Ley de Lorentz (Ejercicios) Teora Problemas

Ejercicio E-1 La induccin magntica en un punto de la tierra tiene un valor de 0.6 x 10-4 Wb/m2 y est dirigido hacia abajo y hacia el norteformando un ngulo de 70 con la horizontal. Un protn se mueve horizontalmente en direccin norte con v = 1 x 107 m/s. Calcular la fuerza ejercida por el campo magntico sobre el protn. Datos: Carga del protn +1.6 x 10-19 C

Resolucin: Para calcular la fuerza ejercida sobre la carga en movimiento debemos recurrir a la aplicacin de la ley de Lorentz

Como se observa en el clculo realizado hemos obtenido el mdulo de la fuerza aplicada sobre la carga positiva y aplicando la regla dela mano izquierda se determina el sentido de la fuerza como se ve en el dibujo adjunto.

Respuesta: Por lo tanto el valor de la fuerza es de 9x10-17 N y dirigida hacia el Oeste

Ejercicio E-2 Cul es la magnitud de la fuerza de Lorentz sobre un electrn cuya velocidad es 2,0 x 106 m/s en un campo magntico de 2,0 x 10-2 T dirigido perpendicularmente con respecto a la velocidad? Qu intensidad de campo elctrico es necesaria para producir una fuerzaigual? Datos: Carga del electrn -1,6x10-19 C

Resolucin:

Aplicando la ley de Lorentz tenemos que siendo sen f= 1 porque el ngulo es de 90

Para calcular el valor del campo elctrico que producira una fuerza de igual mdulo debemos aplicar la expresin correspondiente a la

definicin de intensidad de campo elctrico E. y si los ngulos son rectos se producira la siguiente igualdad entre la expresin de la fuerza de Lorentz y

la deducida de la definicin de campo elctrico

Respuesta: La intensidad de campo elctrico que debe producirse es de 4x104 N/C

Ejercicio E-3 Una carga q se mueve con velocidad v a travs de un campo magntico B. En ese instante experimenta la accin de una fuerzamagntica F. En qu diferira la fuerza si la carga tuviese signo opuesto?Si la velocidad tuviese sentido opuesto?Si el campomagntico tuviese sentido opuesto?

Resolucin:

Primer caso (carga cambia al signo opuesto).En este caso al aplicar la expresin de Lorentz nos encontramos que a efectos del mdulo de la fuerza, no se produce cambio alguno,

pero al tener signo contrario, la fuerza tiene sentido opuesto al anterior, siempre y cuando no cambien los otros dos valores en juego (v y B). Segundo caso (velocidad cambia al sentido opuesto) Si aplicamos la regla de la mano izquierda veremos que al invertir el sentido la

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velocidad, resulta tambin invertida la fuerza siempre y cuando el sentido del campo magntico y el signo de la carga no cambien. Tercer caso (campo cambia al sentido opuesto) Si aplicamos la regla de la mano izquierda veremos que la invertir el sentido del campo

magntico, resulta tambin invertida la fuerza siempre y cuando el sentido de la velocidad y el signo de la carga no cambien

Ejercicio E-4 Un electrn se mueve con velocidad 5x106 m/s en el plano xy formando un ngulo de 30 con el eje x y de 60 con el eje y. Uncampo magntico de 1,5 T est dirigido en sentido positivo del eje de la y. Hallar la fuerza que acta sobre el electrn?

Resolucin:

Para calcular la fuerza ejercida sobre el electrn debemos aplicar la ley de Lorentzy la regla de la mano izquierda para determinar su sentido.

Como es un electrn el resultado obtenido de aplicar la regla de la mano izquierda espara una carga positiva por lo que debemos invertir el sentido de la fuerza que nos dadicha regla.

por lo tanto ser

Respuesta: El valor de la fuerza es de 1,04x10-12N

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