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Ejercicios campo magnético 16 Nov 2023 - Contenido educativo - Contenido educativo

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Subido el 16 de noviembre de 2023 por Luis A.

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Aquí, el primer ejercicio de los dos que quería resolver, ¿vale? 00:00:00
Tenemos un hilo rectilíneo indefinido situado a lo largo del eje X. 00:00:07
Mira, yo he dibujado ya los tres ejes X, Y y Z, 00:00:11
que transporta una corriente de 25 amperios, 00:00:14
en sentido positivo del eje X, claro. 00:00:17
Y lo primero que me preguntan es el campo magnético creado por el hilo en el punto 0, 50 centímetros. 00:00:21
He coloreado en amarillo los centímetros para que, cuando hay que meterlos en una fórmula, los pasemos a metros. 00:00:28
Entonces... 00:00:35
Vale, pues entonces, el campo magnético me lo piden en este punto de aquí. 00:00:47
Y, bueno, no sé si todos veis que en este punto, 00:00:59
si agarráis el hilo rojo, como he puesto aquí, que apunta hacia la derecha, 00:01:05
lo agarráis con la mano derecha, con el pulgar señalando a la derecha, 00:01:08
pues entonces aquí es un campo que sale hacia vosotros. 00:01:13
Aseguraos que lo veis. 00:01:20
Ese es el campo magnético B. 00:01:23
Y, vale, esto intenta ser un punto, ¿vale? 00:01:27
Es un vector que apunta hacia vosotros en ese punto. 00:01:31
Me preguntan eso, el campo magnético. 00:01:34
Entonces ya tengo la dirección y el sentido. 00:01:36
Ahora lo que voy a hacer es sacar el módulo de B. 00:01:39
Este ya sabéis que es la formulita. 00:01:43
Uno, dos y R. 00:01:46
Y de aquí tengo todo. 00:01:53
Me da la intensidad, tengo la distancia también, lo tengo todo, ¿vale? 00:01:55
Cuatro y diez a la menos siete. 00:02:00
La intensidad me dice que son 25 amperios. 00:02:05
Y abajo sería dos. 00:02:17
Y luego la distancia que sale en la fórmula. 00:02:21
Fijaos en las coordenadas del punto donde me piden el campo. 00:02:25
La componente X es cero, la Y vale cinco centímetros y la Z vale cero. 00:02:30
Por eso estaba aquí el punto. 00:02:37
En metros es cero coma cero cinco. 00:02:40
Y se va, me queda arriba un cinco, a ver, dos por veinticinco. 00:02:50
Vale, pues voy a calcular. 00:02:58
Quedaría cuatro por diez a la menos siete por veinticinco. 00:03:02
Y abajo dos por cero coma cero cinco. 00:03:09
Mirad, esto da uno por diez a la menos cuatro. 00:03:14
Módulo del campo magnético. Uno por diez a la menos cuatro. 00:03:18
No sé por qué va un poco lento. A lo mejor es porque es a través de la web. 00:03:25
Vale, pues ese es el módulo. 00:03:31
Y me dice el campo magnético. 00:03:34
Entonces vamos a sacar el vector. 00:03:37
Tiene, entendéis que tiene la dirección del vector J. 00:03:46
Perdón, sí, el vector Z. 00:03:52
Quería decir el eje Z y por lo tanto el vector K, vector unitario K. 00:03:54
Y es la dirección, no, el sentido positivo. 00:04:01
O sea, digamos que el campo aquí vendría así, paralelo al eje Z. 00:04:05
Sale hacia afuera. Voy a borrarlo de todas formas. 00:04:13
Y entonces aquí pongo el módulo. Uno por diez a la menos cuatro. 00:04:17
Y luego las unidades, ¿vale? 00:04:23
El primer apartado debería resultarnos bastante sencillo, ¿vale? 00:04:25
Y este ejercicio tiene dos apartados. Esto vale 1.25 en el examen, ¿eh? 00:04:29
Hacer esto. A ver, no viene el dibujo. 00:04:34
Entonces esto que yo lo he hecho antes, pues tendréis que hacerlo vosotros. 00:04:37
Y bueno, pues puede tener sus dificultades, ¿vale? 00:04:42
Pero es verdad que si tenéis el dibujo bien, si tenéis bien los ejes, 00:04:45
bien colocado el hilo, bien situado el punto y bien sacado el campo magnético, 00:04:48
sabéis que va hacia afuera, pues matemáticamente no es difícil, ¿eh? 00:04:52
Hay que saberse esta fórmula, eso sí. 00:04:56
Vale, el apartado B me pregunta la fuerza magnética que experimenta un electrón 00:04:58
cuando está en esa misma posición y tiene una velocidad de mil metros por segundo 00:05:02
en sentido positivo del eje. 00:05:07
¿Vale? Mirad, esto lo he hecho aquí abajo. 00:05:10
Es el mismo dibujo aquí arriba, pero aquí ya he situado un electrón 00:05:13
con la velocidad hacia arriba, porque me dice que es en el sentido del eje Y positivo. 00:05:16
Sentido positivo del eje Y. Mil metros por segundo. 00:05:23
Así que, aquí tengo un campo magnético. 00:05:29
Que lo vuelvo a dibujar. 00:05:36
Tengo ahí el campo que hemos visto en el apartado A, 00:05:39
que vale 1 por 10 elevado a menos 4 teslas. 00:05:44
Pongo solo el módulo. 00:05:49
Me preguntan por la fuerza que adquiere ese electrón. 00:05:51
La fuerza sobre una carga que se está moviendo con una velocidad V. 00:05:54
Cuando está en una región donde hay un campo magnético B, 00:06:02
esta sería la fórmula. 00:06:09
Con ella podemos saber, pongo aquí la flecha, también a la fuerza. 00:06:12
Primero vamos a ver hacia dónde apunta la fuerza magnética. 00:06:18
Para eso ponemos la mano, pero como si fuera una pistola un poco, ¿no? 00:06:22
Entonces, el campo magnético, vuestros tres dedos, 00:06:27
tienen que ser perpendiculares al plano y saliendo hacia vosotros. 00:06:31
Y el dedo índice apunta hacia arriba. 00:06:37
Entonces, en principio, vuestro pulgar debería apuntar a la derecha. 00:06:40
Debería apuntar a la derecha, pero es un electrón. 00:06:46
Así que... 00:06:50
A ver un segundo... 00:06:54
Vale, es un electrón, por lo tanto apunta hacia la izquierda. 00:06:57
Le damos el color. 00:07:02
La fuerza magnética sobre el electrón apunta hacia la izquierda. 00:07:04
Asegurados todos que lo entendéis, ¿vale? 00:07:07
Y ahora, la fuerza magnética sobre el electrón apunta hacia el lado izquierdo. 00:07:17
A ver, la fuerza magnética sobre el electrón apunta hacia el lado izquierdo. 00:07:22
Asegurados todos que lo entendéis, ¿vale? 00:07:28
Una vez tenemos la dirección y sentido de la fuerza, 00:07:34
vamos a sacar el módulo. 00:07:37
Para sacar el módulo desarrollamos la expresión de ahí arriba, 00:07:39
como hemos hecho ya tantas veces. 00:07:43
Q por VB 00:07:45
y el seno del ángulo. 00:07:49
El ángulo es 90 y el seno es 1. 00:07:58
El ángulo que forman V y B. 00:08:02
El próximo día lo haré con la aplicación, ¿vale? 00:08:06
De Canva, que yo creo que va a ir un poco más rápido. 00:08:09
Porque aquí, como veis, 00:08:12
eso es un poco mal. 00:08:15
Y nada, aquí sí sustituyendo datos. 00:08:20
Me dan la carga del electrón. 00:08:23
1,6 por 10 a la menos 19 00:08:25
por la velocidad, que son mil metros por segundo, 00:08:31
por el campo, que es 1 por 10 a la menos 4. 00:08:37
¿Vale? Y esto que se opera, 00:08:48
que sería 00:08:50
esto debe ser menos 20. 00:08:53
1,6 por 10 a la menos 20. 00:08:56
Y estos son newtons. 00:09:07
El vector fuerza 00:09:11
tiene la dirección del eje X, 00:09:16
pero el sentido es negativo. 00:09:19
Así que ese vector fuerza 00:09:21
va a tener un menos. 00:09:23
1,6 por 10 a la menos 20. 00:09:25
Vector unitario 00:09:31
y las unidades que son newtons. 00:09:35
Vale, esta sería la respuesta del ejercicio. 00:09:37
Vale, pues 00:09:43
esto en cuanto a ese primer ejercicio, 00:09:47
si os parece vamos al siguiente. 00:09:50
Voy a dejar de compartir 00:09:52
y a ver si soy capaz 00:09:54
de irme al siguiente ejercicio. 00:10:05
Vale, comparto ahora aquí 00:10:21
y voy a ir a la 00:10:25
voy a ir a la aplicación, ¿vale? 00:10:28
A ver si aquí fuera un poco mejor. 00:10:30
Parece que si va más rápido. 00:10:33
Vale, pues entonces 00:10:37
aquí tenéis el siguiente ejercicio 00:10:39
de 2021-2021. 00:10:41
Me dicen que un espectrómetro de masas 00:10:44
es un dispositivo como veis aquí, ¿vale? 00:10:46
Lo que he hecho ha sido ampliar un poco el dibujo. 00:10:48
Dice que emite la masa de los iones 00:10:51
y cuyo esquema se muestra en la figura 00:10:53
y consta de un selector de velocidades 00:10:55
al principio 00:10:57
y en él, mediante un campo eléctrico y magnético 00:10:59
que son perpendiculares entre sí, 00:11:01
se seleccionan únicamente los iones 00:11:03
que viajan en línea recta 00:11:05
y en el medio de un campo eléctrico 00:11:07
y magnético que son perpendiculares entre sí 00:11:09
se seleccionan únicamente los iones 00:11:11
que viajan en línea recta paralela al eje X 00:11:13
de la figura y con un valor determinado 00:11:15
de velocidad. 00:11:17
¿No se ve? 00:11:19
Ah, vale, vale. 00:11:21
Ah, vale. 00:11:25
Porque... 00:11:27
Porque, claro... 00:11:29
Eso es. 00:11:31
Eso es. Entonces aquí... 00:11:35
Sin embargo... 00:11:43
Sin embargo, cuando yo... 00:11:45
Aquí no me sale como... 00:11:47
No me sale la pantalla de la aplicación. 00:11:51
O sea que voy a tener que hacer 00:11:53
a través de la pestaña. 00:11:55
Sí. 00:11:59
Lo voy a tener que hacer 00:12:01
a través de la pestaña. 00:12:03
Entonces... 00:12:05
Bueno, pues voy a tener que escribir 00:12:07
un poco más lento. 00:12:09
Pero al menos puedo compartir. 00:12:13
Ahora sí que veis, ¿no? 00:12:15
Sí, pero se ve. 00:12:19
Ahora sí, claro. 00:12:21
Lo único es eso, que ahora al escribir 00:12:23
pues voy un poco más lento, me parece. 00:12:25
Vale. 00:12:27
Pues entonces, bueno... 00:12:29
Pues sí, se seleccionan 00:12:35
solo una velocidad concreta, ¿vale? 00:12:37
De todas las partículas que hay. 00:12:39
Entonces me dice que la partícula 00:12:41
en cuestión es 00:12:43
un átomo de oxígeno. 00:12:45
Un átomo de oxígeno 00:12:53
con una carga positiva. 00:12:55
Me dice 00:12:57
que el número másico 00:12:59
es el 18. 00:13:01
Vale. 00:13:03
Esas son las cargas que... 00:13:15
Son átomos de oxígeno que han perdido 00:13:17
un electrón. 00:13:19
Pues nada, lo primero que me preguntan... 00:13:21
Bueno, me dan la masa de la partícula 00:13:23
y me dicen que la carga es más E. 00:13:25
Me dicen que la carga es más E, 00:13:27
pero no tendrían por qué decirme la carga. 00:13:29
Como me dicen que el ión 00:13:31
es el oxígeno más, 00:13:33
eso es que ha perdido un solo electrón. 00:13:35
Y por lo tanto su carga 00:13:37
es más E, o sea, más la carga del electrón. 00:13:39
¿Vale? 00:13:41
Bueno, pues me preguntan la velocidad 00:13:43
de los iones oxígeno que viajan en línea recta 00:13:45
a lo largo del eje X 00:13:47
en el selector de velocidades. 00:13:49
Lo que tenemos que hacer en el selector de velocidades 00:13:51
es igualar 00:13:53
la fuerza eléctrica 00:13:55
con la fuerza magnética. 00:13:57
¿Vale? 00:14:01
Vamos un momento aquí al dibujo. 00:14:03
Aquí os he puesto el vector velocidad. 00:14:05
Ya os ponía en el vector campo magnético 00:14:07
en esta zona del selector de velocidades. 00:14:09
Me dan los ejes también. 00:14:11
Entonces, 00:14:13
si es un electrón... 00:14:15
Voy a poner aquí. 00:14:17
Eso de ahí se supone que es un electrón. 00:14:19
Es un electrón. 00:14:23
¿Hacia dónde va la fuerza magnética? 00:14:31
¿Alguien me lo dice? 00:14:33
Es un electrón, ¿vale? 00:14:35
Poned todos la mano 00:14:37
para sacar la fuerza 00:14:39
e intentad decirme 00:14:41
alguna hacia dónde creéis que va. 00:14:43
¿Vale? 00:14:45
Los puntos son las líneas del campo magnético 00:14:47
salen hacia arriba. 00:14:49
Podéis decirme... 00:14:57
¿Hacia la derecha, no? 00:14:59
A ver, la fuerza magnética. 00:15:01
¿Hacia la derecha? 00:15:05
No. 00:15:07
¿No? 00:15:09
Decidme eje XY o Z. 00:15:11
Según el eje Y, X o Z. 00:15:17
¿Un segundo? 00:15:23
¿Alguien quiere entrar o algo? 00:15:25
¿Sería la Z? 00:15:27
No. 00:15:29
Porque, mirad, 00:15:35
estáis poniendo la mano como si fuera 00:15:37
un poco una pistola, ¿no? 00:15:39
Entonces, 00:15:41
vuestro dedo índice 00:15:43
tiene que apuntar 00:15:45
hacia vuestra derecha. 00:15:47
Y vuestros tres dedos juntos 00:15:49
tienen que apuntar hacia vosotros. 00:15:51
Es verdad que es muy incómodo de hacerlo. 00:15:57
O sea, si veis ahora mismo la postura que tengo, 00:15:59
os reiríais. 00:16:01
Pero, 00:16:03
es que vuestro índice 00:16:05
de vuestra mano derecha tiene que apuntar 00:16:07
hacia la derecha 00:16:09
y, además, vuestros tres dedos juntos, 00:16:11
que son campo magnético, tienen que apuntar 00:16:13
hacia vosotros. Entonces, vuestro pulgar 00:16:15
va a quedar hacia abajo. 00:16:17
¿Vale? Comprobadlo. 00:16:21
Pero, en principio, vuestro pulgar debe apuntar 00:16:23
hacia abajo. Es decir, según el eje 00:16:25
Y negativo. 00:16:27
¿Vale? Lo que pasa es que es un electrón. 00:16:31
Y entonces hay que 00:16:33
cambiar esa fuerza. En vez de ir 00:16:35
Y negativo, es 00:16:37
Y positivo. 00:16:39
¿Vale? La fuerza, 00:16:43
por tanto, 00:16:45
es que si 00:16:49
os pongo mi imagen, 00:16:51
creo que nos va a aclarar. 00:16:53
Creo que nos va a aclarar. ¿Vale? 00:16:57
Creo que yo salgo al revés. 00:16:59
A ver... 00:17:01
La fuerza 00:17:05
es así. 00:17:07
La fuerza es así. Hacia arriba. 00:17:13
Fuerza magnética. En principio, 00:17:15
el pulgar apunta hacia abajo, pero es un electrón. 00:17:17
Y, por lo tanto, 00:17:19
tiene que ir hacia arriba. 00:17:21
¿Vale, chicos? 00:17:23
Esa es la fuerza 00:17:27
magnética. 00:17:29
La fuerza eléctrica 00:17:31
tiene que ir hacia abajo 00:17:35
para que compense la fuerza magnética. 00:17:37
Voy a cambiar de color. 00:17:39
Voy a poner 00:17:41
el amarillo. 00:17:43
Mirad. Para que 00:17:45
la fuerza magnética sobre el electrón 00:17:47
sea compensada, 00:17:49
tiene que haber una fuerza eléctrica 00:17:51
hacia abajo. Voy a poner así. 00:17:53
¿Vale? 00:18:01
Sobre el electrón hay una fuerza 00:18:03
eléctrica hacia abajo. La pregunta 00:18:05
que os hago es 00:18:07
¿hacia dónde tiene que apuntar 00:18:09
el campo eléctrico en esta región 00:18:11
para que sobre el electrón 00:18:13
aparezca una fuerza eléctrica hacia abajo? 00:18:15
¿Vale? 00:18:19
Esa es mi pregunta. 00:18:23
A ver si alguien 00:18:25
se atreve a responder. 00:18:27
¿Cómo, Jorge? ¿Cómo? 00:18:29
Estos son 00:18:31
dos placas. 00:18:33
Y hay un campo magnético, pero también hay un 00:18:35
campo eléctrico en esta región. 00:18:37
Hay un campo eléctrico que 00:18:39
tiene que producir una fuerza eléctrica 00:18:41
hacia abajo, porque hay 00:18:43
una fuerza magnética hacia arriba. 00:18:45
En el selector de velocidades, si os acordáis, 00:18:47
las partículas 00:18:49
no se desvían ni hacia arriba ni hacia abajo. 00:18:51
No se desvían. Eso es porque 00:18:55
las fuerzas estaban compensadas. 00:18:57
Pero todavía no he entendido 00:18:59
por qué es un electrón. 00:19:01
No me acuerdo. 00:19:03
Bueno. 00:19:05
Es que me he equivocado yo. 00:19:07
No es un electrón, es una carga 00:19:09
positiva. 00:19:11
Es el átomo 00:19:13
de oxígeno. 00:19:15
Entonces las fuerzas van al revés, ¿no? 00:19:17
Las fuerzas van al revés. 00:19:19
Sí. Disculpad, ¿vale? A ver. 00:19:21
Un segundo. 00:19:23
No sé por qué estaba yo con el electrón. 00:19:25
A ver. 00:19:31
Vale. 00:19:37
A ver. 00:19:39
Tengo ahí el oxígeno 00:19:41
con el número atómico de 18. 00:19:43
Entonces, disculpad, ¿vale? 00:19:45
Pero mirad ahora 00:19:47
lo que da la fuerza magnética. 00:19:49
Apunta hacia arriba igualmente. 00:19:51
Indice a la derecha y la fuerza magnética 00:19:53
va hacia abajo. 00:19:55
Fuerza magnética hacia abajo. 00:19:59
Y la fuerza eléctrica 00:20:03
tiene que ir hacia arriba. 00:20:05
Para que se compense. 00:20:11
¿Vale? 00:20:15
Entonces... 00:20:17
¿Cómo podemos...? 00:20:19
¿Cómo ponemos el campo eléctrico? 00:20:21
¿Hacia dónde apunta para que la fuerza eléctrica tire hacia arriba? 00:20:23
Esta es la carga. 00:20:31
Y yo quiero que esta carga sufre una fuerza eléctrica hacia arriba. 00:20:33
Cuando entre en esta zona. 00:20:35
¿Hacia dónde tiene que ir el campo eléctrico? 00:20:37
¿Hacia el mismo lado, no? 00:20:41
Sí, porque es una carga. 00:20:43
Sí, porque es una carga positiva. 00:20:45
Exacto. 00:20:47
El campo eléctrico tiene que ser así, como estoy poniendo aquí. 00:20:49
Esas son líneas de campo eléctrico 00:20:53
que hay que poner. 00:20:55
Vale. Tiene que ir hacia arriba. 00:20:59
Es una carga positiva. 00:21:01
Eso ya lo sabéis 00:21:03
porque la fuerza eléctrica 00:21:05
es igual a la carga 00:21:07
por el campo. 00:21:09
Vectorialmente. 00:21:11
Vemos. 00:21:15
Si la carga es positiva, 00:21:17
la fuerza eléctrica va a tener 00:21:19
la misma dirección que el campo. 00:21:21
Esta carga es positiva. 00:21:23
Pongamos un campo hacia arriba para que la fuerza eléctrica 00:21:25
también tire hacia arriba. 00:21:27
Y así compense a la fuerza magnética 00:21:29
que tiraba para abajo, como hemos visto. 00:21:31
¿Vale? 00:21:33
Esas son las dos direcciones 00:21:35
que tienen los dos vectores. 00:21:37
B1 hacia vosotros y E hacia arriba. 00:21:39
Y ahora lo que hago es igualar 00:21:45
fuerza eléctrica y magnética. 00:21:47
La fuerza eléctrica 00:21:49
la pongo en función del campo. 00:21:51
Esto hay que hacerlo en el examen, 00:21:53
si se le da. 00:21:55
Q por V por B. 00:21:59
Y hay que poner siempre 00:22:01
el seno del ángulo. 00:22:03
La mayoría de las veces sea seno de 90. 00:22:05
¿Vale? 00:22:09
Pero hay que ponerlo. 00:22:11
La carga con esta carga se va. 00:22:13
Despejo la velocidad. 00:22:15
La velocidad es E 00:22:17
partido 00:22:19
por V. 00:22:21
E partido por V. 00:22:23
Y me dan los dos valores 00:22:25
de campo. Me dan los dos vectores. 00:22:27
E y B1. 00:22:29
En esta primera región. 00:22:31
E vale 2 pero es para el 00:22:33
selector de velocidades. 00:22:35
Perdón, para la otra parte. 00:22:37
El espectrómetro de masas. 00:22:39
Así que aquí pongo 00:22:41
4 por 00:22:43
a la 5 00:22:47
B vale 2. 00:22:53
Por lo tanto esto va 00:22:57
2 por 10 elevado a 5 00:22:59
metros 00:23:01
partido por segundo. 00:23:03
Esa es la velocidad que se va a seleccionar aquí. 00:23:05
Solo van a llegar a esta ranura de aquí 00:23:07
los 00:23:09
iones de oxígeno que tengan 00:23:11
esa velocidad de 2 por 10 elevado a 5. 00:23:13
¿Vale? Luego llegar aquí. 00:23:15
Llegar a esta zona y entonces voy a abrir 00:23:19
porque ahora me preguntan 00:23:21
el radio de la órbita circular 00:23:25
descrita por esos iones en la segunda región 00:23:27
del espectrómetro de masas. 00:23:29
Donde el campo magnético es B2. O sea, se ve que luego este ión 00:23:31
llega a esta zona 00:23:33
llega a esta zona 00:23:35
describe una trayectoria circular 00:23:39
que tirará hacia arriba o tirará 00:23:41
hacia abajo. 00:23:43
¿Hacia dónde creéis que va a tirar? 00:23:45
Cuando llegue aquí. 00:23:47
Y yo mientras voy a poner 00:23:49
un segundo 00:23:53
hacia abajo. 00:23:55
Hacia abajo, ¿no? 00:23:57
Igual que la puerta magnética de antes, claro. 00:23:59
Vale. Un momentito 00:24:03
y voy a poner el nuevo 00:24:05
dibujo. 00:24:07
A ver un segundo. 00:24:25
Vale. ¿Veis el nuevo dibujo? 00:24:37
Sí. Vale. 00:24:43
Mirad, ahora lo que he hecho ha sido 00:24:45
poner en rojo 00:24:47
la trayectoria de la partícula 00:24:49
cuando llega a este punto. 00:24:51
A esta nueva zona 00:24:53
de campo magnético. 00:24:55
La fuerza magnética 00:24:57
en este punto de llegada 00:24:59
fuerza magnética 00:25:01
apunta hacia abajo aquí. 00:25:03
Iría así. 00:25:05
Aquí iría hacia abajo. 00:25:15
La fuerza magnética. 00:25:17
Comprobadlo todos. 00:25:19
Hombre, antes me daba para abajo, 00:25:21
pues ahora también. 00:25:23
Aquí la fuerza magnética tiraba hacia abajo. 00:25:25
Tiraba hacia abajo 00:25:37
y ahora también tira hacia abajo 00:25:39
la fuerza magnética. 00:25:41
Y lo que me preguntan es 00:25:43
¿el radio de la órbita 00:25:45
circular? 00:25:47
Me preguntan el radio de esta órbita. 00:25:49
Pues como es una órbita circular 00:25:51
tenemos que acordarnos 00:25:53
que 00:25:55
fuerza centrípeta 00:25:57
en este caso es la fuerza magnética. 00:25:59
Vale. Aquí tendríais que poner 00:26:03
la fuerza centrípeta 00:26:09
un segundo 00:26:11
un segundo 00:26:33
Aquí hay que poner 00:26:35
ya que es 00:26:37
una 00:26:39
trayectoria 00:26:41
circular. 00:26:43
Hay que poner una aclaración. 00:26:45
Cuando utilicéis estas igualdades 00:26:47
de fuerza centrípeta 00:26:49
igual a tal fuerza 00:26:51
al lado tenéis que poner una aclaración, una justificación. 00:26:53
Vale. Y ahora desarrollo 00:26:57
esa igualdad. 00:26:59
Lo hemos hecho muchas veces. 00:27:01
Entonces la fuerza centrípeta, tenéis que acordaros 00:27:07
que es masa por velocidad 00:27:09
al cuadrado 00:27:11
partido por el radio 00:27:13
y la fuerza magnética 00:27:15
es carga 00:27:17
seno de phi. 00:27:25
Seno de phi 00:27:29
vuelve a ser uno 00:27:31
porque V y B 00:27:33
vuelve a ser perpendiculares. 00:27:35
Y me piden el radio. 00:27:37
Entonces 00:27:41
pues 00:27:45
despejo el radio. 00:27:47
Me llevo el radio que está 00:27:55
dividiendo al miembro de la derecha 00:27:57
lo paso multiplicando. El radio lo paso 00:27:59
multiplicando aquí. Y QBB 00:28:01
lo paso abajo dividiendo. 00:28:03
Por tanto 00:28:07
R es 00:28:09
V cuadrado. Ah, bueno, V la puedo simplificar. 00:28:13
Ahora después. 00:28:17
M medio cuadrado partido por 00:28:19
por V 00:28:23
y por B. 00:28:27
Se me va el cuadrado este con esta V 00:28:29
y sustituyo datos 00:28:31
porque los tengo todos. 00:28:33
Me dan la masa de la partícula 00:28:35
La masa de la partícula es 00:28:39
2,7 por 10 a la menos 26 00:28:41
La velocidad 00:28:51
es la que he obtenido 00:28:53
en el apartado anterior. 00:28:55
Estoy obteniendo aquí 00:29:01
2 por 10 a la 5 00:29:03
Sería 2 00:29:09
por 10 elevado a 5 00:29:11
La carga de la partícula 00:29:15
1,6 00:29:19
por 10 a la menos 19 00:29:21
Y el campo magnético 00:29:27
en la región 2 00:29:29
me dice que es 5 00:29:31
teslas. 00:29:33
Vale, calculamos esto. 00:29:37
Lo que nos da son metros. 00:29:39
Que son 2,7 00:29:43
por 10 a la menos 26 00:29:45
Pues 6,75 00:29:55
por 10 a la menos 3 00:29:59
Si no me he equivocado en el cálculo 00:30:05
sería eso. 00:30:07
Pero son metros. 00:30:09
Y ya está. 00:30:11
Por eso no me preguntan el radio. 00:30:13
Recordad siempre que 00:30:17
me pueden preguntar 00:30:19
en esas trayectorias circulares 00:30:21
aparte del radio 00:30:23
me pueden preguntar el periodo 00:30:25
la frecuencia 00:30:27
la frecuencia 00:30:31
aunque en química 00:30:33
creo que utilicéis este símbolo 00:30:37
una letra del alfabeto griego 00:30:39
luego me decís 00:30:41
Y luego os pueden preguntar la velocidad angular 00:30:45
Por ejemplo, si me piden la velocidad angular 00:30:49
A ver, la velocidad angular 00:30:57
es 2pi partido por 00:31:01
2pi partido por 00:31:03
el periodo 00:31:05
Y la v 00:31:09
el periodo lo podéis sacar 00:31:11
porque la velocidad 00:31:13
lineal 00:31:17
es esta 00:31:19
2pi r 00:31:21
partido por el periodo 00:31:23
El periodo lo podéis sacar de aquí abajo 00:31:25
porque la velocidad la tenéis 00:31:27
y el radio 00:31:29
lo acabamos de sacar 00:31:31
¿Vale? 00:31:33
Esto es importante porque os pueden pedir 00:31:35
perfectamente el periodo 00:31:37
que sería 00:31:41
2pi r 00:31:43
partido por 1 00:31:47
Le sacaríamos así el periodo 00:31:49
y la inversa de esto 00:31:51
es la frecuencia 00:31:53
La frecuencia se mide en hercios 00:31:55
o segundos a la menos uno 00:31:57
os recuerdo 00:31:59
Bueno, ¿qué hora es? 00:32:01
Menos diez 00:32:03
No sé si tenéis alguna duda 00:32:05
¿Habéis conseguido visualizar 00:32:07
que la fuerza magnética 00:32:09
en este punto va hacia abajo? 00:32:11
¿O hay alguien que no lo vea? 00:32:13
¿Vale? 00:32:19
Esta es una carga positiva 00:32:21
Estaba yo con que era un electrón 00:32:23
pero no, era una carga positiva 00:32:25
Entonces, el índice vuestro 00:32:27
tiene que apuntar a la derecha 00:32:29
porque la velocidad apunta a la derecha 00:32:31
Y vuestros tres dedos juntos 00:32:33
tienen que apuntar, digamos, 00:32:35
hacia vosotros 00:32:37
porque son los puntos esos de veros 00:32:39
Por lo tanto, la fuerza magnética 00:32:41
va hacia abajo 00:32:43
¿Vale? 00:32:45
Y os recuerdo 00:32:47
los campos 00:32:49
Si la fuerza magnética va hacia abajo 00:32:51
aquí 00:32:53
como es una carga positiva 00:32:55
Yo quiero 00:32:59
en los electores de velocidad 00:33:01
las fuerzas se tienen que compensar 00:33:03
Se tienen que compensar 00:33:07
Es decir 00:33:09
que tiene que tirar una para arriba 00:33:11
y la otra para abajo 00:33:13
para que la partícula no se desvíe 00:33:15
Con un campo eléctrico 00:33:17
tengo que generar aquí un vector que sea así 00:33:19
que se llame fuerza eléctrica 00:33:21
La manera 00:33:25
de conseguir sobre una carga positiva 00:33:27
una fuerza eléctrica hacia arriba 00:33:29
es, cuando entre por aquí 00:33:31
es crear líneas de campo magnético 00:33:33
hacia arriba 00:33:37
porque la carga es positiva 00:33:39
Y la fuerza y el campo tendrán 00:33:43
el mismo sentido 00:33:45
por supuesto la misma dirección 00:33:47
¿Cómo tengo que cargar estas dos placas? 00:33:51
Si quiero campo eléctrico que vaya 00:33:53
desde abajo hasta arriba 00:33:55
Pues la de abajo la tengo que cargar 00:33:57
positivamente, la placa esa 00:33:59
Y la de arriba 00:34:01
la tengo que cargar negativamente 00:34:03
Y así conseguiré las líneas de campo eléctrico 00:34:05
hacia arriba, cargándolas con esos signos 00:34:07
Esto es importante para el tema 00:34:11
del campo eléctrico 00:34:13
y como veis aquí también 00:34:15
Y bueno, como me quedan 00:34:19
nueve minutillos, no sé si tenéis alguna duda 00:34:21
de este ejercicio 00:34:23
Para sacar el periodo 00:34:37
es de esta formulita de aquí 00:34:39
¿Vale? 00:34:43
Quería recordaros una cosa 00:34:45
que es importante para el campo eléctrico 00:34:47
y para el campo magnético 00:34:49
Voy a abrir ahora 00:34:51
Voy a abrir ahora 00:34:53
Es el hecho de estar compartiendo 00:35:15
y además hacerlo a través de la web 00:35:17
Pero bueno, yo este problema 00:35:19
sí que creo que lo voy a poder resolver 00:35:21
el próximo día 00:35:23
y podré compartir directamente 00:35:25
desde la aplicación, que seguro que va a ir mucho más rápido 00:35:27
Yo cuando hago los vídeos con Canva 00:35:29
van a una velocidad normal 00:35:31
Pero claro, hacerlo a través de la web 00:35:33
pues es más lento 00:35:35
Yo os he dicho que esta primera clase 00:35:37
podía tener problemas técnicos 00:35:39
Entonces, nada 00:35:41
Simplemente deciros, y ya termino 00:35:43
que si queréis 00:35:45
Si queréis acelerar una 00:35:49
una carga eléctrica 00:35:53
si queréis acelerarla, una carga como esa 00:35:55
y aquí por ejemplo 00:35:57
está parada 00:35:59
y aquí queréis 00:36:01
queréis que llegue aquí 00:36:03
y que tenga una determinada velocidad 00:36:05
Por ejemplo 00:36:07
5 por 10 a la 5 00:36:09
metros por segundo 00:36:11
¿Vale? 00:36:13
Para acelerar una partícula 00:36:15
cargada como esta, tenéis que poner 00:36:17
dos placas ahí 00:36:19
Esta placa 00:36:23
tenéis que cargarla positivamente 00:36:25
para que se repela 00:36:27
con esa partícula 00:36:29
No se ve 00:36:31
No se ve 00:36:33
No, no se ve 00:36:35
Vale, voy a dejar de compartir 00:36:45
Y vuelvo a 00:36:51
A ver si ahora 00:36:55
Ahora si, ¿no? 00:37:01
Si, ahora si 00:37:03
Vale, pues nada 00:37:05
Esta pongo dos 00:37:07
Tengo una carga aquí 00:37:09
que está con una velocidad 00:37:11
está parada 00:37:15
está aquí parada 00:37:21
y lo que quiero es acelerarla 00:37:23
que llegue aquí con una velocidad de 5 por 10 a la 5 00:37:25
metros por segundo 00:37:27
Pues hago, pongo dos placas 00:37:29
La de la izquierda la cargo positivamente 00:37:31
para que se repela 00:37:33
y esta partícula se acelerará en esa dirección 00:37:35
Cuando llegue aquí, quiero que tenga una velocidad 00:37:39
de 5 por 10 a la 5 00:37:41
Lo hago mediante una diferencia de potencial 00:37:43
Entre las dos placas 00:37:45
tiene que haber una diferencia de potencial 00:37:47
Y yo me puedo preguntar, ¿cuánto tiene que valer esa diferencia 00:37:51
de potencial 00:37:53
para conseguir acelerar 00:37:55
esa carga? 00:37:57
¿Vale? 00:37:59
Vamos a suponer 00:38:01
que la carga es 00:38:03
un protón 00:38:07
Es un protón 00:38:09
Es el símbolo del protón 00:38:11
Entonces, recordad que 00:38:13
el trabajo eléctrico 00:38:15
sobre esa carga 00:38:19
el trabajo eléctrico es 00:38:21
el producto de la carga 00:38:23
por esa diferencia de potencial 00:38:25
¿Vale? Y ese trabajo eléctrico 00:38:27
se emplea 00:38:29
en aumentar 00:38:31
la energía cinética 00:38:33
de esa carga 00:38:35
Aumentarla 00:38:37
¿Vale? Mediante una variación de energía cinética 00:38:39
Esto vuelvo a escribir 00:38:43
lo mismo 00:38:45
Esta fórmula es muy importante porque me sirve 00:38:47
para saber, o sea, para acelerar partículas 00:38:49
¿Vale? Con el campo magnético 00:38:51
yo lo que hago es cambiar de dirección 00:38:53
pero con el eléctrico 00:38:55
aumento o disminuyo velocidades 00:38:57
Muy importante 00:38:59
Un medio 00:39:01
de la masa por la velocidad 00:39:03
final al cuadrado 00:39:05
Esa es la energía cinética final 00:39:07
y la inicial es esta 00:39:09
Aquí la velocidad inicial 00:39:15
Inicialmente 00:39:17
como la velocidad 00:39:19
es cero, inicial 00:39:21
V1 y V2 00:39:23
Toda la energía cinética 00:39:25
inicial 00:39:27
vale cero 00:39:29
Y de aquí 00:39:31
ya podría despejar la variación 00:39:33
o la diferencia de potencial necesaria 00:39:35
Es despejarla y ya está ¿Vale chicos? 00:39:39
No voy a hacer nada más 00:39:41
No sé si tenéis alguna duda 00:39:43
Repasad los ejercicios que he hecho 00:39:47
Y bueno 00:39:53
si tenéis alguna cuestión que me queráis hacer ahora 00:39:55
o me escribís un mensaje 00:39:57
durante el fin de semana 00:39:59
Y nada, mucho ánimo 00:40:01
La semana que viene 00:40:03
voy a hacer ejercicios de repaso 00:40:05
en clase 00:40:07
Y bueno, subiré todo este material 00:40:13
lo subiré a la aula virtual 00:40:15
y la semana que viene sobre todo repasaré 00:40:17
Bueno, me habéis dicho que 00:40:19
el campo eléctrico parece que lo lleváis un poco más flojo 00:40:21
Haré alguno de gravitatorio 00:40:23
y alguno de magnético 00:40:25
también, haré un poco de todo ¿Vale? 00:40:27
En principio los tres temas van a valer 00:40:29
lo mismo en el examen 00:40:31
¿Profe? 00:40:35
Sí 00:40:36
Que yo tengo una duda de esto que acabas de hacer 00:40:37
Vale, dime 00:40:39
Igual que, ¿el trabajo 00:40:41
era carga por 00:40:43
diferencia de potencial 00:40:45
o potencial inicial menos potencial final? 00:40:47
Bueno, aquí 00:40:49
claro 00:40:51
en esta fórmula os dije 00:40:53
lo que pasa es que es verdad que 00:40:55
no sé si alguno a lo mejor 00:40:57
no me viste, pero en esta fórmula 00:40:59
la diferencia 00:41:01
de potencial hay que meterla en valor 00:41:03
absoluto 00:41:05
En la fórmula 00:41:07
en esta fórmula de aquí 00:41:09
Bueno, pues acordaros que 00:41:15
la diferencia de potencial se mete en valor 00:41:17
absoluto 00:41:19
¿Vale? Para cuando usábamos 00:41:21
A ver, dejadme un momentito 00:41:27
que piense 00:41:29
Claro, sería 00:41:39
Sí, pero bueno 00:41:47
No, sería inicial menos final 00:41:51
Aquí podéis poner 00:41:53
en la variación 00:41:55
de potencial podéis poner 00:41:57
tenéis que poner 00:41:59
inicial menos 00:42:01
final 00:42:03
Y aquí, por ejemplo, en este ejercicio 00:42:07
pues 00:42:09
queda el potencial 00:42:11
más pequeño 00:42:13
A ver 00:42:15
este es más grande 00:42:17
quedaría positivo la diferencia de potencial 00:42:19
y esto también. Sí, es inicial menos final 00:42:21
como os he dicho siempre 00:42:23
¿Vale? La diferencia de potencial 00:42:27
¿Sabéis qué pasa? 00:42:31
Que muchas veces os van a dar como dato 00:42:33
la diferencia de potencial ya positiva 00:42:35
¿Vale? 00:42:39
Vamos a hacer una cosa, porque esto es interesante 00:42:41
y prefiero que estéis todos cuando os lo cuente 00:42:43
entonces os lo voy a contar en clase 00:42:45
el próximo lunes 00:42:47
¿Vale? Porque sí que me interesa que estéis todos 00:42:49
¿Vale? ¿Alguna duda más tenéis por ahí? 00:42:53
Bueno, parece que no 00:42:59
Pues bueno, espero que os haya servido 00:43:01
de algo 00:43:03
¿Vale? Disculpad por los problemas técnicos 00:43:05
que solucionaré 00:43:09
seguramente ya para el próximo día 00:43:11
Y bueno, la semana que viene hablamos 00:43:13
para buscar si queréis otro hueco 00:43:15
para resolver dudas 00:43:17
Como ya la semana que viene es el examen, es a final de 00:43:19
semana, pues 00:43:21
bueno, en principio con las clases podría ser suficiente 00:43:23
pero bueno, si hay varios 00:43:25
de vosotros que estéis dispuestos a hacer alguna otra sesión 00:43:27
como la de hoy 00:43:29
pues no me importa volver a hacerla ¿Vale? 00:43:31
Venga chicos, pues nada 00:43:33
que mañana nos vemos, pasad un buen fin de semana 00:43:35
¿Vale? 00:43:37
Venga 00:43:39
Gracias a vosotros 00:43:41
Hasta luego 00:43:45
Subtítulos realizados por la comunidad de Amara.org 00:44:09
Autor/es:
Luis Arteaga
Subido por:
Luis A.
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Fecha:
16 de noviembre de 2023 - 20:49
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