A-PDF Manual Split Demo. Purchase from to remove the watermark. Física 2.⁰ Bachillerato. SOLUCIONARIO.

Transcripción

1 A-PDF Manual Split Demo. Puchase fom to emove the watemak Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO 3 Campo magnético 65

2 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO Campo magnético 3 PARA COMENZAR Po qué las auoas polaes se obsevan casi exclusivamente en latitues altas, en egiones cecanas a los polos? Poque los polos magnéticos e la Tiea se encuentan situaos muy ceca e los polos geogáficos. Qué elación existe ente las auoas polaes y las tomentas solaes? as tomentas solaes povocan un incemento en el númeo e patículas con caga eléctica que llegan a la Tiea. Entonces, tas poucise tomentas solaes, cuano ichas patículas cagaas llegan a la Tiea tiene luga un incemento el númeo e auoas, o estas son más intensas. ACTIVIDADES. os imanes están pesentes en muchos ispositivos cotiianos. Utiliza los imanes paa iseña un pesonaje que aceca la mano cuano se le ofece algo que le gusta y la etia cuano no le gusta. Respuesta libe. Hay que tene en cuenta que los polos el mismo tipo se epelen y los polos e tipos opuestos se ataen.. El levitón es oto ispositivo basao en imanes. Explica el funcionamiento el que se muesta en la imagen. En el levitón se pouce una epulsión magnética ente los imanes que existen en la base que se apoya sobe una mesa, po ejemplo, y los imanes que están en el inteio el ispositivo, e manea que este flota, pues la fueza magnética compensa la atacción gavitatoia ejecia po la Tiea. 3. Un electón peneta en una egión el espacio one existe un campo magnético unifome con velocia constante v. Contesta. a) Qué fueza actúa sobe el electón? b) ajo qué coniciones el campo magnético no influye en su movimiento? a) Sobe el electón actúa la fueza e oentz, cuyo móulo es igual al poucto el campo magnético po la caga e la patícula y po la velocia que lleva. Aemás, hay que multiplica po el seno el ángulo que foman la velocia y el campo magnético. F qv b) El campo magnético no influye en su movimiento cuano el poucto vectoial e la velocia po el campo magnético es ceo, es eci, cuano ambos foman un ángulo e 0: son paalelos. 4. Una patícula con caga q y velocia v enta en un campo magnético pepenicula a la iección e movimiento. a) Analiza el tabajo ealizao po la fueza magnética y la vaiación e enegía cinética e la patícula. b) Si la patícula se moviese en iección paalela al campo, qué ocuiía ahoa con el tabajo ealizao po la fueza magnética? Y con la vaiación e enegía cinética e la patícula? Explica las ifeencias ente ambos casos. 66

3 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO a) Si el campo magnético es pepenicula a la iección e movimiento, ejeceá sobe la patícula una fueza llamaa fueza e oentz: o F qv F qv qv qv sen sen 90 Como vemos en la expesión anteio, la fueza es pepenicula a la velocia e la patícula; en consecuencia, no se ealiza tabajo poque el poucto escala e la fueza po el esplazamiento es nulo al inteveni un ángulo e 90 en el poucto escala: W F l 0 En consecuencia, como el tabajo es igual a la vaiación e enegía cinética, no habá vaiación en la enegía cinética e la patícula. a patícula cambia e iección, peo el móulo e su velocia no vaía. b) Si la patícula se mueve en iección paalela al campo, la fueza e oentz seá nula, y entonces tampoco habá tabajo ealizao, y tampoco habá vaiación en la enegía cinética e la patícula. 5. En una egión el espacio hay un campo magnético unifome iigio en el sentio negativo el eje X y ao 5 po,8 0 i T. Calcula la fueza magnética que actúa sobe una patícula e caga q 0 6 C que 4 peneta en el seno el campo magnético con una velocia v 0 k m / s. a fueza e oentz ejecia sobe la patícula vená aa po: F q v F C0 m/s,80 T k i,0 j N 6. En una egión el espacio existe un campo magnético constante pepenicula al plano el papel y sentio hacia ento el mismo. Penetan po los extemos e la egión one hay campo magnético os electones con la misma velocia y iección, peo en sentios contaios, tal y como inica la figua. a) Dibuja la fueza magnética que actúa sobe caa electón. Justifica y ibuja las tayectoias e los os electones e inica el sentio e gio. b) Imagina que eliminamos este campo magnético y lo sustituimos po oto campo magnético. En este caso, los electones no se esvían cuano entan en esta egión. Dibuja cómo ebe se este nuevo campo magnético. Justifique la espuesta. Nota: No es vália la espuesta 0. a) Respuesta gáfica. F F a fueza es pepenicula tanto al campo magnético como a la velocia e caa electón y viene aa po la fueza e oentz ( F qv ). En la imagen paa el electón que peneta con velocia hacia la eecha, la fueza tená un sentio vetical y hacia abajo, pues se tata e una patícula con caga negativa. Po tanto, este electón giaá hacia abajo, en el sentio e las agujas el eloj. 67

4 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO Razonano e foma simila paa el electón que se mueve hacia la izquiea en la figua la fueza tená sentio hacia aiba. Po tanto, este electón giaá hacia aiba, en el sentio e las agujas el eloj también. b) Si en la egión existe, en vez e este, oto campo magnético que no esvía los electones, es poque este campo magnético es paalelo al movimiento e los electones y entonces la fueza e oentz es nula. Es eci, el campo magnético ebe esta contenio en el plano el papel y sus líneas e campo, paalelas al movimiento e los electones, bien hacia la eecha o hacia la izquiea. a fueza e oentz ejecia sobe la patícula vená aa po: F q v 0 v 0 v sen 0 o o sen 0 0 o En una egión el espacio existe un campo magnético unifome en la iección positiva el eje Y. En esta egión enta un electón que se mueve con velocia v en la iección positiva el eje X. Inica cuál seá la tayectoia que seguiá el electón en esa egión. El poucto vectoial e la velocia po el campo magnético tiene iección vetical y sentio hacia abajo, pues el electón tiene caga negativa. Po tanto, el electón sufiá una fueza vetical y hacia abajo, y se moveá en el plano XZ siguieno una cuva. Z F qv 0 q v i j q v k X Y 8. Un potón peneta con una velocia v en el seno e un campo magnético unifome. Explica la tayectoia que seguiá el potón: a) Si la velocia el potón es paalela a. b) Si la velocia el potón es pepenicula a. a) Según la expesión e la fueza e oentz ( F qv ), si la velocia es paalela al campo magnético el ángulo que foman es 0⁰, po lo que la fueza es nula. Po tanto, si la velocia el potón es paalela al campo magnético, el potón no sufiá fueza alguna y seguiá moviénose como lo hacía antes, con movimiento ectilíneo. b) Si la velocia es pepenicula al campo magnético, existiá una fueza e oentz pepenicula a la velocia el potón y al campo magnético, e moo que la tayectoia el potón se cuvaá. 9. En una egión el espacio existe un campo magnético unifome e inucción 0,8 mt en el sentio positivo el eje OX. Peneta en el campo un electón que se mueve en iección OY y con una enegía cinética e J. a) Calcula la velocia con la que peneta el electón en el campo magnético. b) Halla el móulo e la fueza a la que está sometio el electón. c) Qué tipo e movimiento tiene el electón? ) Detemina el aio e la tayectoia que escibe. Datos: me 9, 0 3 kg; qe, C. 68

5 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO a) a velocia el electón se puee calcula a pati e su enegía cinética. E 80 J E m v v m 9,0 kg 8 C 6 C 3 4,9 0 m/s b) El móulo e la fueza a la que está sometio el electón viene ao po la expesión e la fueza e oentz: F qv F q v ,60 0 C 4,9 0 m/s 0,8 0 T 5,37 0 N c) a fueza es pepenicula al movimiento el electón, po lo que la tayectoia el electón se cuva. El móulo e su velocia no vaía, peo sí su iección. Po tanto, el electón tená un movimiento cicula. ) Poemos ientifica la fueza e oentz con la fueza centípeta que hace gia al electón y así calcula el aio e la tayectoia que sigue el electón. mv F F q v mv 9,0 kg 4,9 0 m/s,60 0 C 0,8 0 T 3 6 C q v 9 3,978 0 m,978 cm 0. Un potón peneta en el seno e un campo magnético con velocia v pepenicula al campo. El potón escibe una tayectoia cicula con un peioo e 0 6 s. a) Dibuja un esquema con los vectoes v, y F en un punto e la tayectoia. b) Calcula el valo el campo magnético. c) Si intoujéamos en el campo un electón con la misma velocia v, cómo cambiaía la tayectoia? Datos: mp, kg; me 9, 0 3 kg; qp, C. a) Respuesta gáfica. El potón seguiá una tayectoia cicula en un plano pepenicula al campo magnético. b) a fueza magnética es la fueza centípeta que obliga al potón a escibi una óbita cicula. Po tanto, poemos escibi: mp v mp v FC F q v q Tenieno en cuenta que la velocia lineal es igual al poucto e la velocia angula po el aio e la tayectoia: v Y que la velocia angula, a su vez, está elacionaa con el peioo: Obtenemos: mp T m T T m,67 0 kg q T,60 0 C0 s 7 p p q q 9 6 3,7 0 T c) Si intoucimos un electón con la misma velocia el sentio el gio seá opuesto, puesto que tiene caga negativa. Aemás, como la masa el electón es bastante meno que la el potón, el peioo e la óbita escita po el electón seá ifeente el peioo el potón. En el caso el electón, el peioo se puee calcula así: m v e C F q v F m q q T e me v T me 3 me 9,0 kg T 9 q,60 0 C 3,7 0 T X Z 9,09 0 s q Y 69

6 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO. En una egión el espacio one existe un campo magnético unifome en iección pepenicula al plano el ibujo se intouce una caga eléctica, con velocia v constante. Detemina cuál ebe se el signo e la caga eléctica paa que esta se esvíe en el campo siguieno la tayectoia inicaa en la figua. Justifica la espuesta. a caga sufe una fueza cuyo sentio está eteminao po la siguiente expesión: F qv Si aplicamos la egla e la mano eecha al poucto vectoial e los vectoes velocia y campo magnético, obtenemos un vecto pepenicula a ambos y con sentio hacia aiba. Como la tayectoia se cuva hacia abajo, eso implica que la caga tiene que se negativa paa que el sentio e la fueza sea hacia abajo y pouzca esta tayectoia.. Obseva la figua. Se epesentan las tayectoias e tes patículas en el seno e un campo magnético unifome. Si toas tienen la misma masa y caga: a) Detemina el signo e las cagas que siguen las tayectoias, y 3. b) Cuál es la patícula más ápia? a) Numeamos las patículas e izquiea a eecha. El signo e la caga va a veni eteminao po la expesión e la fueza e oentz: F qv. Paa la patícula si hacemos el poucto vectoial e la velocia y el campo magnético, obtenemos un vecto pepenicula a ambos y con sentio hacia aiba, como la tayectoia se cuva en ese sentio es poque la caga e la patícula es positiva. Paa la patícula, azonano e foma simila a como se ha hecho en la patícula, al hace el poucto vectoial el vecto velocia y el campo magnético, obtenemos un vecto pepenicula a ambos y con sentio hacia la izquiea, como la tayectoia se cuva hacia la eecha es poque la caga e la patícula es negativa. Paa la patícula 3 si hacemos el poucto vectoial e la velocia y el campo magnético, obtenemos un vecto pepenicula a ambos y con sentio hacia la eecha, como la tayectoia se cuva en ese sentio es poque la caga e la patícula 3 es positiva. b) a patícula más ápia es la que sufe una fueza mayo, tal y como se euce e la expesión e la fueza e oentz. F qv Po tanto, la más ápia es aquella cuya tayectoia se cuva más, es eci, la patícula. 70

7 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO 3. Una caga negativa peneta en una egión con un campo eléctico y oto magnético sin esviase. Si la patícula fuea positiva, se esviaía?, y si lo hiciea, hacia óne se esviaía? Justifica la espuesta. Si la patícula con caga negativa no se esvía, es poque la fueza eléctica y la fueza magnética se compensan. Po ejemplo, si la patícula se mueve hoizontalmente hacia la eecha y el campo eléctico es vetical hacia abajo, la fueza eléctica es vetical y hacia aiba (la caga es negativa) y la fueza magnética ebe se vetical y hacia abajo. Entonces, el campo magnético seá pepenicula al plano que efinen la velocia y el campo eléctico, tal que: F F 0 F F q E q v E v E M E M En nuesto caso, paa que esto ocua el campo magnético ebe enta en el papel. Si la caga es un potón el esultao no vaía, poque en este caso la fueza eléctica estaía iigia hacia abajo, en el sentio el campo eléctico, y la fueza magnética estaía iigia hacia aiba. Igual que en el caso anteio, la fueza neta seía nula. 4. Un ion e potasio, K +, peneta en un campo magnético unifome e intensia 0,k T con una velocia v i m / s. Si escibe una tayectoia cicula e 65 cm e iámeto, calcula: a) a masa e la patícula. b) El móulo, iección y sentio el campo eléctico que había que aplica en esa egión paa que el ion no se esvíe. Dato: qe, C. a) Si escibe una tayectoia cicula, es poque sufe una fueza e oentz one poemos ientifica icha fueza con la fueza centípeta. Po tanto, poemos escibi: 9 mv mv q,60 0 C0, T 0,65 m 5 FC Foentz q v q m 4,3 0 kg v 6 0 m/s b) Paa que el ion no se esvíe la fueza magnética ebe se el mismo móulo y iección que la fueza eléctica, peo e sentio opuesto. Es eci: 4 F F 0 F F q E q v E v 6 0 i m/s 0, k T j N/C E M E M El campo eléctico ebe se pepenicula tanto a la velocia como al campo magnético, y su sentio ebe se el opuesto al que inica el poucto vectoial e la velocia po el campo magnético. 5. Una patícula en eposo es aceleaa po una ifeencia e potencial e 500 V. A continuación, se intouce en un campo magnético e 5 mt pepenicula a su velocia. a) Dibuja un esquema e la tayectoia e la patícula y calcula la velocia con la que peneta en el campo magnético. b) Calcula el aio e la tayectoia. Datos: m = 6,7 0 7 kg; q = 3, 0 9 C. 7

8 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO a) Un esquema e la situación pesentaa seía el siguiente. Si el campo sale el papel: E En la pimea pate la patícula es aceleaa ebio a la existencia e un campo eléctico. a ifeencia e potencial es e 500 V. Al pincipio, la patícula solo tiene enegía potencial ebio a esta ifeencia e potencial al final e la zona one está el campo eléctico, solo posee enegía cinética. Po tanto, aplicano el pincipio e consevación e la enegía en la zona el campo eléctico poemos calcula la velocia que aquiee: q V 3,0 C500 V E E q V m v v 4,89 0 m/s 9 5 P C 7 m 6,70 kg Esta es la velocia con la que peneta en la egión one existe el campo magnético. b) a tayectoia se cuva poque apaece una fueza e oentz iigia hacia abajo, pepenicula tanto a la velocia como al campo magnético. Esta fueza se puee ientifica con la fueza centípeta y e aquí euci el aio e la tayectoia: mv F F q v mv 6,70 kg 4,89 0 m/s 0,08 m 8, cm 3, 0 C 5 0 T 7 5 C oentz q v Un potón y una patícula paten el eposo y son aceleaos meiante ifeencias e potencial istintas. A continuación, entan en el seno e un campo magnético unifome 4 T, pepenicula a las velociaes e las patículas. Si ambas patículas esciben tayectoias ciculaes con el mismo aio, calcula: a) El aio e la tayectoia. b) El cociente ente las velociaes e las os patículas (v/vp). c) a ifeencia e potencial con la que se ha aceleao caa patícula. Datos: qp, C; mp, kg; vp 0 7 m/s; m 6, kg. a) a fueza magnética que sufen las patículas es la fueza centípeta. Como tenemos el ato e la velocia el potón, poemos escibi: m v m v F F q v p p p p C p p qp vp m v,67 0 kg 0 m/s,60 m,6 cm q 7 7 p p 9,60 0 C4 T p b) Escibimos la expesión paa el aio paa ambas patículas y las igualamos, puesto que nos icen que el aio e las óbitas escitas es el mismo. Como la patícula está fomaa po os potones y os neutones, su caga seá el oble que la el potón. Po tanto, obtenemos: mp vp qp mp vp m m v qp q q 7 9 v v mp q,67 0 kg,60 0 C 7 9 0,5 v m q 6,646 0 kg,60 0 C p c) a ifeencia e potencial con la que se ha aceleao caa patícula se puee calcula a pati e la velocia aquiia aplicano el pincipio e consevación e la enegía. p 7

9 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO Paa el potón: Paa la patícula : 7 7 m pv,67 0 kg 0 m/s p 5 C P p p p p p 9 qp,60 0 C E E m v q V V 5, 0 V 7 7 m 6,646 0 kg 0,5 0 m/s v 5 C P 9 q,60 0 C E E m v q V V,6 0 V a patícula ha sio aceleaa con un potencial igual a la mita el empleao paa acelea el potón. 7. El espectómeto e masas es muy útil en la sepaación e isótopos. as patículas cagaas llegan con una velocia ento e un campo magnético unifome. Conocia la velocia con la que penetan en el campo magnético, a pati e la tayectoia, poemos calcula su masa. Un haz e iones compuesto po los isótopos e neón: 0 Ne + y Ne +, enta en el espectómeto e masas e la figua. a velocia e los iones es 0 5 m/s y el campo magnético el espectómeto es e 0,5 T, pepenicula hacia el inteio el plano el ibujo. a) Qué tipo e tayectoia escibe caa uno e los iones ento el campo? Qué tabajo ealizaá la fueza que ejece el campo magnético en esta tayectoia? Justifica la espuesta. b) Calcula a qué istancia el punto e entaa impactaá caa uno e los iones. Datos: m( Ne + ),0 u; m( 0 Ne + ) 0,0 u; q( Ne + ) q( 0 Ne + ), C; u, kg. a) os iones esciben una tayectoia cuva ento el espectómeto, ya que tienen caga eléctica y en el espectómeto hay un campo magnético. Sufen una fueza e oentz aa po la siguiente expesión: F qv a tayectoia cuva que siguen tiene un aio que se puee euci ientificano la fueza magnética que sufen los iones con la fueza centípeta. Como la velocia es pepenicula al campo magnético: mion vion mion vion m FC F qion vion q v Ion q Ambos iones tienen igual caga eléctica, peo como tienen ifeente masa, el aio e la cuva que siguen seá ifeente. El ion con una masa mayo se esviaá menos, puesto que la fueza es la misma paa ambos: 0 Ne Ne m m 0 q q Ne Ion Ne Ion v v Ion Ion Ion Ion v Ion 7,66 0 kg 5 u 0 m/s u 0,84 m 8,4 cm 9,60 0 C0,5 T 7,66 0 kg 5 0 u 0 m/s u 0,658 m 6,58 cm 9,60 0 C0,5 T El aio es mayo paa el ion más masivo, lo que inica que se esvía menos. a fueza magnética no ealiza tabajo, puesto que la velocia e los iones no vaía al enta en el espectómeto. 73

10 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO b) a istancia a la que impactaá caa ion especto al punto e entaa seá igual al iámeto e la óbita escita. Paa caa ion: 0 Ne Ne 8,4 cm 36,48 cm Ne Ne 6,58 cm 33,6 cm 8. Consiea un conucto ectilíneo inefinio po el que cicula una coiente eléctica I A en el inteio e un campo magnético unifome 4 T. Si el conucto está ispuesto pepenicula al campo magnético: a) Dibuja en un esquema el campo, el conucto (inicano el sentio e la coiente) y la fueza que ejece el campo magnético sobe el conucto. b) Calcula el móulo e la fueza que ejece el campo magnético sobe un tozo e conucto ectilíneo e longitu l m. c) Y si se coloca el conucto paalelo al campo magnético, cuánto valía el móulo e la fueza? a) Respuesta gáfica. a fueza que ejece el campo magnético sobe el conucto es pepenicula tanto al campo magnético como al conucto. b) a fueza que ejece el campo magnético sobe el conucto viene aa po la siguiente expesión: F I F I A m4 T 8 N c) Si el conucto se coloca paalelo al campo, no existiá ninguna fueza magnética, puesto que el poucto vectoial e la expesión anteio seá ceo, ya que ambos vectoes fomaán 0⁰ o 80⁰. F I F I o sen Sabieno que la Tiea ejece un campo magnético e intensia 0,5 0 4 T, calcula la fueza a la que se ve sometio un tamo e cable e alta tensión que, en iección suoeste-noeste y fomano un ángulo e 60 con el ecuao, se extiene ente os toes sepaaas 50 m si tanspota una coiente e ka. Influye en algo el sentio en que cicula la coiente? Razona la espuesta. Si el cable foma 60 con el ecuao, entonces, si suponemos que el campo magnético teeste está oientao en la iección note-su, la fueza que sufe el conucto se puee calcula meiante la siguiente expesión: F I F I o sen 50 4 o 000 A 50 m 0,5 0 T sen 50 3,75 N El sentio en el que cicula la coiente influye en el sentio e la fueza que sufe el cable, peo no sobe el móulo e la fueza. En el ibujo, la fueza ejecia es pepenicula al plano que foman el campo magnético y el cable, y está iigia hacia el suelo. Si el sentio e la coiente se inviete, la fueza ejecia estaá iigia en sentio opuesto. I 60 Ecuao 0. Discute si hay alguna posibilia e que el cable e alta tensión el que se tata en el ejecicio anteio no sufa el efecto el campo magnético teeste. Paa que el cable el ejemplo anteio no sufa el efecto el campo magnético teeste ebe oientase e manea que la fueza magnética sea nula. Esto solamente ocue si está oientao e foma paalela al campo magnético, es eci, si la coiente cicula en la iección y sentio note-su o su-note. 74

11 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO. Hacemos un montaje e laboatoio en el que un conucto ectilíneo paalelo a la mesa y apoyao sobe unos sopotes que lo levantan 3 cm tanspota una coiente e 5 A. Sobe la mesa colocamos un imán que genea un campo magnético e,5 T que foma un ángulo e 30 con el conucto y apunta hacia la eecha. Calcula: a) El móulo e la fueza po unia e longitu que actúa sobe el conucto. b) Si el conucto tiene una longitu e 50 cm, etemina en qué sentio ebe cicula la coiente y cuál ebe se su masa paa que puea levita sin necesia e sopotes. Dato: g 9,8 m/s. a) a fueza magnética po unia e longitu se calcula meiante la expesión: F F I F I I o sen sen 5 A,5 T sen 30 3,75 N a fueza está iigia hacia aiba, pues es pepenicula tanto al campo magnético como a la iección en que se pouce la coiente. El sentio está inicao po el poucto vectoial. b) Paa que puea levita sin sopotes, la fueza magnética ebe se igual en móulo y e sentio opuesto a la fueza gavitatoia. Como hemos visto en el apatao anteio, si la coiente cicula en el sentio inicao po la figua, la fueza magnética tiene sentio vetical y hacia aiba. Es eci, paa que el cable levite: o I sen 5 A0,5 m,5 T sen 30 FG FM mg I sen m 0,9 kg 9 g g 9,8 m/s. Un hilo e coiente I cuza pepeniculamente el plano el ibujo. En el punto P, situao a una istancia el conucto, el campo magnético vale 8 T. a) Dibuja la iección y sentio el campo en el punto P situao a una istancia e P. b) Calcula el valo el campo magnético en icho punto. a) Si la coiente sale el papel, entonces el campo magnético está contenio en el plano el papel y está iigio en el sentio opuesto al e las agujas el eloj aleeo el hilo e coiente. En P el campo es vetical, y en P el campo es pepenicula a la línea que une P con el hilo e coiente. b) Poemos elaciona ambos campos. Del ibujo sabemos, aemás: P P P

12 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO El valo el campo en P se calcula integano a lo lago e una línea e campo situaa a una istancia e P. En P el campo vale: Análogamente paa P: I I I I I Po tanto, elacionano los campos en ambos puntos I 0 0I 0I I 8 T 5 4 6,4 T 3. Sea un hilo ecto ecoio po una coiente eléctica I. Una caga eléctica negativa se mueve paalela y póxima al hilo en el mismo sentio que la coiente. Inica si seá ataía o epelia po el hilo. El hilo genea a su aleeo un campo magnético. as líneas el campo efinen un plano pepenicula al hilo. Si la caga se mueve paalelamente al hilo, sufiá una fueza e oentz, pues su velocia y campo magnético son pepeniculaes. F qv El poucto vectoial e la velocia po el campo magnético tiene iección hacia el hilo. Po tanto, como la caga es negativa, sufiá una fueza hacia fuea, es eci, seá epelia po el hilo. 4. Se isponen os hilos paalelos e infinitos, sepaaos una istancia, e tal foma que po uno e los conuctoes cicula el tiple e coiente que po el oto: I e I 3 I, espectivamente. Tenieno en cuenta que ambas coientes ciculan en el mismo sentio, calcula, ente ambos hilos y en el plano en el que se encuentan: a) El valo e en móulo, iección y sentio en el punto meio e ambos hilos. b) os puntos en los que es nulo. c) Repite los apataos a) y b) si la intensia en el seguno conucto I cicula en sentio contaio. 76

13 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO En el punto meio el campo ceao po el hilo tiene la misma iección que el campo ceao po el hilo, peo sentio opuesto. El móulo el campo ceao po el hilo es, aemás, el tiple el móulo el campo ceao po el hilo. El campo ceao po el hilo, según el ibujo, enta en el papel, mientas que el campo ceao po el hilo sale el papel. El campo ceao po los hilos vale: 0I 0 I ; 0I 3I 0 Po tanto, el móulo el campo total, como ambos campos tienen la misma iección y sentios opuestos, se obtiene estano ambos móulos: 3I I I I T I 3 I a) Ente ambos hilos, el campo magnético total seá nulo cuano ambos móulos sean iguales. Esto ocue en un punto P situao más ceca el hilo que el hilo. Si ambos móulos son iguales: Entonces: I I P I 3 I b) En el punto meio el campo ceao po el hilo tiene la misma iección y sentio que el campo ceao po el hilo. El móulo el campo ceao po el hilo es, aemás, el tiple el móulo el campo ceao po el hilo. os campos ceaos po ambos hilos, según el ibujo, entan en el papel. El campo ceao po los hilos vale: 0I 0 I ; 0I 3I 0 Po tanto, el móulo el campo total, como ambos campos tienen la misma iección y sentios, se obtiene sumano ambos móulos: I 3I 4 I T I 3 I Ahoa, si la intensia po el hilo cicula en sentio contaio, habá un punto Q situao «fuea» e los hilos one los campos magnéticos tenán sentios opuestos y el mismo móulo. 77

14 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO En este caso poemos escibi: 0 0 I 3 I 3 ' ' ' ' 3 ' ' ' ' En el punto Q el campo magnético ceao po el hilo sale el papel y el campo magnético ceao po el hilo enta en el papel. Ente los hilos no existiá ningún punto one el campo magnético total sea nulo, puesto que ambos campos tienen el mismo sentio. Q I 3 I 5. Tenemos os hilos conuctoes, ectos, paalelos y e longitu infinita en el vacío sepaaos una istancia m. Po los conuctoes cicula coiente en el mismo sentio y la fueza meia a lo lago el cable es e 0 7 N/m. a) Si po el conucto pasa una coiente I 3 A. Calcula la coiente que pasa po el conucto. b) Calcula el campo magnético en un punto P situao ente los cables a /4 el conucto. c) Repesenta gáficamente las fuezas po unia e longitu en los hilos y el campo en el punto P. Dato: T m/a. a) Como las coientes tienen el mismo sentio, apaece una fueza e atacción ente los hilos. a fueza po unia e longitu se puee expesa así: De esta expesión poemos euci el valo e I. F 0 I I F 0 I I F 7 m I 0 N/m 4 A 0I 7 Tm A A b) El campo magnético total en el punto peio se calcula a pati e los campos magnéticos que cea caa conucto: T Como las coientes tienen el mismo sentio, en meio e ambas los campos magnéticos tenán la misma iección y sentios opuestos. El móulo el campo magnético total se obtiene entonces estano los móulos e ambos campos magnéticos. 0 I 0 I 0 I 0 I 4 0 I T I Tm 44 0 A A A 6,60 T m 3 c) Respuesta en el esquema e la eecha. P F/ m F/ I = 3 A I 78

15 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO 6. Dos hilos conuctoes lagos y ectos se colocan paalelos y sepaaos una istancia e 8 cm. Po los hilos cicula una coiente e 0 A y 0 A espectivamente en el mismo sentio. a) Calcula la fueza po unia e longitu que se ejecen ente sí los os conuctoes. Inica su iección y sentio. b) Calcula el campo magnético en un punto P equiistante a ambos hilos y contenio en el plano e los conuctoes. Inica en un esquema la iección y sentio e icho campo. Dato: T m/a N/A. a) Si po los hilos cicula coiente en el mismo sentio, apaeceá una fueza e atacción ente ambos. F 0 I I 7 Tm A 0 A A 4 50 N/m 0,08 m a iección seá en caa punto, pepenicula al hilo y iigia hacia el oto hilo po el que cicula la coiente. b) En el punto meio los campos magnéticos ceaos po ambos hilos tenán la misma iección y sentios opuestos. Tená mayo móulo el que pouce el hilo po el que cicula una mayo intensia e coiente, es eci, el hilo. Como la intensia po el hilo es el oble que po el hilo, el móulo el campo magnético ceao po el hilo seá el oble el móulo el campo magnético ceao po el hilo. Entonces poemos escibi: T T 0I 7 Tm A A 5 50 T 0,08 m P F/ 8 cm I = 0 A F/ I = 0 A El campo total estaá iigio hacia fuea el papel, como. 7. Consiea un anillo e cobe e 4 cm e aio y una coiente e A. a) Si colocamos oto anillo concéntico al pimeo po el que cicula una coiente e,5 A, calcula el aio paa que el campo magnético total en el cento sea ceo. b) Y si colocamos un hilo ecto e longitu inefinia que lleva 0,4 A, a qué istancia el cento y cómo se ebeía coloca el hilo paa que anule el campo en el cento el anillo? Haz un esquema. Dato: N/A. a) El campo que cea un anillo en su cento puee calculase meiante la siguiente expesión: 0I R Entonces, paa anula este campo magnético el seguno anillo ebe cea un campo magnético igual en móulo y iección y e sentio opuesto al pimeo. Es eci, la coiente ebe cicula en sentio opuesto al pime anillo y el móulo ebe vale: 0 I 0 R I I,5 A R R 4 cm 3 cm R I A 79

16 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO b) El hilo ebe colocase paalelo al plano que efine el anillo. De esta manea el campo magnético ceao po el hilo puee compensa el que cea el anillo. Obseva el esquema. El móulo el campo magnético que cea el hilo ebe se igual al el campo magnético que cea el anillo. Entonces: Hilo I 0 IHilo 0 I R Hilo I R 0,4 A A 4 cm 6,6 cm I A P I Hilo 0,4 A 8. Po os solenoies cicula la misma coiente. Uno e ellos tiene 00 espias, una longitu e 0 cm y un iámeto 0,5 cm. El oto solenoie tiene la mita e espias que el pimeo, una longitu e 5 cm y un iámeto e 0,3 cm. Inica si la siguiente afimación es veaea o falsa. Justifica la espuesta. «El campo magnético en el inteio el solenoie es mayo que en el inteio el solenoie». Paa calcula el campo magnético en el inteio el solenoie aplicamos la ley e Ampèe. A continuación consieamos un ectángulo como el e la figua, e integamos sobe el peímeto el ectángulo. l I 0 k k C D A l l l l N I A C D En los tamos A y CD la integal es nula poque ahí el campo magnético es pepenicula a l. En C también es nula poque el campo fuea el solenoie es pácticamente ceo. Po tanto: C D A l l l l N I A C D A NI l N I N I D Entonces poemos compaa los móulos e los campos magnéticos ceaos po ambos solenoies: N N I N I N 0 a elación ente los móulos e los campos magnéticos epene el númeo e espias y e la longitu, puesto que la coiente es la misma en ambos. N 00 5 cm N 00 0 cm Como vemos, el campo magnético en el inteio el seguno solenoie es mayo que en el pime solenoie, exactamente el oble. A D C 9. Un tooie e 0 cm e aio está fomao po 000 espias. a) Calcula la coiente que ebe cicula po el tooie paa que el campo en el cículo cental sea e 3 mt. b) Y si el núcleo el tooie fuese e hieo ulce, cuánta coiente ebeía cicula po el tooie? Datos: N A ; hieo ulce

17 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO a) Aplicamos la ley e Ampèe e integamos en una cicunfeencia e aio R, centaa en el cento el tooie paa calcula el campo en el inteio e un tooie: 0 NI l Ik l 0 N I l 0 N I R 0 N I R Sustituimos los atos: k 3 0 NI R 30 T I R N b) Si el tooie es e hieo ulce, el campo vaía: 0 0,0 m,5 A 7 N A 3 N I R 30 T 0,0 m 4 I 30 A R 0N 7 N A 30. Explica qué quiee eci que el campo magnético es no consevativo. a) Que la enegía no se conseva. b) Que no existe un potencial escala el que se eive el campo. c) Que no existe un potencial vectoial el que se eive el campo. Respuesta coecta: b. Que no sea consevativo significa que no poemos efini un potencial escala el que se eive el campo. En este caso poemos efini un potencial vecto, peo no escala. 3. En qué se ifeencian las líneas el campo eléctico y las líneas el campo magnético? a) En que unas nacen en las cagas elécticas, y otas, no. b) En que las líneas el campo eléctico son abietas y las el campo magnético son ceaas. c) En que las líneas el campo eléctico son tangentes al campo y las el campo magnético son pepeniculaes al campo. Respuesta coecta: b. as líneas el campo eléctico son abietas, pues existen cagas libes, mientas que las líneas el campo magnético son ceaas. Esto implica que no existen polos magnéticos aislaos. 3. Explica el efecto e un campo magnético sobe una caga eléctica en eposo. Qué ocue si está en movimiento? Un campo magnético no ejece ninguna influencia sobe una caga eléctica en eposo. Sin embago, si la caga se mueve, entonces el campo magnético ejeceá una fueza magnética sobe la caga cuyo valo vená ao po la fueza e oentz: F q v 33. Justifica si las siguientes afimaciones, efeentes a una patícula cagaa, son veaeas o falsas: a) Si se mueve en un campo magnético unifome, su velocia aumenta a meia que se esplaza en la iección e las líneas el campo. b) Si se mueve en una egión en la que coexisten un campo magnético y un campo eléctico, se puee move sin expeimenta ninguna fueza. c) El tabajo que ealiza el campo eléctico paa esplaza esa patícula epene el camino seguio. a) Falso. a velocia e la patícula no cambia e móulo. Aemás, si se esplaza siguieno la iección e las líneas el campo, no sufiá fueza alguna. 8

18 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO b) Veaeo. Puee ocui que la fueza eléctica y magnética se compensen si tienen igual iección y móulo y sentios opuestos. En ese caso la patícula se moveá sin sufi ninguna fueza neta. c) Falso. El campo eléctico es consevativo y el tabajo necesaio paa esplaza una caga epene únicamente e la posición final y e la posición inicial, no el camino seguio po la patícula. 34. Un electón se mueve con una velocia m s - en el seno e un campo magnético unifome e,8 T. Si el campo ejece una fueza sobe el electón e N, etemina la componente e la velocia el electón en la iección el campo. Dato: qe, C. El móulo e la fueza magnética sufia po el electón viene ao po la expesión e oentz: F q v q vpaalela vpepenicula q vpepenicula F q vpepenicula 3 F 4 0 N 5 vpepenicula 8,90 m/s 9 q,60 0 C,8 T Po tanto, poemos calcula la ota componente e la velocia, pues sabemos el móulo e la velocia: v v v v v v Paalela Pepenicula Paalela Pepenicula vpaalela v vpepenicula 4 0 m/s 8,90 m/s 3,90 0 m/s 35. Una patícula cagaa e 4 C enta en una egión el espacio en la que coexisten un campo eléctico unifome 3 E 3j N/ C y un campo magnético unifome k mt con una velocia v 0 i m / s. Calcula la fueza total que actúa sobe la patícula. Haz un esquema. a patícula sufe una fueza eléctica con iección hoizontal y hacia la izquiea, en el mismo sentio que el campo eléctico, puesto que la caga eléctica es positiva. Aemás, sufe una fueza magnética que es pepenicula tanto a la velocia como al campo magnético. Es eci, tiene la iección que se muesta en el esquema, en la iección negativa el eje Y. Calculamos la fueza eléctica: F 6 5 E qe 40 C 3j N/C, 0 j N Calculamos la fueza magnética: F q v C 0 i m/s 0 k T 8 0 j N Como ambas tienen la misma iección y sentio, la fueza total que actúa sobe la patícula vená aa po la suma vectoial e estas os fuezas: F F F T E, 0 j N80 j N 0 j N X Z Y 36. En una egión el espacio one hay un campo magnético oientao hacia aiba enta pepeniculamente una patícula, cuya enegía cinética es J. Este campo magnético cuva su tayectoia con un aio 3 cm. Calcula: a) El valo el campo magnético. b) El móulo, la iección y el sentio e la fueza magnética en el punto P. c) El valo que ebeía tene un campo eléctico (móulo, iección y sentio) que colocao en la misma egión el espacio haga que la patícula continúe su tayectoia ectilínea sin esviase. Datos: m 6, kg; q 3,0 0 9 C. 8

19 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO a) a patícula sufe una fueza magnética que la hace gia, esta fueza tiene la iección el eje Y, y sentio el negativo el eje Y. Po tanto, esta fueza hace gia a la patícula en sentio hoaio. No sabemos la velocia e la patícula, peo poemos eucila a pati e la enegía cinética: E EC m v v C m Como la patícula se mueve en una iección pepenicula al campo magnético, poemos escibi la siguiente expesión ientificano la fueza e oentz con la fueza centípeta: m v F q v FC F q v E m m v m v 8,490 T 84,9 mt q q q q C 7 7 m EC m 50 J6,64 0 kg 9 3,0 0 C 0,03m b) En ese punto la fueza magnética es pepenicula tanto al campo magnético como a la velocia e la patícula: o sen 90 F q v F q v E C q v q m J 3,0 0 C 8,49 0 T 7 6,64 0 kg 5 3,330 N a iección e esta fueza en el punto P es la iección el eje X. El sentio e la fueza es el el poucto vectoial e la velocia po el campo magnético. Es eci, el sentio negativo el eje X. c) Paa que la patícula continúe moviénose sin esviase la fueza neta ebe se ceo; es eci, la fueza eléctica ebe se igual y e sentio contaio a la fueza magnética. Entonces poemos escibi: F q 5 3,330 N 4 E 9,04 0 N/C F F q E F E 3,0 0 C a iección ebe se la misma que la e la fueza e oentz (ve esquema). El sentio ebe se tal que la fueza eléctica sea opuesta a la fueza e oentz o fueza magnética. F V 37. Se acelean iones H + en línea ecta meiante una ifeencia e potencial e 3000 V. A continuación penetan en un campo magnético e 0, T pepenicula a la velocia e los iones. Calcula: a) a velocia con que los iones penetan en el campo. b) El aio e la óbita cicula que esciben los iones. Datos: q,6 0 9 C; m 3, kg. a) os iones aquieen una enegía cinética ebio al potencial al que se someten. Entonces poemos euci el valo e la velocia sin tene en cuenta efectos elativistas: 9 qv,6 0 C3000 V 5 EC q V mv v 7 5,36 0 m/s m 3,34 0 kg 83

20 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO b) Al movese a continuación en un campo magnético, los iones sufen una fueza e oentz, aa po la siguiente expesión: 7 5 mv o mv 3,34 0 kg 5,36 0 m/s F FC q v sen 90 0,056 m 5,6 cm 9 q,6 0 C0, T 38. Una patícula, e, kev e enegía cinética, se mueve en una óbita cicula en el seno e un campo magnético e 0,75 T pepenicula al plano e la óbita. Detemina: a) El vecto fueza magnética en el punto P. b) El aio e la óbita, la velocia angula y el peioo el movimiento. Datos: q 6, C; m 6, kg, ev, J. a) El vecto fueza magnética viene ao po la expesión e oentz: F q v Tiene iección el eje Y y sentio hacia aiba, tal y como está epesentao en el ibujo. Como la velocia y el campo magnético son pepeniculaes, su móulo vená ao po: F q v F qv No conocemos la velocia e la patícula, peo sí su enegía cinética. Po tanto: Sustituyeno en la expesión anteio: EC F q v F q m 9 6,408 0 C 3 3,670 N 3,0 ev Po tanto, el vecto fueza magnética seá: EC mv v 7 6,64 0 kg 3 F 3,67 0 j N 9,60 0 J ev E C m 0,75 T b) Paa calcula el aio e la óbita poemos ientifica la fueza e oentz con la fueza centípeta: EC m m v m m EC m v FC F q v q q q 3, 0 ev 9,60 0 J ev 9 6,408 0 C 0,75 T 7 6,64 0 kg a velocia angula se calcula conocieno la velocia lineal y el aio:,06 0 m,06 cm EC v m 3,0 ev 9,60 0 J ev 7 6,64 0 kg,06 0 m 7 7,0 a/s 84

21 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO El peioo el movimiento seá:,06 0 m v T T v E m 9,60 0 J,0 ev ev 7 6,64 0 kg C 3 8 8,70 s 39. Un hilo ecto situao a lo lago el eje OX está en pesencia el campo magnético unifome 0,5 j T. Deuce el sentio y el valo que ebe tene la coiente paa que la fueza magnética sea e sentio contaio a la fueza gavitatoia, F F y equilibe el peso el hilo. g g k Datos: g 9,8 m s ; 0,4 m; m,6 g. a coiente ebe cicula en el sentio que se inica en el esquema: en el sentio positivo el eje X. De esta manea el poucto vectoial e la velocia po el campo magnético tiene sentio vetical y hacia aiba, opuesto a la fueza gavitatoia que sufe el cable. El móulo e esta fueza magnética puee calculase así: F q v F q v sen 90 o q v I t v I t v Si el móulo e la fueza magnética es igual a la fueza gavitatoia: 3 mg,6 0 kg 9,8 m/s F Fg I t v mg I 0,0784 A 0,4 m0,5 T X I Z Y 40. Explica cómo se poía euci sin tocalo que po un conucto cicula una coiente. Po ejemplo, miieno si existe un campo magnético aleeo el conucto. Poíamos aceca una aguja imantaa y compoba si se oienta en elación al hilo conucto. 4. os axones son una pate e las neuonas que tansmiten el impulso nevioso. Po un axón cicula una coiente eléctica poucieno un campo magnético equivalente al que pouciía un hilo conucto ectilíneo e infinito. Tenemos os axones paalelos po los que cicula una coiente e,5 0 5 A en el mismo sentio. a) Haz un esquema en el que se epesente el campo magnético que pouce caa axón en la posición que ocupa el oto y la fueza que actúa sobe caa uno causaa po la coiente que cicula po el oto. b) Calcula el móulo e la fueza que actúa sobe cm el axón si el campo magnético que pouce el axón en la posición el axón es 0 0 T. a) Respuesta en el esquema ajunto. b) a fueza magnética ejecia sobe un conucto epene el valo el campo magnético ceao en la posición el conucto: F q v F q v I t v I t v 5 0 7,5 0 A 0,0 m 0 T 3 0 N F I 85

22 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO 4. Tenemos cuato hilos ectos paalelos y lagos, sepaaos 5 cm ente sí que tanspotan coientes elécticas e las intensiaes inicaas en la figua. Calcula: a) a fueza sobe el pime hilo ebia a los otos tes. b) El campo magnético en el punto meio C ebio a la coiente en los cuato hilos. c) Qué coiente ebeía tanspota un anillo e cm e aio cuyo cento coincia con el punto C paa genea un campo magnético que anule el e los cuato hilos. Dato: N/A. a) Sobe el hilo el hilo ejece una fueza e atacción, pues la coiente cicula en el mismo sentio. Po el contaio, los hilos 3 y 4 ejecen fuezas e epulsión. Entonces, la fueza neta tená como móulo la fueza que ejece el hilo menos la fueza que ejece el hilo 3 menos la fueza que ejece el hilo 4. F q v F q v I t v I t v F I Y el campo magnético ceao po un hilo viene ao po la expesión: I 0 Si consieamos el eje X iigio hacia la eecha, en el plano el papel: F F F F F i F i F i F F F F I I I I I I F F F F i 3 i 4 i i i i i i i I I I I 4 0 A/m 3 A A 3 A A 6 i 0 i N 0,05 m 0,0 m 0,5 m b) En el punto meio las contibuciones e los cuato hilos se suman, pues el campo magnético ejecio po toos ellos tiene el mismo sentio: hacia abajo según el ibujo. Po tanto, el campo magnético total estaá iigio hacia aiba y su valo vená ao po la suma e los móulos e toos los campos: T 3 4 T Es eci: 7 I I I I 4 0 A/m ,3 0 T 0,075 m 0,05 m 0,05 m 0,075 m I I I I 5 T 5,3 0 j T c) Paa que el campo magnético que cee el anillo anule este campo magnético, ebe se igual en móulo y iección, y con sentio opuesto. 86

23 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO Paa que el campo esté iigio hacia aiba según el esquema anteio, el anillo ebe esta situao en un plano pepenicula al papel, es eci, paalelo al plano que contiene a los cuato hilos. Aemás, el sentio e la coiente ebe se el inicao en el esquema. El campo magnético que cea el anillo viene ao po la siguiente expesión: Anillo 0 I R Entonces, paa que el móulo el campo magnético ceao po el anillo sea igual al móulo el campo magnético total ceao po los cuato hilos conuctoes, tiene que cicula la siguiente intensia e coiente: I I 5 0 R T 0,0 m 5,3 0 T T Anillo T Anillo T 7,70 A R 0 40 A/m 43. Un electón en eposo es aceleao po una ifeencia e potencial e 75 V. Después, avanza a 5 cm paalelo a un cable ectilíneo po el que cicula una coiente e 30 A. Calcula. a) a velocia que aquiió el electón libe ebio a la ifeencia e potencial. b) a fueza, ebia al campo magnético ceao po el cable, que actúa sobe el electón. Datos: me 9, 0 3 kg; qe, C; T m/a. a) El electón aquiee enegía cinética a costa e isminui su enegía potencial. a enegía cinética que gana es igual a la enegía potencial que piee. Poemos escibi: 9 q V,60 0 C75 V 6 EC EP mv q V v 5,30 m/s 3 m 9,0 kg b) a fueza que actúa sobe el electón es la fueza e oentz. Depene el valo el campo magnético ceao po el hilo conucto. Si el electón se mueve en una iección paalela al hilo conucto, su velocia seá pepenicula al campo magnético ceao po el conucto, tal y como se obseva en el esquema. El campo magnético que cea un hilo conucto a una istancia e este viene ao po la expesión: I 0 Po tanto, la fueza magnética valá: 7 0 I T m/a 30 A 7 F q v F qv q v,60 C5,30 m/s,97 0 N 0,5 m I 87

24 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO 44. Contenios en el plano XY hay os cables ectilíneos, lagos y paalelos ente sí po los que cicula una coiente en el mismo sentio e 4 A y 6 A, espectivamente. Detemina: a) El campo magnético total en el punto P. b) a fueza sobe un electón que pasa a una velocia 6 v 0 i m / s po el punto P. Datos: T m/a; qe, C. a) En el punto P los campos magnéticos ceaos po los hilos tienen ambos la misma iección y sentio. Salieno el papel. El móulo el campo magnético total se obtiene sumano los móulos e caa uno e los campos magnéticos ceaos po caa hilo, es eci: I I I I T m/a 4 A 6 A 6 70 T 0, m 0, m 0, m En foma vectoial: k T b) a fueza sobe el electón se calcula aplicano la expesión e la fueza e oentz utilizano el campo magnético anteio, calculao en el punto P: F q v ,60 0 C 0 i m/s 70 k T, 0 j N 45. Calcula el campo magnético en el cento e os espias concénticas e 40 cm y 80 cm e aio po las que cicula una coiente e,4 A en sentios contaios. Dibújalas e inica el sentio e la coiente y el campo. Dato: N A. Denominamos espia a la e meno aio, y espia a la mayo. Como se apecia en el ibujo, los campos magnéticos ceaos po las espias tienen ambos la misma iección, peo sentios opuestos. Po tanto, el campo magnético total estaá iigio hacia one está iigio el campo e mayo móulo; es eci, hacia one está iigio el campo magnético que cea la espia, pues en el cento es mayo el campo que cea la espia que el que cea la espia, ya que esta tiene un aio mayo. El móulo el campo magnético que cea una espia en su cento es: Po tanto: 0 I R 7 0 I 0 I 0 I 40 N/A,4 A T R R R R 0,4 m 0,8 m 6,88 0 T a iección el campo magnético es pepenicula al plano eteminao po las espias. Y su sentio, hacia aiba. 88

25 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO 46. Un solenoie lago que tanspota una coiente e 0 A tiene 50 vueltas/cm. Calcula el campo magnético en el inteio el solenoie. Y si estuviea lleno e plata? Datos: T m/a; plata 0, Paa calcula el campo magnético en el inteio el solenoie aplicamos la ley e Ampèe. A continuación consieamos un ectángulo como el e la figua, e integamos sobe el peímeto el ectángulo. l I 0 k k C D A l l l l N I A C D En los tamos A y CD la integal es nula poque ahí el campo magnético es pepenicula a l. En C también es nula poque el campo fuea el solenoie es pácticamente ceo. Po tanto: C D A l l l l N I A C D A NI l N I N I D Entonces: 7 0 NI 40 Tm/A 500 A 6,8 0 T 0,0m Si el solenoie está lleno e plata: 0 7 NI 0 plata NI 40 T m/a 0, A 6,798 0 T 0,0m Po tanto, si está lleno e plata, la vaiación en el valo el campo magnético es insignificante ya que la plata es pácticamente. A D C FÍSICA EN TU VIDA. Qué quiee eci que la cabeza lectoa es un pequeño electoimán? Cómo funciona un electoimán? Quiee eci que se compota como un imán cuano cicula la coiente eléctica: atayeno o epelieno otos imanes y ceano un campo magnético a su aleeo.. Cómo se almacena la infomación en un isco uo? En un isco uo la infomación se almacena magnetizano el mateial. Paa lee la infomación se analiza esa magnetización. 3. Po qué se ota a los platos e una elevaa velocia e otación (hasta 700 evoluciones po minuto? Qué se consigue con ello? Con una elevaa velocia e otación, la cabeza lectoa el isco puee gaba y analiza ápiamente la infomación magnética sobe la supeficie el isco y el acceso a la infomación es más ápio. 4. Qué utilia tiene ota a los iscos uos e vaios platos one almacena la infomación? No seía mejo usa un solo plato e mayo supeficie con una sola cabeza lectoa? Al utiliza vaios iscos se consigue almacena más infomación en un espacio eucio. Un solo isco haía que el ecoio e la cabeza lectoa fuese mayo y entonces la velocia e gabación e los atos y la velocia e lectua e la infomación también seía meno. 89

26 Física.⁰ achilleato. SOUCIONARIO 5. usca infomación sobe vaios iscos uos isponibles en el mecao y aveigua: a) El tiempo e acceso y la velocia e tansfeencia e atos, en M/s. b) a velocia a la que gian los platos. Cómo se moifica este valo en el caso e equipos potátiles? Po qué ocue esto? a) Respuesta pesonal. Poemos busca en la web e alguno e los pincipales fabicantes, como Seagate. Ahí compobamos el tiempo e acceso a la infomación: en tono a 0 ms. a velocia e tansfeencia e atos en iscos uos magnéticos es el oen e 80 M/s. b) En los equipos e sobemesa es habitual usa iscos que gian a 700 pm. En el caso e potátiles se emplean muchos iscos con una velocia meno: 5400 pm. Esto es así paa euci el consumo enegético. 90