Material necesario — Cuadernillo de datos: sí — fuerza sobre un conductor en un campo magnético, Tema D.2.
Prerrequisitos
- Fuerza magnética sobre un conductor rectilíneo perpendicular a un campo magnético uniforme: F = BIL
- La dirección de la fuerza es perpendicular tanto a la corriente como al campo magnético (regla de la mano derecha o regla similar)
- Un campo magnético que "entra en la página" se representa con aspas (×); uno que "sale de la página", con puntos (·)
Un cable recto, de longitud L, transporta una corriente I en una región donde hay un campo magnético uniforme B, perpendicular al cable, dirigido hacia dentro de la página (como se muestra en el diagrama). I = 4,0 A L = 0,20 m B = 0,50 T
a
Escribe la fórmula de la fuerza magnética sobre un conductor rectilíneo perpendicular a un campo magnético uniforme.
[1]
b
Calcula la magnitud de la fuerza magnética sobre el cable.
[2]
c
Usando la regla de la mano derecha, indica la dirección de la fuerza sobre el cable (arriba, abajo, hacia el lector o alejándose de él).
[2]
Pistas progresivas
- 1General — esta fuerza (a veces llamada "efecto motor") solo existe cuando hay corriente Y campo magnético Y estos no son paralelos entre sí.
- 2Apartado a) — para el caso más simple (cable perpendicular al campo), la fórmula es directa: no hace falta ningún seno ni coseno.
- 3Apartado a), fórmula — F = BIL.
- 4Apartado b) — sustituye los tres valores dados directamente.
- 5Apartado b), cifras — F = 0,50 × 4,0 × 0,20 = 0,40 N.
- 6Apartado c) — usa la regla de la mano derecha: apunta los dedos en la dirección de la corriente I (hacia la derecha), y cúrvalos hacia la dirección del campo B (entrando en la página). El pulgar señala la dirección de la fuerza. (Otra versión equivalente: la palma empuja en la dirección de F si los dedos apuntan según I y se doblan hacia B).
- 7Apartado c), resultado — con I hacia la derecha y B entrando en la página, la fuerza resultante apunta hacia ARRIBA (hacia la parte superior de la página).
Teoría básica
- Fuerza magnética sobre un conductor perpendicular al campo: F = BIL. — Cuadernillo de datos, Tema D.2.
- La dirección de la fuerza es siempre perpendicular tanto a I como a B (nunca en la misma dirección que ninguna de las dos).
- Regla de la mano derecha: dedos en la dirección de I, doblados hacia B, el pulgar da la dirección de F.
Refuerzo
Libro — Oxford Physics 2023 — Topic D.2 Electric and magnetic fields, fuerza sobre un conductor (efecto motor).
Cuadernillo — Cuadernillo de datos de Física — Tema D.2, F = BIL.
Vídeo —
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Apartado a) —
F = BIL.
Apartado b) —
F = 0,50 × 4,0 × 0,20 = 0,40 N.
Apartado c) —
Con la regla de la mano derecha (dedos según I hacia la derecha, doblados hacia B entrando en la página), el pulgar apunta hacia ARRIBA: la fuerza sobre el cable es hacia arriba.