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Fuerza magnética entre tres hilos - con la regla de la mano derecha - Contenido educativo

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Subido el 4 de mayo de 2020 por Àngel Manuel G.

148 visualizaciones

En este vídeo calculamos la fuerza magnética entre tres conductores paralelos utilizando geometría y la regla de la mano derecha.

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En este vídeo vamos a calcular la fuerza que sienten un cable debido a los otros dos, en este caso cable 1, cable 2 y cable 3. 00:00:06
En el vídeo anterior hemos calculado el campo que sentía el conductor número 1 debido a los dos, al conductor 2 y 3. 00:00:18
Se podrían calcular el 2 y el 3 de manera equivalente. 00:00:25
Para este vídeo vamos a emplear la regla de la mano derecha. 00:00:28
Pues bien, vamos allá. 00:00:43
La ley de Lorenz nos dice que la fuerza que siente un hilo será la intensidad que circula por él 00:00:45
por la longitud de este hilo, producto vectorial, con el campo. 00:00:58
Si cogemos el módulo de esta fuerza, tendremos que el módulo como el campo y la longitud del hilo son perpendiculares 00:01:04
porque los campos están todos en el plano de la pizarra y la longitud tiene la dirección de la intensidad, es decir, 00:01:14
vertical hacia arriba o hacia abajo, el módulo de esta fuerza será ILP. 00:01:20
Esta L como es infinita la podemos pasar dividiendo y tener fuerza por unidad de longitud que será I por B 00:01:28
Podremos calcular el módulo y aparte podremos calcular la dirección utilizando la regla de la mano derecha 00:01:39
Vamos con el conductor número 1 00:01:46
Su módulo será intensidad por el módulo del campo 00:01:49
El módulo del campo es esta parte que tenemos aquí porque la parte de la derecha es un vector unitario 00:01:58
multiplicado por la intensidad que es 5 nos dará 1,67 por 10 elevado a menos 4 newton dividido entre metro 00:02:02
¿Cómo hacemos la dirección? Pues bien, si tenemos este es el conductor número 1 00:02:14
nos fijamos que el conductor número 2 y el conductor número 3 tienen toda su información metida ya aquí dentro 00:02:20
por lo tanto no tenemos que fijarnos en ellos, solamente en esta dirección del campo 00:02:26
Y lo que observamos es que si hacemos el arco tangente, el arco tangente de menos 0,5 entre 0,866, de esto entre esto, nos va a salir menos 30 grados. 00:02:30
Eso significa que el campo 1 es un campo que va 30 grados por debajo de la horizontal. 00:02:48
Total, la fuerza sabemos que es con un producto vectorial entre L y B, por lo tanto va a ser perpendicular a L y perpendicular a B. 00:02:56
Perpendicular a L significa que está sobre la pizarra, porque L es perpendicular a la pizarra así. 00:03:06
B es este vector de aquí, por lo tanto la fuerza será en la línea perpendicular. 00:03:12
Necesitamos saber si es hacia arriba y a la derecha o hacia abajo y a la izquierda. 00:03:18
¿Cómo lo vamos a saber? Aplicando la regla de la mano derecha. 00:03:23
Para aplicar esta regla lo que vamos a hacer es poner los dedos como L y llevarlos hacia B, como L hacia B y nos sale una fuerza hacia allá, en esta dirección y sentido. 00:03:27
Esta es la fuerza que sentirá el conductor número 1. 00:03:42
Este ángulo de aquí, como sabemos que estos son perpendiculares, este tiene que ser 60 grados. 00:03:46
Por lo tanto el vector que me dice cómo irá esta fuerza será coseno de 60 en la dirección horizontal y positivo y seno en la dirección vertical. 00:03:51
Por lo tanto el vector fuerza 1 por unidad de longitud será 1,67 por 10 elevado a menos 4 por coseno de 60 que es 0,5 por i más seno de 60 que es 0,866 por j newton metro. 00:04:03
si hacemos el mismo análisis del arco tangente con el campo número 2 lo que vamos a observar es que son 30 grados positivos 00:04:28
entonces en el caso del campo número 2 la intensidad y el campo son los mismos por lo tanto el módulo me va a salir igual 00:04:38
pero cuando haga el producto vectorial tendré que, si este es el conductor número 2, el campo es así, este es el campo 2, este era el campo 1 00:04:50
y forma un ángulo de 30 grados con la horizontal, entonces la fuerza será perpendicular, formará aquí 90 grados, por lo tanto con esta horizontal formará 60 00:05:04
¿Cómo sabremos la dirección de la fuerza? De la misma manera, pondremos todos los dedos como el vector intensidad, o vamos, la intensidad que va hacia arriba y los llevaremos hacia el campo y nos sale hacia allá. 00:05:20
esta de aquí será la fuerza 2 00:05:33
para escribirla vectorialmente veremos que el coseno de 60 será esta vez negativo 00:05:39
y el seno volverá a ser positivo 00:05:45
por lo que la fuerza 2 por unidad de longitud va a ser 1,67 por 10 a la menos 4 00:05:47
coseno de 60 pero esta vez negativo menos 0,500 00:05:57
y hacia arriba 0,866 J Nm. 00:06:01
Finalmente necesitamos el del campo 3, el del conductor 3. 00:06:13
Si este es el conductor 3, observamos que el campo es completamente horizontal y hacia la derecha. 00:06:18
Por lo tanto sabemos que el vector fuerza va a ser perpendicular. 00:06:25
¿Cómo de perpendicular? No sabemos si hacia arriba o hacia abajo. Este es el campo. 00:06:31
Para saberlo, repetiremos la regla de la mano derecha. 00:06:38
Pondremos el campo, perdón, la mano, los dedos, como L, hacia abajo y los llevaremos hacia el campo. 00:06:41
Esto nos da con el pulgar, lo estoy tapando con mi brazo, hacia acá. 00:06:48
Por lo tanto, negativo hacia abajo. 00:06:52
Esta es F3. 00:06:56
entonces F3 por la unidad de longitud será, hacemos el producto que ahora es diferente 00:06:57
5 por 5 con 77 por 10 a la menos 5 que da menos 2 con 89 por 10 elevado a menos 4 00:07:06
y ahora como es negativo IJ, Newton metro 00:07:16
si dibujamos aquí, aunque ya las hemos dibujado en cada caso pero para dibujarlas todas juntas 00:07:23
Si dibujamos los tres conductores observaremos que la primera fuerza de 1 va un poquito a la derecha y bastante hacia arriba, bastante hacia arriba, un poquito a la derecha. 00:07:28
La de 2 va un poquito a la izquierda, bastante hacia arriba, bastante hacia arriba, un poquito hacia la izquierda y la de 3 va completamente hacia abajo. 00:07:47
por lo tanto el conductor 1 y el conductor 2 que tienen las intensidades paralelas y hacia arriba 00:07:58
se van a atraer mientras que se van a repeler del conductor 3 que tiene la intensidad en sentido contrario 00:08:07
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Idioma/s:
es
Materias:
Física, Química
Niveles educativos:
▼ Mostrar / ocultar niveles
  • Bachillerato
    • Segundo Curso
Autor/es:
Àngel Manuel Gómez Sicilia
Subido por:
Àngel Manuel G.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
148
Fecha:
4 de mayo de 2020 - 21:10
Visibilidad:
Público
Duración:
08′ 21″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1024x576 píxeles
Tamaño:
309.91 MBytes

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