Todo Por Un Puntito
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DETERMINACION DEL CAMPO MAGNETICO
TERRESTRELABORATORIO N°5
FISICA III
PROFESOR:o FERNANDO HUAMAN
ALUMNOS:o BENDEZÚ MIMBELA , MILUSKA PAMELAo HUAYTA LOROÑA, NOHEMI YETSYo MAMANI FUENTES RIVERA, LESLY RUBI
Materiales:
Barra magnética- imán
brújula
Cronometro digital Soporte de madera
Regla metálicaPapelógrafoblanco
Suspender la barra magnética por su centro con un hilo fino y delgado como se muestra en la imagen.La barra suspendida debe encontrarse de forma horizontal y en estado de reposo.Es importante mantener lejos la brújula para evitar que el imán se mueva
PROCEDIMIENTO
EXPERIENCIA 1
Paso 1 Suspender la barra magnética por su centro con un hilo fino y delgado como se muestra en la imagen.La barra suspendida debe encontrarse de forma horizontal y en estado de reposo.Es importante mantener lejos la brújula para evitar que el imán se mueva
• Si la barra no se mantiene en reposo se debe utilizar algo suave para amortiguar su movimiento y así ponerla en reposo poco a poco. Como por ejemplo un pañuelo o un poco de papel.
• Este detalle es determinante ya que afecta el resultado.
Si la barra no se mantiene en reposo se debe utilizar algo suave para amortiguar su movimiento y así ponerla en reposo poco a poco. Como por
ejemplo un pañuelo o un poco de papel.
Este detalle es determinante ya que afecta el resultado.
Donde: I = Momento de inercia de la barra con respecto al eje de rotación. = Momento magnético de la barra. Bx = Componente horizontal del campo . Bx
Hacer oscilar la barra en el plano horizontal, alrededor de la dirección que tenia en estado de reposo dándole así una pequeña amplitud
Paso 2
Con la ayuda de un cronómetro, medir el tiempo de 10 oscilaciones completas
Repetir 3 o 4 veces
Medir las dimensiones de la barra ya que esto nos servirá para hallar el momento de inercia de la barra
a I = M( a + b ) / 12 ... (4) b b
c
Determine la masa de la barra .
EXPERIENCIA 2
Coloque la brújula sobre una hoja grande de papel y traza un eje que coincida con la dirección de la aguja. Este eje tendrá la dirección de B.
Sin mover la brújula, coloque la barra magnética, tal como se muestra , donde «d» toma valores de 20, 25, 30, 35 , 40cm; en cada caso mida el valor de
Demuestre las siguientes ecuaciones:
Sabemos que la barra de imán esta en condiciones de oscilar debido a la interacción con la tierra puesto que este se comporta como un imán gigante.
ECUACION «a»
Donde:
: momento magnético del polo del imán
B: magnitud del campo magnético terrestre
Sabemos que:
De las ecuaciones (I) y (II):
De la gráfica el torque que experimenta cada polo del imán es:
Además:
𝑇=2𝜋 √ 𝐼𝜇𝐵
Como utilizamos pequeños ángulos , podemos decir
MOMENTO DE INERCIA DE LA BARRA
De donde:
M: masa de la barra (kg)
a: ancho de la barra (m)
b: largo de la barra (m)
𝑰=𝑴 (𝒂𝟐+𝒃𝟐 )
𝟏𝟐
ECUACION «b»
El valor de B (componente horizontal del campo magnético de la barra magnética) en el punto O se determina utilizando el concepto de polos magnéticos. Donde B es la resultante de los campos magnéticos producidos en O , por los polos +m y –m
En el punto O
Pero
Lo reemplazo y se obtiene:
𝐵h=
𝜇0
2𝜋×𝜇×𝑑
(𝑑2−𝑙2
4 )2
Determinación del campo magnético con su respectivo error
Tiempo (s) N° Oscilaciones Periodo (s/oscilación )
Calculamos el periodo promedio ()
d ( m)
0.45 m
0.40 m
0.35 m
0.30 m
0.25 m
0.20 m
Para determinar el campo magnético terrestre , completamos los siguientes cuadros con los datos obtenidos experimentalmente En el primer cuadro hallamos el periodo promedio mediante una media aritmética.
Después de completar todo, aplicamos :
𝐵=[ 2𝜋
𝑇 ×(𝑑2−𝑙2
4 ) ]√2 𝐼𝑑 tan∅𝜇0
2𝜋
Para luego completar el cuadro final :
Periodo (s) d (m) (m) I (Kg/m2) Campo magnético (T)
0.45 m a
0.40 m b
0.35 m c
0.30 m d
0.25 m e
0.20 m f
Calculando el campo magnético terrestre promedio
Pero 1 tesla equivale a 104 gauss
Luego ,promediamos los campos magnéticos calculados para cada distancia (d)
Valor máximo: 0.5 Gauss en los polos
Valor mínimo: 0.3 Gauss en el Ecuador
nos ubicamos próximos a la línea ecuatorial.
% 𝐸=¿B teórico : 0.3 gauss
Sabemos que el campo magnético terrestre varía en un rango de 0.3 a 0.5 Gauss siendo: