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Un protón entra con una velocidad de 3×10⁶ m/s perpendicular a un campo de 0,2 T. Calcula la fuerza magnética.
Física · Unidad 4 · Tema 16
Fuerza magnética
Un campo magnético empuja a las cargas que se mueven y a los cables con corriente. Con esto funcionan los motores y los parlantes.
Fuerza sobre una carga que se mueve
es el ángulo entre la velocidad y el campo. La fuerza es perpendicular a los dos.
0
Dos casos sin fuerza
Si la carga está quieta (v = 0) o se mueve paralela al campo (sen 0° = 0).Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, la carga da vueltas en un círculo de radio:
Fuerza sobre un conductor
Dos cables paralelos se hacen fuerza entre sí:
Corrientes en el mismo sentido
se atraenCorrientes contrarias
se repelenVer ejemplo · ¿cuándo no hay fuerza?
Una carga se mueve paralela al campo. ¿Qué fuerza siente?
- θ = 0°→ F = 0. Tampoco hay fuerza si la carga está quieta (v = 0).
Ver ejemplo · motor eléctrico
¿Por qué gira un motor?
- Dos lados de la espira
La corriente va en un sentido por un lado y en el otro sentido por el lado opuesto.
- Dos fuerzas contrarias
El campo empuja un lado hacia arriba y el otro hacia abajo: eso hace girar la espira.
A ver, rápido
Si se duplica la velocidad de un protón dentro del mismo campo, el radio de su círculo…
: v está arriba.
2
Para el protón del ejercicio anterior (m = 1,67×10⁻²⁷ kg), ¿qué radio tiene el círculo que describe?
Solo quiero ver la respuesta
3
Un electrón se mueve a 2×10⁷ m/s formando 30° con un campo de 0,5 T. Calcula la fuerza.
Solo quiero ver la respuesta
4
Un cable de 40 cm lleva 5 A dentro de un campo de 0,3 T. Calcula la fuerza si el cable es perpendicular al campo y si forma 30° con él.
Solo quiero ver la respuesta
y
5
Dos cables paralelos separados 5 cm llevan 10 A cada uno, en el mismo sentido. Calcula la fuerza por cada metro de cable.
Solo quiero ver la respuesta
, se atraen
6
Un alambre de 20 g y 50 cm lleva 4 A horizontalmente. ¿Qué campo hace falta para que la fuerza magnética equilibre su peso?
Solo quiero ver la respuesta
1. Fuerza sobre un protón
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Leo con calma
Un protón entra con una velocidad de 3×10⁶ m/s perpendicular a un campo de 0,2 T. Calcula la fuerza magnética.
Perpendicular → θ = 90° y sen 90° = 1.
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Dibujo la situación
Campo entrando (⊗), v a la derecha: para una carga + la fuerza sale hacia arriba.
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Elijo la fórmula
4
Reemplazo
5
Resultado
2. Radio de la trayectoria
1 / 5
1
Leo con calma
Para el protón del ejercicio anterior (m = 1,67×10⁻²⁷ kg), ¿qué radio tiene el círculo que describe?
La fuerza magnética es la fuerza centrípeta: siempre apunta al centro.
2
Dibujo la situación
3
Elijo la fórmula
4
Reemplazo
5
Resultado
3. Con ángulo
1 / 3
Un electrón se mueve a 2×10⁷ m/s formando 30° con un campo de 0,5 T. Calcula la fuerza.
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Elijo la fórmula
Va seno: si v fuera paralela a B (θ = 0°), la fuerza sería cero.
2
Reemplazo
3
Resultado
4. Fuerza sobre un conductor
1 / 6
1
Leo con calma
Un cable de 40 cm lleva 5 A dentro de un campo de 0,3 T. Calcula la fuerza si el cable es perpendicular al campo y si forma 30° con él.
2
Dibujo la situación
Regla de la mano izquierda (o derecha, según tu libro): la fuerza es perpendicular al cable y al campo.
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Elijo la fórmula
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Perpendicular
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A 30°
6
Resultado
y
5. Dos cables paralelos
1 / 4
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Leo con calma
Dos cables paralelos separados 5 cm llevan 10 A cada uno, en el mismo sentido. Calcula la fuerza por cada metro de cable.
Cada cable está dentro del campo del otro.
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Elijo la fórmula
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Reemplazo
4
Resultado
· se atraen
Mismo sentido → se atraen. Sentidos contrarios → se repelen. (Al revés que las cargas.)
6. Cable que flota
1 / 4
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Leo con calma
Un alambre de 20 g y 50 cm lleva 4 A horizontalmente. ¿Qué campo hace falta para que la fuerza magnética equilibre su peso?
Flotar = la fuerza magnética hacia arriba es igual al peso.
2
Elijo la fórmula
3
Reemplazo
4
Resultado
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