza es mayor cuando la velocidad vesperpendicular al campo B. La desviacindisminuye a cero para movimiento paralelo.

B

v

F


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Intensidad de campomagntico B:

senBosenv

qvFq

FB

Movimiento de una partcula con carga en un campo magntico uniforme =

=

=

=

=

=

=

= =

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Una intensidad de campo magntico de un tesla (T) existe en una regin del

espacio donde una carga de un coulomb (C) que se mueve a 1 m/s

perpendicular al campo B experimentar una fuerza de un newton (N).


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BvF d

dqd

nqAdsdq

IdsJAdsAdsnqAdsdq Jvvdd

BF sIdd

BrrBBF B

A

B

A

B

A IsdIsId

BF sI


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P1. Un alambre doblado en un semicrculo de radio R forma uncircuito cerrado y transporta una corriente I. El alambre yace en elplano xy y un campo magntico uniforme se dirige a lo largo deleje y positivo, como en la figura 29.19. Encuentre la magnitud ydireccin de la fuerza magntica que acta sobre la porcin recta

del alambre y sobre la porcin curva.


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P2.Hallar la Fuerza magntica si la corriente es de3 mA pasa a travs del conductor como semuestra en la figura, si el campo es de 2 Tesla y elradio a de la semicircunferencia menor es lamitad de la circunferencia mayor


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P3. Un espectrmetro de masas tal como se ve en la figura, los

iones Mg(24u.m.a), con carga +e, son acelerados por unadiferencia e potencial de 1000 V, entrando luego a un selector develocidades, pasando a continuacin a una regin semicirculardonde hay un campo magntico de 0.6 T.

Determinar el radio de la trayectoria de dicho ion en la reginsemicircular.

Datos(+e=1.6x10-9C, 1 u.m.a = 1.66x10-27Kg.)


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P5.

Un protn que se mueve a 4.0

106

m/s atravs de un campo magntico de 1.7 Texperimenta una fuerza magntica de magnitud8.2 x 10-13N. Cul es el ngulo entre la velocidaddel protn y el campo?


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P4. Un protn se mueve con una velocidad de

8.0106m/s a lo largo del eje x. Entra a una regindonde hay un campo magntico de magnitudigual a 2.5 T, dirigido a un ngulo de 60 con el eje

x y que se encuentra en el plano XY. Calcule la

fuerza magntica inicial sobre el protn y laaceleracin del mismo.(mp=1,67x10-27kg)(Qp=1,60x10-19C)


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RESUMEN

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FUERZA DE LORENTZ

Movimiento de partculasen un campo magnticoB

FUERZA DE LORENTZ

Direccin de la fuerzaortogonal al planoformado por By v.

BvqFm

F, vy Bson

vectores

ortogonales


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CONCLUSIN DE LA SESIN

- La fuerza sobre una carga en movimiento es la que

produce el cambio de la velocidad

- El radio de curvatura es inversamente proporcional a la

fuerza que produce el movimiento

- La velocidad siempre variara cuando la carga ingresa

en forma perpendicular a un campo magntico

constante

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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Tipler. "Fsica". Revert.

Gettys; Keller; Skove. "Fsica clsica y moderna". McGraw-Hill.

Serway. "Fsica". McGraw-Hill.

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