BIOMAGNETISMO
BIOMAGNETISMO
TICONA NIETO Maria Cristina
TICONA NIETO Maria Cristina
PROFESOR: Luis Alberto BOLARTE
PROFESOR: Luis Alberto BOLARTE
CANALS
CANALS
UNIVERSIDAD
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYNACIONAL MAYOR DEOR DE
SAN MARCOS
SAN MARCOS
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
ESCUELA A
ESCUELA ACADEMICO CADEMICO PROFESIONALPROFESIONAL
DE INGENIERIA INDUSTRIAL
PROBLEMAS : BIOMAGNETISMO
Se ha sugerido que Las aes !odr"an utili#ar la $uer#a ele%tro&otri# indu%ida entre los
e'tre&os de sus alas !or el %a&!o &agn(ti%o de la tierra %o&o un &edio !ara a)udarles en su naega%i*n durante la &igra%i*n+ ,-u( $uer#a ele%tro&otri# ser"a indu%ida !ara que un ganso de Canad. %on una e'tensi*n de alas de /01 & que uela %on una elo%idad de /2 &3s en una regi*n donde la %o&!onente erti%al del %a&!o de la tierra es 4 ' /251 T+6
Solución.
7 84 ' /25198/0198/29 7 ' /25; < 7 20 &<+
Esto !robable&ente es de&asiado !eque=o !ara ser dete%tado !or las aes0 !uesto que los olta>es %elulares son t"!i%a&ente ?2 &<+ Sin e&bargo0 !ara los >ets ?;? %on una e'tensi*n de alas de @2 & ) una elo%idad de 22 &3h0 el e$e%to es a!re%iable+
La estimulación magnética transcraneal es una t(%ni%a no agresia que se usa !ara esti&ular regiones del %erebro
hu&ano+ Dna !eque=a bobina se %olo%a en el %uero %abelludo0 ) una bree e'!losi*n de %orriente en la bobina !rodu%e un %a&!o &agn(ti%o que %a&bia r.!ida&ente dentro del %erebro+ La $e& indu%ida !uede esti&ular a%tiidad neuronal+ a9 Dno de tales dis!ositios genera un %a&!o &agn(ti%o ha%ia arriba dentro del %erebro que se elea de %ero a /+12 T en /42 &s+ eter&ine la $e& indu%ida en torno a un %"r%ulo hori#ontal de te>ido de /+@2 && de radio+ b9 ,-u( !asar"a si6 A %ontinua%i*n el %a&!o %a&bia a 2+122 T ha%ia aba>o en 2+2 &s+ ,C*&o se %o&!ara la $e& indu%ida en este !ro%eso %on el in%iso a96
Solución:
Parte8a9
&49/4+1 T3s G
Tendiendo a !rodu%ir %orriente en sentido horario isto desde arriba Parte 8b9
La elo%idad de %a&bio del %a&!o &agn(ti%o en este %aso es: +
-ue es dos e%es &.s grande en &agnitud ) en el sentido o!uesto de la tasa de %a&bio en el %aso 8a90 !or lo que la $e& ta&bi(n es dos e%es &.s grande en &agnitud ) se en%uentra en sentido o!uesto+
Para &onitorear la res!ira%i*n de un !a%iente de hos!ital0 un %intur*n delgado se
%i=e alrededor del !e%ho del !a%iente+ El %intur*n es una bobina de 422 ueltas+ Cuando el !a%iente inhala0 el .rea en%errada !or la bobina au&enta en +2 %&4+ La &agnitud del %a&!o &agn(ti%o de la Tierra es de 12+2 &T ) $or&a un .ngulo de 4+2H %on el !lano de la bobina+ Si su!one que un !a%iente tarda /+2 s en inhalar0 en%uentre la $e& indu%ida !ro&edio en la bobina durante este interalo de tie&!o+
Solución: Sea la banda: atos: N7 422 ueltas A 7 202 %&4 B7 12 uT t7 /+2s ind !ro&7 6
Los siste&as de %ir%ula%i*n e'tra%or!*rea ) las &.quinas de di.lisis e&!lean bo&bas
sangu"neas+ Dna bo&ba &e%.ni%a !uede destruir %(lulas sangu"neas+ La $igura P4+; re!resenta una bo&ba ele%tro&agn(ti%a+ La sangre se %on$ina en un tubo el(%tri%a&ente aislador0 %il"ndri%o !ero en la !r.%ti%a re!resentado %o&o un re%t.ngulo de an%ho w ) altura h+ La si&!li%idad de dise=o ha%e %on$iable a la bo&ba+ La sangre se &antiene $.%il&ente sin %onta&inarG el tubo es si&!le de li&!iar o barato !ara sustituir+ os ele%trodos a>ustan en lo alto ) ba>o del tubo+ La di$eren%ia de !oten%ial entre ellos estable%e una %orriente el(%tri%a a tra(s de la sangre0 %on densidad de %orriente J en una se%%i*n de longitud L+ En la &is&a regi*n e'iste un %a&!o &agn(ti%o !er!endi%ular+ a9 E'!lique !or qu( este arreglo !rodu%e en el l"quido una $uer#a que se dirige a lo largo de la longitud de la tuber"a+ b9 e&uestre que la se%%i*n de l"quido en el %a&!o &agn(ti%o e'!eri&enta un au&ento de !resi*n JLB+
Solución:
Parte8a9:
En ista que: 7 i&!li%a que I est. en la dire%%i*n de
As" ta&bi(n I lo %ual su!one que e'iste una $uer#a generada !or el %a&!o
&agn(ti%o que est. a lo largo de la longitud de la tuber"a+
Luego:
F7 I+ long+B
Parte 8b9:
Por de&ostrar que:
e la $igura en la !arte8a9 tene&os que:
Dn %iru>ano de %ora#*n igila &ediante un &onitor la %antidad de sangre que %ir%ula !or
una arteria utili#ando un &edidor de $lu>o ele%tro&agn(ti%o 8$igura P4+@/9+ Los ele%trodos A ) B est.n en %onta%to %on la su!er$i%ie e'terior del aso sangu"neo que tiene un di.&etro interior de +22 &&+ a9 Ante un %a&!o &agn(ti%o de &agnitud 2+2;22 T0 entre los ele%trodos a!are%e una $e& de /@2 <+ Cal%ule la ra!ide# de la sangre+ b9 Co&!ruebe que el ele%trodo A es !ositio0 segJn se ilustra+ ,El que los iones &*iles !resentes en la sangre est(n la &a)or"a %argados !ositia o negatia&ente de!ende del signo de la $e&6 E'!lique+
Solución:
Parte8a9
Si: B 7 2+;22T )
$e&7 /@2 u< G <sangre 7 6
Sabe&os que:
Ade&.s !ara que la ra!ide# de la sangre no se desi( !or el tubo se debe %u&!lir que: FB7FE7 q+E
En ista que:
La KFB est. dirigida ha%ia arriba0 enton%es debe e'istir una $uer#a ha%ia aba>o0 !ara que la
ra!ide# del $lu>o de sangre no se desi( ) se &antenga hori#ontal+ En %on%lusi*n el !unto KA debe ser !ositio %o&o se &uestra en la $igura+
Parte 8b9:
No+Los iones !ositios que se &ueen ha%ia la !ersona0 %u)o %a&!o est. dirigido ha%ia la dere%ha e'!eri&enta una $uer#a des%endente ) se a%u&ulan en el $ondo+ Los iones negatios que se &ueen ha%ia la !ersona e'!eri&entan una $uer#a des%endente ) se a%u&ulan en el $ondoG !or lo tanto a&bas !ueden generar una $e&+
eter&ina%i*n de la dieta+ Dn &(todo !ara deter&inar la %antidad de &a"# en las
dietas de los antiguos ind"genas nortea&eri%anos es la t(%ni%a del an.lisis de la ra#*n del is*to!o estable 8ARIE9+Cuando el &a"# ha%e la $otos"ntesis0 %on%entra el is*to!o %arbono /0 &ientras que la &a)or"a de las de&.s !lantas %on%entran el %arbono /4 El %onsu&o e'%esio del &a"# se !uede rela%ionar %on %iertas en$er&edades0 !orque el &a"# %are%e del a&ino.%ido esen%ial lisina+ Los arque*logos utili#an es!e%tr*&etros de &asas !ara se!arar los is*to!os /4C ) /:C en &uestras de restos hu&anos+ Su!onga que usa un sele%tor de elo%idad !ara obtener .to&os &ono ioni#ados 8que !erdieron un ele%tr*n9 %on ra!ide# de +12 &3s0 ) quiere $le'ionarlos dentro de un %a&!o &agn(ti%o uni$or&e en un se&i%"r%ulo %on di.&etro de 41+2 %& !ara el /4C+ Las &asas &edidas de estos is*to!os son 8/4C9 ) 8/:C9+ a9 ,-u( intensidad de %a&!o &agn(ti%o se requiere6 b9 ,Cu.l es el di.&etro del se&i%"r%ulo !ara el /:C6 %9 ,Cu.l es la se!ara%i*n de los iones /4C ) /:C en el dete%tor al $inal del se&i%"r%ulo6 ,Esta distan%ia es su$i%iente&ente grande !ara obserarse %on $a%ilidad6
Solución:
SI
es!u(s de %o&!letar un se&i%"r%ulo la se!ara%i*n entre los iones es la di$eren%ia en los di.&etros de sus %a&inos0 o +Dn ion ioni#ado tiene %arga e+
Parte8a9
Parte 8b9
La Jni%a di$eren%ia entre los dos is*to!os es sus &asas 7 %te )
Parte 8C9
La se!ara%i*n es: La distan%ia es $.%il&ente obserable+
Bo&ba ele%tro&agn(ti%a+ Las $uer#as &agn(ti%as que a%tJan sobre $luidos %ondu%tores o$re%en
un &edio %oneniente !ara bo&bear tales $luidos+ Por e>e&!lo0 este &(todo se !uede usar !ara bo&bear sangre sin el da=o que una bo&ba &e%.ni%a har"a a las %(lulas+ Dn tubo hori#ontal %on se%%i*n transersal re%tangular 8altura h0 an%ho w 9 se %olo%a en .ngulos re%tos %on un %a&!o &agn(ti%o uni$or&e %on &agnitud B, de &odo que una longitud l est. en el %a&!o 8$igura4?+?19+ El tubo se llena %on un l"quido %ondu%tor0 ) se &antiene una %orriente el(%tri%a %on densidad J en la ter%era dire%%i*n &utua&ente !er!endi%ular+ a9 e&uestre que la di$eren%ia de !resiones entre un !unto del l"quido en un !lano erti%al a tra(s de ab ) otro !unto del l"quido en otro !lano erti%al a tra(s de cd 0 en %ondi%iones en que se i&!ide que el l"quido $lu)a0 es p 7JlB+ b9 ,Cu.l es la densidad de %orriente que se ne%esita !ara obtener una di$eren%ia de !resiones de /+22 at& entre estos dos !untos0 si B 7 4+42 T ) l 7 1+2 &&6
Solución:
La dire%%i*n de la %orriente es !er!endi%ular a B !or lo que F 7 ILB+ Si el
l"quido no $lu)e0 una $uer#a A !artir de la di$eren%ia de !resi*n debe
o!onerse a F+
7I3A0 donde A7h
Parte8a9
Parte 8b9
Dna %orriente de / A en un ala&bre %on un di.&etro de / && %orres!onde
a una densidad de %orriente de 7 /0@ /2
5@A3&
40 !or lo que la densidad
de %orriente %al%ulada en la !arte 8b9 es un alor t"!i%o !ara %ir%uitos
M.quina &agn(ti%a !ara ha%er e>er%i%io+ Dsted ha dise=ado una nuea &.quina de ha%er e>er%i%io %on un &e%anis&o &u)
sen%illo 8$igura 4+@9+ Dna barra erti%al de !lata 8elegida !or su es%asa resistiidad ) !orque ha%e que la &.quina se ea bonita9 %on longitudL 7 +2 & tiene libertad !ara &oerse ha%ia la i#quierda o ha%ia la dere%ha sin $ri%%i*n sobre rieles de !lata+ Todo el a!arato se %olo%a en un %a&!o &agn(ti%o uni$or&e0 hori#ontal0 %on intensidad de 2+41 T+ Cuando se e&!u>a la barra ha%ia la i#quierda o ha%ia la dere%ha0 su &oi&iento origina una %orriente en el %ir%uito que in%lu)e a la barra+ La resisten%ia de (sta ) la de los rieles es des!re%iable+ El %a&!o &agn(ti%o e>er%e una $uer#a sobre la barra %ondu%tora de %orriente0 que se o!one al &oi&iento de la barra+ El bene$i%io !ara la salud se deria del e>er%i%io que el usuario ha%e al traba>ar %ontra esta $uer#a+a9 El ob>etio del dise=o es que la !ersona que haga e>er%i%io reali%e traba>o a ra#*n de 41 atts al &oer la barra %on una ra!ide# %onstante de 4+2 &3s+ ,Cu.l debe ser la resisten%iaR 6 b9 Dsted de%ide que quiere tener la %a!a%idad de ariar la !oten%ia requerida !or la !ersona0 de &anera que la &.quina se ada!te a la $uer#a ) %ondi%i*n de %ada de!ortista+ Si la !oten%ia se in%re&enta a 12 &odi$i%andoR &ientras se de>an %onstantes los de&.s !ar.&etros del dise=o0 ,R debe au&entar o dis&inuir6 Cal%ule el alor de R !ara 12 + c 9 Cuando usted %o&ien#a a %onstruir el !rototi!o de &.quina0 des%ubre que es di$"%il !rodu%ir un %a&!o &agn(ti%o de 2+41 T en un .rea tan grande+ Si redu%e la longitud de la barra a 2+42 & &ientrasB0v)Ralen lo &is&o que en el in%isoa90 ,%u.l ser. la !oten%ia que se de&ande de la !ersona que use el a!arato6
Solución:
La !oten%ia a!li%ada !or la !ersona en el &oi&iento de la barra es igual a la elo%idad a la que la energ"a el(%tri%a es disi!ada en la resisten%ia+ la !oten%ia requerida !ara &antener la barra en &oi&iento a una elo%idad %onstante es:
Parte8a9:
Parte 8b9
La !oten%ia a!li%ada !or la !ersona en el &oi&iento de la barra es igual a la elo%idad a la que la energ"a el(%tri%a es disi!ada en la resisten%ia+
Parte8%9
Dsando la resisten%ia de la !arte 8a9 ) una longitud de la barra de 2042 &0
Cuando la barra se &uee ha%ia la dere%ha la $uer#a &agn(ti%a sobre la barra est. a la i#quierda ) se requiere una $uer#a a!li%ada dirigida ha%ia la dere%ha !ara &antener la elo%idad %onstante+ Cuando la barra se &uee ha%ia la i#quierda0 la $uer#a &agn(ti%a en la barra est. a la dere%ha ) se requiere una $uer#a a!li%ada dirigida ha%ia la i#quierda !ara &antener la elo%idad %onstante+
La idea de que un %a&!o &agn(ti%o !uede tener alor tera!(uti%o ha
!er&ane%ido durante siglos+ Dn i&.n de tierra rara endido !ara aliiar
el dolor de la arti%ula%i*n es un dis%o de /+42 && de grosor ) +12 &&
de di.&etro+ Sus %aras %ir%ulares !lanas son sus !olos norte ) sur+
Su!onga que se &odela %on !re%isi*n %o&o un di!olo &agn(ti%o0
ta&bi(n que la e%ua%i*n 2+/2 des%ribe el %a&!o &agn(ti%o que
!rodu%e en todos los !untos a lo largo de su e>e+ El %a&!o es &.s
intenso0 %on el alor de ;2+2 &T0 en el %entro de %ada %ara !lana+ ,A
qu( distan%ia de la su!er$i%ie la &agnitud del %a&!o &agn(ti%o es la
de la Tierra0 %on un alor de 12+2 &T6
Solución:
A!li%a&os al %entro de una %ara0 donde B 7 ;2 222 &T ) ' 7 20@ &&0 ) ta&bi(n hasta el !unto del %a&!o d(bil e'terior0 donde
B 7 12 &T ) ' es la in%*gnita
Enton%es:
El $uerte %a&!o no !enetra la arti%ula%i*n dolorosa+
