Cap16 Fuerzas Magneticas

FISICA II

8. CAMPO MAGNETICO Y FUERZAS MAGNETICAS.
4.1 MAGNETISMO.
Los fenómenos magnéticos se observaron por lo menos hace 2500 años, en
fragmentos de mineral de hierro magnetizado encontrados cerca de la antigua ciudad
de Magnesia (hoy Manisa, en el oeste de Turquía). Estos fragmentos eran ejemplos de
lo que ahora conocemos como imanes permanentes.

Si un imán permanente en forma de barra, eslibre de girar, uno de sus extremos
apunta hacia el norte. A este se le conoce como polo norte o polo N; el otro extremo
es un polo sur o polo S. Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen.

Por analogía con las interacciones eléctricas, describimos las interacciones
magnéticas diciendo que una barra imantada establece un campo magnético en el
espacio que lo rodea y que un segundocuerpo imantado responde a dicho campo.
El concepto de polo magnético puede parecer similar al de carga eléctrica; pero
la analogía es errónea por que no hay pruebas de que exista un solo polo magnético
aislado; siempre aparecen en pareja. Si se divide una barra magnética en dos partes,
cada parte se convierte en un imán con dos polos opuestos.

4.2 CAMPO MAGNETICO.
La primera prueba de larelación del magnetismo con las cargas eléctricas en
movimiento fue descubierta en 1819 por el científico danés Christian Oersted, quien
encontró que la aguja de una brújula era desviada por un cable por el que circulaba
corriente.
Podemos describir las interacciones magnéticas de la siguiente forma:
a) Una carga en movimiento o corriente produce un campo magnético en el
espacio circundante además delcampo eléctrico.

Licenciado Carlos Quiche Surichaqui

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

b) El campo magnético ejerce una fuerza F

sobre cualquier carga en

movimiento o corriente.





Sea una carga “q” que se mueve con velocidad v en un campo magnético B ,
entonces la fuerza magnética que experimenta dicha carga es:


 
F = q v ×B

(4.1)

El módulo de la fuerza magnética sobre la carga es: F = q v B senθ
Launidad de campo magnético en el S.I. es el Tesla (T).

1T = 1

N
N .s
=1
A. m
C .m

La unidad de campo magnético en el sistema cgs es el Gauss (G).

1G = 10 −4 T
El campo magnético de la tierra es del orden de 10-4 T.

Licenciado Carlos Quiche Surichaqui

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Problema 27.9
→

∧

Una partícula con carga de 7.8 µC se desplaza con velocidad v = −( 3.8x103 m / s ) j .
Cuando

se

mide

→

lafuerza

∧

magnética

sobre

la

partícula

resulta

ser

∧

F = +( 7.6x10 − 3 N ) i −( 5.2x10 − 3 N )k . a) Calcule todas las componentes del campo
→

→

magnético que pueda con esta información. B) ¿Cual es el ángulo entre B y F

Problema 27.53
→

Cuando una partícula con carga q>0 se traslada con una velocidad v 1 orientada a 45°
con respecto al eje +x en el plano xy, un campo magnético uniformeejerce una fuerza
→

→

F1 a lo largo del eje –z. Cuando la misma partícula se traslada con una velocidad v 2
→

de la misma magnitud que v 1 pero a lo largo del eje +Z, se ejerce sobre ella una
→

fuerza F2 de magnitud F2 a lo largo del eje +x. a) ¿Cuáles son la magnitud y la
dirección del campo magnético? (en términos de q, v1 y F2) b) ¿Cuál es la magnitud
→

de F1 en términos de F2?

Problema:Un haz de protones (q=1.6x10-19 C) se desplaza a3x105 m/s a través de un campo
magnético uniforme de 2 T que apunta a lo largo del eje Z positivo. La velocidad de
cada protón se encuentra en el plano xy a un ángulo de
Encuentre la fuerza sobre el protón.
Solución:

F = q v B senθ
F = 4.8x10 -14 N

Licenciado Carlos Quiche Surichaqui

30º con respecto al eje Z.

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LINEAS DE CAMPOMAGNETICO.
Podemos representar cualquier campo magnético, mediante líneas de campo
magnético. Trazamos las líneas de modo que en cualquier punto, sea tangente al





vector campo magnético B en dicho punto. Como la dirección de B en cada punto es
única, entonces las líneas de campo nunca se cortan.

FLUJO MAGNETICO:
Definimos el flujo magnético a través del área A como:

 
Φ B = ∫ B  dA = ∫ B cos...