Libro de Texto Agosto 2021 Enero 2022 Física II

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Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche

Libro de Texto

Agosto 2021 – Enero 2022

Plantel: ___________________________________________

Nombre del Alumno: __________________________________

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Carrera: __________________________________________

Semestre:

_______

Grupo:

______

Física II

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Eje:

Explica el comportamiento e interacción en los sistemas químicos, biológicos, físicos y ecológicos.

Componentes:

Sistemas e interacciones: Relaciones entre los fenómenos eléctricos y magnéticos.

Contenido central:

Lo que se siente, pero no se ve: Fuerzas y campos.

Contenido específico:

 ¿Por qué se mueven las cosas?

 ¿Los campos y las fuerzas magnéticas y/o eléctricas tienen efectos sobre mi cuerpo?

 ¿Cómo se orientan las especies animales que migran de un lugar a otro?  ¿Se pueden mover cosas sin tocarlas?

 El concepto de campo.  Tipos de campos.

 Relación entre fuerza y campo.

Aprendizajes esperados:

 Emplea el concepto de campo para describir la fuerza a distancia.  Atribuye características al campo magnético y eléctrico.

 Infiere que el campo magnético se origina por un imán o por el movimiento de cargas eléctricas.

 Contrasta semejanzas y diferencias entre los campos eléctrico y magnético.  Generaliza el concepto de campo.

 Extrapola el concepto de campo en la descripción del campo gravitacional.

 Infiere que el campo gravitacional se origina por un objeto con masa y su efecto es curvar el espacio.

 Valora la importancia de los campos magnéticos, eléctricos y gravitacionales en el desarrollo de la vida.

 Representa gráficamente el campo magnético y el eléctrico.

 Construye el modelo de líneas de campo para representar al campo magnético y al eléctrico.

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CON UN GLOBO INTENTA MOVER UN PEDAZO DE PAPEL COLOCADO SOBRE UN COCHO Y UN PALILLO,

ENCERRADO DENTRO DE UNA COPA O VASO DE VIDRIO TRANSPARENTE, COMO SE VE EN LA FOTO.

RETO

Ve el video en el link

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CON LO VISTO EL SEMESTRE ANTERIOR Y LO

VISTO EN EL VIDEO, COMPLETA EL SIGUIENTE

MAPA CONCEPTUAL:

Un cuerpo se electriza por

que se produce cuando

El cuerpo menos conductor saca electrones quedando cargado negativamente. Inducción

que se produce cuando _{que se produce cuando}

El cuerpo que tiene exceso de electrones

traspasa carga negativa al otro

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¿POR QUÉ SE MUEVEN LAS COSAS?

Seguramente, alguna vez hayan ayudado a llevar el carrito de compras en el supermercado o arrastrado algún juguete por el piso. También, es probable que hayan jugado a arrojar una pelota al aire y comprobado que siempre cae,

o a tirarla contra una pared y, en ese caso, notaron que rebota. Pero ¿qué tienen en común todas estas

situaciones entre sí? En todas ellas hay fuerzas en

acción.

Una fuerza es una acción que se ejerce sobre un objeto y que, como consecuencia, modifica su estado. Por ejemplo, puede cambiarlo de lugar, romperlo, deformarlo, ponerlo en movimiento o detenerlo. En otras palabras, al aplicar una fuerza sobre un objeto se produce un efecto.

TIPOS DE FUERZA

Una fuerza es cualquier acción capaz de modificar el reposo, el movimiento o la forma de los objetos. Para que exista una fuerza, debe haber dos cuerpos. Sin embargo, no siempre es necesario que se toquen entre sí. Cuando el objeto afectado y el cuerpo que aplica la fuerza están en contacto, se la denomina fuerza por contacto, como cuando golpeamos un clavo con un martillo para clavarlo en la pared. En cambio, si el objeto y el cuerpo que aplica la fuerza no se tocan entre sí, se la denomina fuerza a distancia, como la fuerza de atracción entre la Tierra y la Luna.

FUERZAS

FUERZAS DE CONTACTO

Cuando aplastamos un trozo de plastilina con la mano, este se deforma e incluso, si lo manipulamos mucho tiempo, se calienta

FUEZAS A DISTANCIAS

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Es muy importante destacar que, en todas las situaciones que involucran fuerzas, hay una afirmación que resulta válida: no podemos ver una fuerza, solo reconocer su existencia a través de los efectos que produce.

(KAPELUSZ EDITORA SA, 2021)

¿LOS CAMPOS Y LAS FUERZAS MAGNÉTICAS Y/O ELÉCTRICAS

TIENEN EFECTOS SOBRE MI CUERPO?

La exposición a campos electromagnéticos no es un fenómeno nuevo. Sin embargo, en el siglo XX la exposición ambiental ha aumentado de forma continua conforme la creciente demanda de electricidad, el constante avance de las tecnologías y los cambios en los hábitos sociales han generado más y más fuentes artificiales de campos electromagnéticos. Todos estamos expuestos a una combinación compleja de campos eléctricos y magnéticos débiles, tanto en el hogar como en el trabajo, desde los que producen la generación y transmisión de electricidad, los electrodomésticos y los equipos industriales, a los producidos por las telecomunicaciones y la difusión de radio y televisión.

En el organismo se producen corrientes eléctricas minúsculas debidas a las reacciones químicas de las funciones corporales

normales, incluso en ausencia de campos eléctricos externos. Por ejemplo, los nervios emiten señales mediante la transmisión de impulsos eléctricos. En la mayoría de las reacciones bioquímicas, desde la digestión a las actividades cerebrales, se produce una reorganización de partículas cargadas. Incluso el corazón presenta actividad eléctrica, que los médicos pueden detectar mediante los electrocardiogramas.

Los campos eléctricos de frecuencia baja influyen en el organismo, como en cualquier otro material formado por partículas cargadas. Cuando los campos eléctricos actúan sobre materiales conductores, afectan a la distribución de las cargas eléctricas en la superficie. Provocan una corriente que atraviesa el organismo hasta el suelo.

Los campos magnéticos de frecuencia baja inducen corrientes circulantes en el organismo. La intensidad de estas corrientes depende de la intensidad del campo magnético exterior. Si es suficientemente intenso, las corrientes podrían estimular los nervios y músculos o afectar a otros procesos biológicos.

Tanto los campos eléctricos como los magnéticos inducen tensiones eléctricas y corrientes en el organismo, pero incluso justo debajo de una línea de transmisión de electricidad de alta tensión las corrientes inducidas son muy pequeñas comparadas con los umbrales para la producción de sacudidas eléctricas u otros efectos eléctricos. El principal efecto biológico de los campos electromagnéticos de radiofrecuencia es el calentamiento. Este fenómeno se utiliza en los hornos de microondas para calentar alimentos. Los niveles de campos de radiofrecuencia a los que normalmente están expuestas las personas son mucho menores que los necesarios para producir un calentamiento significativo. Las directrices actuales se basan en el efecto calefactor de las ondas de radio. Los científicos están investigando también la posibilidad de que

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existan efectos debidos a la exposición a largo plazo a niveles inferiores al umbral para el calentamiento del organismo. Hasta la fecha, no se han confirmado efectos adversos para la salud debidos a la exposición a largo plazo a campos de baja intensidad de frecuencia de radio o de frecuencia de red, pero los científicos continúan investigando activamente en este terreno.

(OMS, 2021)

¿EFECTOS BIOLÓGICO O EFECTOS SOBRE LA SALUD? ¿QUÉ ES UN PELIGRO PARA LA SALUD?

Los efectos biológicos son respuestas mensurables a un estímulo o cambio en el medio. Estos cambios no son necesariamente perjudiciales para la salud. Por ejemplo, escuchar música, leer un libro, comer una manzana o jugar al tenis son actividades que producen diversos efectos biológicos. No obstante, no esperamos que ninguna de estas actividades produzca efectos sobre la salud. El organismo dispone de mecanismos complejos que le permiten ajustarse a las numerosas y variadas influencias del medio en el que vivimos. El cambio continuo es forma parte de nuestra vida normal, pero, desde luego, el organismo no posee mecanismos adecuados para compensar todos los efectos biológicos. Los cambios irreversibles y que fuerzan el sistema durante períodos largos pueden suponer un peligro para la salud.

Un efecto perjudicial para la salud es el que ocasiona una disfunción detectable de la salud de las personas expuestas o de sus descendientes; por el contrario, un efecto biológico puede o no producir un efecto perjudicial para la salud.

No se pone en cuestión que por encima de determinados umbrales los campos electromagnéticos puedan desencadenar efectos biológicos. Según experimentos realizados con voluntarios sanos, la exposición a corto plazo a los niveles presentes en el medio ambiente o en el hogar no producen ningún efecto perjudicial manifiesto. La exposición a niveles más altos, que podrían ser perjudiciales, está limitada por directrices nacionales e internacionales. La controversia que se plantea actualmente se centra en si bajos niveles de exposición a largo plazo pueden o no provocar respuestas biológicas e influir en el bienestar de las personas.

Preocupación de la sociedad por los efectos sobre la salud

Un vistazo a los titulares de las noticias de los últimos años permite hacerse una idea de los diversos aspectos que preocupan a la sociedad. En el transcurso de la última década, se han planteado dudas relativas a los efectos sobre la salud de numerosas fuentes de campos electromagnéticos, como las líneas de conducción eléctrica, los hornos de microondas, las pantallas de computadora y de televisión, los dispositivos de seguridad, los radares y, más recientemente, los teléfonos móviles y sus estaciones base.

El Proyecto Internacional CEM

En respuesta a la creciente preocupación de la sociedad por los posibles efectos sobre la salud de la exposición a un número y variedad creciente de fuentes de campos electromagnéticos, la Organización Mundial de la Salud (OMS) inició en 1996 un gran proyecto de investigación multidisciplinar. El Proyecto Internacional sobre campos electromagnéticos o «Proyecto Internacional CEM» reúne los conocimientos y recursos disponibles actuales de organismos e instituciones científicas clave internacionales y nacionales.

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Conclusiones de las investigaciones científicas

En los últimos 30 años, se han publicado aproximadamente 25.000 artículos sobre los efectos biológicos y aplicaciones médicas de la radiación no ionizante. A pesar de que algunas personas piensan que se necesitan más investigaciones, los conocimientos científicos en este campo son ahora más amplios que los correspondientes a la mayoría de los productos químicos. Basándose en una revisión profunda de las publicaciones científicas, la OMS concluyó que los resultados existentes no confirman que la exposición a campos electromagnéticos de baja intensidad produzca ninguna consecuencia para la salud. Sin embargo, los conocimientos sobre los efectos biológicos presentan algunas lagunas que requieren más investigaciones.

Efectos sobre la salud general

Algunas personas han atribuido un conjunto difuso de síntomas a la exposición de baja intensidad a campos electromagnéticos en el hogar. Los síntomas notificados incluyen dolores de cabeza, ansiedad, suicidios y depresiones, nauseas, fatiga y pérdida de la libido. Hasta la fecha, las pruebas científicas no apoyan la existencia de una relación entre estos síntomas y la exposición a campos electromagnéticos. Al menos algunos de estos problemas sanitarios pueden deberse al ruido o a otros factores del medio, o a la ansiedad relacionada con la presencia de tecnologías nuevas.

Efectos sobre el embarazo

La OMS y otros organismos han evaluado numerosas fuentes y exposiciones diferentes a campos electromagnéticos en el entorno cotidiano y de trabajo, como las pantallas de computadora, colchones de agua y mantas eléctricas, equipos de soldadura por corrientes de radiofrecuencia, equipos de diatermia, y radares. El conjunto de los resultados demuestra que la exposición a los niveles típicos de los campos del medio no aumenta el riesgo de desenlaces adversos como abortos espontáneos, malformaciones, peso reducido al nacer y enfermedades congénitas. Se han publicado informes esporádicos de asociaciones entre problemas sanitarios y la presunta exposición a campos electromagnéticos, como informes sobre partos prematuros y con peso reducido de trabajadoras de la industria electrónica, pero la comunidad científica no ha considerado que estos efectos estén necesariamente ocasionados por la exposición a campos electromagnéticos (frente a la influencia de factores como la exposición a disolventes).

Cataratas

Se ha informado de casos de irritación ocular general y cataratas en trabajadores expuestos a niveles altos de radiación de radiofrecuencia y microondas, pero estudios realizados con animales no confirman la idea de que estos tipos de trastornos oculares se puedan producir a niveles que no son peligrosos por su efecto térmico. No hay pruebas de que se produzcan estos efectos a los niveles a los que está expuesta la población general.

Campos electromagnéticos y cáncer

A pesar de los numerosos estudios realizados, la existencia o no de efectos cancerígenos es muy controvertida. En cualquier caso, es evidente que, si los campos electromagnéticos realmente producen algún efecto de aumento de riesgo de cáncer, el efecto será extremadamente pequeño. Los resultados obtenidos hasta la fecha presentan numerosas contradicciones, pero no se han encontrado incrementos grandes del riesgo de ningún tipo de cáncer, ni en niños ni en adultos.

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Algunos estudios epidemiológicos sugieren que existen pequeños incrementos del riesgo de leucemia infantil asociados a la exposición a campos magnéticos de baja frecuencia en el hogar. Sin embargo, los científicos no han deducido en general de estos resultados la existencia de una relación causa-efecto entre la exposición a los campos electromagnéticos y la enfermedad, sino que se ha planteado la presencia en los estudios de efectos artificiosos o no relacionados con la exposición a campos electromagnéticos. Esta conclusión se ha alcanzado, en parte, porque los estudios con animales y de laboratorio no demuestran que existan efectos reproducibles coherentes con la hipótesis de que los campos electromagnéticos causen o fomenten el cáncer. Se están realizando actualmente estudios de gran escala en varios países que podrían ayudar a esclarecer estas cuestiones.

Hipersensibilidad a los campos electromagnéticos y depresión

Algunas personas afirman ser "hipersensibles" a los campos eléctricos o magnéticos. Preguntan si los dolores, cefaleas, depresión, letargo, alteraciones del sueño e incluso convulsiones y crisis epilépticas pueden estar asociados con la exposición a campos electromagnéticos.

Hay escasa evidencia científica que apoye la posible existencia de casos de hipersensibilidad a los campos electromagnéticos. Estudios recientes realizados en países escandinavos han comprobado que, en condiciones adecuadamente controladas de exposición a campos electromagnéticos, no se observan pautas de reacción coherentes en los sujetos expuestos. Tampoco existe ningún mecanismo biológico aceptado que explique la hipersensibilidad. La investigación en este campo es difícil porque, además de los efectos directos de los propios campos electromagnéticos, pueden intervenir muchas otras respuestas subjetivas. Están en curso más estudios sobre esta cuestión.

Objetivos de las investigaciones actuales y futuras

Se están empleando actualmente grandes esfuerzos de investigación destinados al estudio de la relación entre los campos electromagnéticos y el cáncer. Están en curso estudios en busca de posibles efectos cancerígenos (que producen cáncer) de los campos de frecuencia de la red eléctrica, aunque menos intensos que los realizados a finales de los 90.

Otro objetivo de investigación de numerosos estudios actualmente son los efectos sobre la salud, a largo plazo, de la utilización de teléfonos móviles. No se ha descubierto ningún efecto perjudicial manifiesto de la exposición a niveles bajos de campos de radiofrecuencia. Sin embargo, debido a la preocupación de la sociedad por la seguridad de los teléfonos celulares, investigaciones adicionales intentan determinar si podrían producirse efectos menos evidentes a niveles de exposición muy bajos.

Puntos clave

 Existe una amplia gama de influencias del medio que producen efectos biológicos. La expresión «efecto biológico» no es equivalente a «peligro para la salud». Se necesitan investigaciones especiales para identificar y medir los peligros para la salud.

 A frecuencias bajas, los campos eléctricos y magnéticos exteriores inducen pequeñas corrientes circulantes en el interior del organismo. En prácticamente todos los medios normales, las corrientes inducidas en el interior del organismo son demasiado pequeñas para producir efectos manifiestos.

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 El principal efecto de los campos electromagnéticos de radiofrecuencia es el calentamiento de los tejidos del organismo.

 No cabe duda de que la exposición a corto plazo a campos electromagnéticos muy intensos puede ser perjudicial para la salud. La preocupación actual de la sociedad se centra en los posibles efectos sobre la salud, a largo plazo, de la exposición a campos electromagnéticos de intensidades inferiores a las necesarias para desencadenar respuestas biológicas inmediatas.

 El Proyecto Internacional CEM de la OMS se inició para responder con rigor científico y de forma objetiva a las preocupaciones de la sociedad por los posibles peligros de los campos electromagnéticos de baja intensidad.

 A pesar de las abundantes investigaciones realizadas, hasta la fecha no hay pruebas que permitan concluir que la exposición a campos electromagnéticos de baja intensidad sea perjudicial para la salud de las personas.

 Las investigaciones internacionales se centran en el estudio de posibles relaciones entre el cáncer y los campos electromagnéticos, a frecuencias de radio y de red eléctrica.

(OMS, 2021)

¿CÓMO SE ORIENTAN LAS ESPECIES ANIMALES QUE MIGRAN DE UN

LUGAR A OTRO?

Una de las habilidades más sorprendentes que podemos observar en los animales es su capacidad para orientarse en viajes de miles de kilómetros de distancia, atravesando mares, lagos, montañas y otros accidentes geográficos sin más ayuda que sus orientadores internos, algo que a los humanos nos resultaría imposible sin ayuda de los GPS, mapas, cartas marinas, etc.

Pero ¿cómo se orientan los animales? ¿Qué es lo que les permite encontrar el

camino con tanta facilidad? Sol y estrellas

Al igual que han hecho los seres humanos para orientarse antes de la invención del GPS, muchas aves migratorias utilizan el sol y las estrellas para orientarse, determinando su posición según la de estos. Los científicos aún no tienen muy claro cómo consiguen orientarse cuando está nublado. Suponen que entonces utilizan otros métodos de orientación como el campo magnético terrestre.

Si quieres saber cuáles son los niveles de exposición típicos en el hogar y el medio ambiente. Accesa al siguiente link: https://www.who.int/es/new

s-room/q-a- detail/electromagnetic-fields

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No son las aves las únicas que utilizan las estrellas para orientarse. Recientemente se ha descubierto que el escarabajo pelotero utiliza la vía láctea para encontrar el camino de vuelta a casa.

Campo magnético terrestre

Aunque en la escuela estudiemos que la tierra tiene un campo magnético, es un hecho que para nosotros pasa desapercibido, pero que a muchas especies animales les resulta imprescindible para orientarse, entre ellas las tortugas marinas, los murciélagos, las palomas mensajeras y las aves migratorias.

El mecanismo es sorprendente. En el caso de las aves migratorias, los científicos descubrieron que éstas poseen en su retina un compuesto de proteínas que, cuando incide la luz en ellos, sufre una reacción química, transformándose en otro compuesto que es sensible al campo magnético de la tierra.

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PARA REFORZAR

Investiga cinco animales que utilicen el magnetismo para orientarse (EN LA TABLA

COLOCA EL NOMBRE Y LA FOTO)

NOMBRE FOTO NOMBRE FOTO

NOMBRE FOTO

¿SE PUEDEN MOVER COSAS SIN TOCARLAS?

Como vimos, para que un cuerpo se mueva, es necesario que sobre este actúe una fuerza. Pero no siempre es necesario que ambos cuerpos estén en contacto. Por ejemplo, podemos juntar clips de metal con un imán sin tocarlos y aun así la fuerza actúa.

Como estudiaron, este tipo de fuerza que se manifiesta entre cuerpos que no están en contacto, se denomina fuerza de acción a distancia.

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EL CONCEPTO DE CAMPO

De una manera general, podemos decir que un campo es una región del espacio en la que asignamos a cada uno de sus puntos un valor, ya sea escalar o vectorial.

TIPOS DE CAMPOS

CAMPO ELECTRICO

La ley de Coulomb describe las fuerzas que actúan a la distancia entre dos cargas. Por medio del concepto de campo eléctrico, podemos reformular el problema al separarlo en dos pasos distintos.

 Piensa que una de las cargas genera un campo eléctrico en todo el espacio.

 La fuerza que actúa sobre una carga introducida en el campo eléctrico de la primera es provocada por el campo eléctrico en la posición de la carga introducida.

Si todas las cargas están en reposo, obtienes exactamente las mismas respuestas con el campo eléctrico que con la ley de Coulomb. Entonces, ¿acaso este solo va a ser un ejercicio en notación ingeniosa? No. El concepto de campo eléctrico surge por sí mismo cuando las cargas se pueden mover una con respecto a otra. Los experimentos muestran que solo al considerar el campo eléctrico como una propiedad del espacio que se propaga a velocidad finita (la velocidad de la luz), podemos explicar las fuerzas que se observan sobre cargas que se mueven de forma relativa. El concepto de campo eléctrico también es esencial para entender una onda electromagnética que se autopropaga, como la luz, y nos proporciona una manera de describir cómo la luz estelar viaja a través de una gran distancia de espacio vacío para llegar a nuestros ojos.

La idea de una fuerza que "actúa a la distancia" en la ley de Coulomb parece problemática; tal vez la idea de "fuerza provocada por un campo eléctrico" aminore de alguna forma tu incomodidad. Por otro lado, puede que te preguntes si un campo eléctrico es más "real". La "realidad" de un campo eléctrico es un tema para los filósofos. En cualquier caso, real o no, la noción de un campo eléctrico resulta ser muy útil para predecir qué le ocurre a la carga.

Para comprender poco a poco el concepto, inicialmente introducimos el campo eléctrico para cargas en reposo y practicamos con el método de análisis.

LA DEFINICIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO

El campo eléctrico E es una cantidad vectorial que existe en todo punto del espacio. El campo eléctrico en una posición indica la fuerza que actuaría sobre una carga puntual positiva unitaria si estuviera en esa posición.

El campo eléctrico se relaciona con la fuerza eléctrica que actúa sobre una carga arbitraria q con la expresión

𝑬 =

𝑭

𝒒

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Las dimensiones del campo eléctrico son newtons/coulomb,𝑁

𝐶

.

CÓMO PENSAR ACERCA DEL CAMPO ELÉCTRICO

El campo eléctrico es la fuerza eléctrica normalizada. El campo eléctrico representa la fuerza que experimenta una carga de prueba con valor +1.

Una forma de visualizar el campo eléctrico (este es mi modelo mental): imagina una pequeña carga de prueba pegada al final de un palo imaginario (asegúrate de que tu palo imaginario no conduzca electricidad; por ejemplo, que sea de madera o de plástico). Explora el campo eléctrico al colocar tu carga de prueba en varias posiciones. La carga de prueba será jalada o empujada por la carga circundante. La fuerza que experimenta la carga de prueba (magnitud y dirección) dividida entre el valor de su carga es igual al vector de campo eléctrico en esa posición. Aun si quitas la carga de prueba, todavía hay un campo eléctrico en esa posición.

(KHAN ACADEMY, 2021)

LÍNEAS DEL CAMPO ELÉCTRICO

El campo entre dos cuerpos cargados adquiere una forma característica. Es posible representar el campo eléctrico gráficamente a través de las líneas de campo o de fuerza, las que indican la dirección, el sentido y la intensidad del campo. Estas líneas se dibujan de modo que en cada punto sean tangentes a la dirección del campo eléctrico en dicho punto. Las líneas de campo eléctrico señalan o representan las posibles trayectorias que describiría una carga de prueba positiva liberada en presencia de una carga generadora.

Cargas puntuales aisladas

Para el caso de cargas puntuales, las líneas de campo eléctrico son radiales, con sentido hacia fuera en una carga positiva y hacia la carga, en el caso de ser negativa. Por tanto, una carga de prueba positiva es rechazada si se ubica en el campo de una carga generadora positiva, y es atraída si se ubica en el campo de una negativa.

Cargas puntuales situadas a cierta distancia

En a, las líneas de campo se dirigen desde la carga positiva hacia la carga negativa. Una carga de prueba positiva en esta región se movería hacia la carga negativa. En b, el campo eléctrico es generado por cargas iguales, donde las líneas de campo se curvan debido a que se rechazan. Es importante notar que las líneas de campo eléctrico nunca se intersecan ni se cruzan en ningún punto del espacio, y además son perpendiculares a la carga. La cantidad de líneas por unidad de área es proporcional a la intensidad del campo en un punto.

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CAMPO MAGNÉTICO

El fenómeno del magnetismo es una propiedad que se manifiesta en forma natural en ciertas sustancias como el hierro, cobalto y níquel, principalmente, y que se caracteriza por la aparición de fuerzas de atracción o de repulsión entre imanes.

Al igual que una carga crea un campo eléctrico en su entorno y una masa crea un campo gravitatorio, un imán crea un campo magnético a su alrededor, que se detecta por la aparición de fuerzas magnéticas, y se puede representar mediante líneas de campo

magnético o de fuerza magnética. Los polos de un imán son aquellas regiones desde la

que salen (polo norte) y entran las líneas de campo magnético (polo sur). Al separar un imán en dos, siempre resultan dos nuevos imanes, con dos polos cada uno.

El campo magnético se mide en cada punto mediante el vector intensidad de campo magnético (𝐵), que es tangente a las líneas de campo magnético. Estas líneas tienen las siguientes propiedades:

• En el exterior del imán, cada línea se orienta desde el polo norte al polo sur.

• A diferencia de las líneas de campo eléctrico, las líneas de campo magnético son cerradas y no se interrumpen en la superficie del imán.

• El vector de campo magnético en cada punto del espacio es tangente a la línea de campo que pasa por ese punto.

• La cantidad de líneas por unidad de área en la vecindad de un punto es proporcional a la intensidad del campo en dicho punto.

• Las líneas nunca se intersecan ni se cruzan en ningún punto del espacio.

(Moncada Mijic & Valdés Arriagada, 2009)

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CAMPO GRAVITACIONAL

ATRACCIÓN GRAVITACIONAL

Probablemente la fuerza más famosa de todas es la gravedad. Los humanos en la Tierra pensamos en la gravedad como una manzana cayéndole en la cabeza a Isaac Newton. La gravedad significa que las cosas caen. Pero esta es solo nuestra experiencia de la gravedad. En realidad, así como la Tierra jala a la manzana hacia ella debido a la fuerza gravitacional, la manzana también jala a la Tierra. La cosa es que la Tierra es tan masiva que sobrepasa todas las interacciones gravitacionales de todos los demás objetos en el planeta. Cualquier objeto con masa ejerce una fuerza gravitacional sobre todos los demás objetos.

(KHAN ACADEMY, 2021)

El campo gravitatorio como la perturbación que un cuerpo produce en el espacio que lo rodea por el hecho de tener materia.

Los campos gravitatorios permiten explicar la acción a distancia de la gravedad de la siguiente manera:

 El cuerpo genera un campo gravitatorio a su alrededor

 Si introducimos otro cuerpo, este recibe una fuerza gravitatoria. Es el campo gravitatorio el responsable de dicha fuerza de atracción, actuando de "mediador" entre los cuerpos.

Observa que para corroborar la existencia de un campo en una región del espacio necesitamos de una partícula testigo con una determinada masa que ponga de manifiesto los efectos del mismo.

Finalmente, el campo gravitatorio queda definido por dos magnitudes: la intensidad de campo y el potencial.

(FISICALAB, 2021)

LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL

La ley de la gravitación universal, o simplemente, ley de la gravedad, establece la fuerza con la que se atraen dos cuerpos por el simple hecho de tener masa. Esta ley fue desarrollada por Sir Isaac Newton en el tercer libro de su obra Principios matemáticos

de filosofía natural, titulado Sobre el sistema del mundo.

Dos cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y está

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dirigida según la recta que une los cuerpos. Dicha fuerza se conoce como fuerza de la

gravedad o fuerza gravitacional y se expresa de la forma:

𝐹 = 𝐺𝑚1𝑚2 𝑟2

(FISICALAB, 2021)

En donde:

 F es la fuerza de atracción entre dos masas

 G es la constante de gravitación universal ( 6,673484.10-11_N.m2_/kg2₎

 m1 es la masa de uno de los cuerpos

 m2 es la masa de otro de los cuerpos

 r la distancia que los separa.

 r* es el vector unidad que indica la dirección de la fuerza.

Esto significa que dos cuerpos cualesquiera se atraen con una fuerza mayor o menor según su masa sea mayor o menor, y según la distancia entre ellos.

EJEMPLOS:

Supongamos que una masa de 800 kg y otra de 500 kg se atraen en el vacío, separadas por un espacio de 3 metros. ¿Cómo podemos calcular la fuerza de atracción que experimentan?

DATOS FORMULAS SUSTITUCIÓN Y RESULTADO

𝑚₁ = 800𝐾𝑔 𝑚2 = 500𝐾𝑔 𝑟 = 3𝑚 𝐹 = 𝐺𝑚1𝑚2 𝑟2 𝐹 = 𝐺 𝑚1𝑚2 𝑟2 𝐹 = (6.67𝑥10−11 𝑁𝑚2 𝐾𝑔2)(800𝐾𝑔)(500𝐾𝑔) (3𝑚)2 𝐹 = (6.67𝑥10−11 𝑁𝑚2 𝐾𝑔2)(400 00𝐾𝑔2) 9𝑚2 La fuerza es de atracción es de 2.964𝑥10−6𝑁 (CONCEPTO.DE, 2021)

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RELACIÓN ENTRE FUERZA Y CAMPO

Cuando una partícula cargada se encuentra quieta dentro de un campo magnético, no experimenta ninguna fuerza de origen magnético. Pero si está en movimiento en una dirección distinta de las líneas de campo magnético, recibe una fuerza magnética que la desviará de su curso. Esta fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga (que pertenece a un grupo de cargas) en movimiento es proporcional a la carga q y a la componente de la velocidad de la carga en la dirección perpendicular a la dirección del campo magnético.

El sentido de esta fuerza, para una carga positiva, se puede determinar mediante la aplicación de la “regla de la mano izquierda”, ubicando el dedo mayor en el sentido de la velocidad y el dedo índice en el sentido de B. La posición en que queda el dedo pulgar ubicado perpendicularmente a los otros dos, señala el sentido de F. Si la carga es negativa, se invierte el sentido de la fuerza.

La dirección de la fuerza magnética es perpendicular tanto al campo magnético

como a la velocidad de la partícula. Su intensidad se puede calcular mediante

la siguiente relación escalar:

𝑭 = 𝒒𝒗𝑩𝑺𝒆𝒏𝜽

Accesa al siguiente link

para ver cómo funciona:

https://www.educaplus. org/game/fuerza-y-campo-electrico

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CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO

Para estudiar cómo es el campo magnético producido por un conductor recto en el cual circula una corriente eléctrica se procede de la siguiente manera: se atraviesa el conductor rectilíneo con un cartón horizontal rígido. En el momento en que circula la corriente por el conductor, se espolvorea al cartón con limaduras de hierro y se observa que éstas forman circunferencias concéntricas con el alambre.

La regla de Ampere nos señala el sentido de las líneas de fuerza, pero también podemos aplicar la regla de la mano izquierda: como la dirección del campo magnético depende del sentido de la corriente, se toma al conductor recto con la mano izquierda con el pulgar extendido sobre el conductor, éste debe señalar el sentido en el que circula la corriente eléctrica (de negativo a positivo) y los cuatro dedos restantes indicarán el sentido del campo magnético.

Para determinar la inducción magnética o densidad de flujo magnético (B) a una cierta distancia d de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente I, se aplica la siguiente expresión matemática:

𝑩 =

𝝁𝑰

𝟐𝝅𝒅

donde:

B= inducción magnética o densidad de flujo magnético en un punto determinado perpendicular al conductor, se mide en teslas (T)

µ= permeabilidad del medio que rodea al conductor, se expresa en Tm/A

I= intensidad de la corriente que circula por el conductor, su unidad en el SI es el ampere (A)

d = distancia perpendicular entre el conductor y el punto considerado, se mide en metros (m).

De acuerdo con la ecuación anterior se deduce que la densidad del flujo magnético es

directamente proporcional a la intensidad de la corriente y que la distancia perpendicular del conductor es inversamente proporcional a la densidad del flujo.

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CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA ESPIRA

Una espira se obtiene al doblar en forma circular un conductor recto. El espectro del campo magnético creado por ésta, se origina por líneas cerradas que rodean a la corriente y por una línea recta que es el eje central del círculo seguido por la corriente. Al aplicar la regla de la mano izquierda, en los diferentes puntos de la espira, obtendremos el sentido del campo magnético.

La dirección de la inducción magnética es siempre perpendicular al plano en el cual se encuentra la espira.

Para calcular el valor de la inducción magnética

o densidad de flujo (B) en el centro de una espira se usa la siguiente expresión matemática:

𝑩 =

𝝁𝑰

𝟐𝝅𝒓

Si en lugar de una espira se enrolla un alambre de tal manera que tenga un número N de vueltas, se obtendrá una bobina o solenoide y el valor de su inducción magnética en su centro será igual a:

𝑩 =

𝑵𝝁𝑰

𝟐𝒓

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EJEMPLOS

Determinar la inducción magnética en el centro de una espira cuyo radio es de 2 cm, si por ella circula una corriente de 3 A. La espira se encuentra en el aire.

DATOS FORMULAS, DESPEJE Y SUSTITUCIÓN

𝐵 =? 𝑟 = 2𝑐𝑚 𝐼 = 3𝐴 𝜇 = 𝜇𝑜 = 4𝜋x10−7𝑇𝑚/𝐴 𝐵 = 𝜇𝐼 2𝑟

=

4(3.14x10 −7𝑇𝑚 𝐴 )(3𝐴) 2(2x10−2𝑚)

=

𝟗. 𝟒𝟐𝐱𝟏𝟎

−𝟓

_𝑻

(

𝑇𝑚 𝐴

)(

𝐴

)

𝑚

Calcular la inducción magnética o densidad de flujo en el aire, en un punto a 5 cm de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente de 1.5A.

𝐵 =? 𝑑 = 5𝑐𝑚 = 0.05𝑚 𝐼 = 1.5𝐴 𝜇 = 𝜇_𝑜 = 4𝜋x10−7_{𝑇𝑚/𝐴} 𝐵 = 𝜇𝐼 2𝜋𝑑

=

4(3.14x10 −7𝑇𝑚 𝐴 )(1.5𝐴) 2(3.14)(0.05𝑚)

=

𝟔𝐱𝟏𝟎

−𝟔

_𝑻

(

𝑇𝑚 𝐴

)(

𝐴

)

𝑚

SIGUE ASÍ

TU PUEDES!

(24)

Calcular el radio de una bobina que tiene 600 espiras de alambre en el aire por la cual circula una corriente de 7 A y se produce una inducción magnética en su centro de 6X10-3_T

𝑟 =? 𝑁 = 600 𝐼 = 7𝐴 𝐵 = 6x10−3𝑇 𝜇 = 𝜇𝑜= 4𝜋x10−7𝑇𝑚/𝐴 𝐵 =𝜇𝐼 2𝑟 ∴ 𝑟 = 𝑁𝜇𝐼 2𝐵

=

(600)(4)(3.14x10 −7𝑇𝑚 𝐴 )(7𝐴) 2(6x10−3𝑇)

=

𝟎. 𝟒𝟒𝒎

(

𝑇𝑚 𝐴

)(

𝐴

)

𝑇

FUERZAS SOBRE CARGAS ELÉCTRICAS EN MOVIMIENTO DENTRO DE CAMPOS MAGNÉTICOS

Todo conductor por el cual circula una corriente eléctrica está rodeado de un campo magnético. En virtud de que una corriente eléctrica es un flujo de electrones, cada uno de ellos constituye una partícula cargada en movimiento generadora de un campo magnético a su alrededor. Por ello, cuando un electrón en movimiento con su propio

campo magnético penetra en forma perpendicular dentro de otro campo producido por un imán o una corriente eléctrica, los dos campos magnéticos interactúan entre sí. En general, los campos magnéticos actúan sobre las partículas cargadas

desviándolas de sus trayectorias a consecuencia del efecto de una fuerza magnética llamada fuerza de Ampere.

Cuando una partícula cargada se mueve perpendicularmente a un campo magnético, recibe una fuerza magnética cuya dirección es perpendicular a la dirección de su movimiento y a la dirección de la inducción magnética o densidad de flujo; por tanto, la partícula se desvía y sigue una trayectoria circular. Cuando una carga se mueve paralelamente a

las líneas magnéticas del campo, no sufre ninguna desviación. Si la trayectoria de la partícula es en forma oblicua (con una cierta inclinación respecto a las líneas de fuerza de un campo magnético), la partícula cargada se desviará y describirá una trayectoria en forma de espiral.

(25)

Una carga q cuyo movimiento es perpendicular a un campo magnético con una inducción magnética B a una cierta velocidad υ, recibe una fuerza F cuya magnitud se calcula con la siguiente expresión:

𝑭 = 𝒒𝒗𝑩

Cuando la trayectoria del movimiento de la partícula forma un ángulo θ con la inducción magnética B la magnitud de la fuerza recibida por la partícula será proporcional a la componente de la velocidad perpendicular a B. Por tanto, la magnitud de la fuerza F se determina con la expresión:

𝑭 = 𝒒𝒗𝑩𝑺𝒆𝒏𝜽

donde

F = magnitud de la fuerza recibida por una partícula cargada en movimiento, su unidad en el SI es el newton (N)

v = magnitud de la velocidad que lleva la carga,se expresa en m/s B = inducción magnética del campo, se mide en teslas (T)

θ= ángulo formado por la dirección de la velocidad que lleva la partícula y la inducción magnética

q= carga en movimiento, medida en coulombs

FUERZA SOBRE UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA CORRIENTE

Como ya señalamos, un conductor por el que circula una corriente está rodeado de un campo magnético. Si el conductor se introduce en forma perpendicular a un campo magnético recibirá una fuerza lateral cuya magnitud se determina con la expresión matemática:

𝑭 = 𝑩𝑰𝒍

donde:

F= magnitud de la fuerza magnética que recibe el conductor expresado en newtons (N) B = inducción magnética medida en teslas (T)

I= intensidad de la corriente eléctrica que circula por el conductor medida en ampers (A) l = longitud del conductor sumergido en el campo magnético, se expresa en metros (m) De la misma manera que sucede para una carga móvil, si el conductor por el cual circula una corriente forma un ángulo θ con el campo magnético, la fuerza recibida se determina con la expresión:

(26)

EJEMPLOS

Una carga de 7µC se mueve en forma perpendicular a un campo magnético con una velocidad cuya magnitud es de 6×105_{m/s y recibe una fuerza cuya magnitud es de}

4×10-3_{N. ¿Cuál es el valor de la inducción magnética?}

𝑞 = 7x10−6_𝐶 𝑣 = 6x105_𝑚/𝑠 𝐹 = 4x10−3_𝑁 𝐵 =? 𝐹 = 𝑞𝑣𝐵 ∴ 𝐵 = 𝐹 𝑞𝑣

=

4x10−3𝑁 (7x10−6𝐶)(6x105𝑚 𝑠)

=

𝟗. 𝟓𝐱𝟏𝟎

−𝟒

𝑻

𝑁

(

𝐶

)(

𝑚 𝑠

)

=

𝑁

𝐴𝑚

= 𝑇

Un protón de carga 1.6×10-19_{C penetra perpendicularmente en un campo magnético cuya}

inducción es de 0.25 T con una velocidad cuya magnitud es de 4×106_{m/s. ¿Qué magnitud}

de fuerza recibe el protón?

𝑞 = 1.6x10−19𝐶 𝑣 = 4x106_𝑚/𝑠 𝐵 = 0.25𝑇 𝐹 =? 𝐹 = 𝑞𝑣𝐵 = (1.6x10−19𝐶)(4x106𝑚_𝑠)(0.25𝑇) =

𝟏. 𝟔𝐱𝟏𝟎

−𝟏𝟑

𝑵

(𝐶)(

𝑚

𝑠

)(𝑇) = (

𝐶

)(

𝑚

𝑠

)(

𝑁

𝐶

(

𝑚 𝑠

)

) = 𝑵

TU ESFUERZO TE LLEVA

(27)

Una carga de 5 µC se desplaza con una velocidad cuya magnitud es de 7×106_{m/s y forma}

un ángulo de 70° respecto a un campo cuya inducción magnética es de 0.4T. ¿Qué magnitud de fuerza recibe la carga?

𝑞 = 5x10−6𝐶 𝑣 = 7x106𝑚/𝑠 𝐵 = 0.4𝑇 𝜃 = 70° 𝐹 =? 𝐹 = 𝑞𝑣𝐵 𝑆𝑒𝑛𝜃

= (5x10

6

𝐶) (7x10

6 𝑚 𝑠

) (0.4𝑇)𝑆𝑒𝑛70° = 𝟏𝟑. 𝟏𝟔𝑵

(𝐶)(

𝑚

𝑠

)(𝑇) = (

𝐶

)(

𝑚

𝑠

)(

𝑁

𝐶

(

𝑚 𝑠

)

) = 𝑵

Calcular la corriente que circula por un alambre recto que recibe una fuerza cuya magnitud es de 3×10-4_{N al ser introducido perpendicularmente a un campo magnético de}

0.6T, si se sumergen 7cm del alambre.

𝐼 =? 𝐹 = 3x10−4𝑁 𝑙 = 7𝑐𝑚 = 7x10−2𝑚 𝐵 = 0.6𝑇 𝐹 = 𝐵 𝐼𝑙 ∴ 𝐼 = 𝐹 𝐵𝑙

=

3x10 −4_𝑁 (0.6𝑇)(7x10−2𝑚)

= 𝟕. 𝟏𝐱𝟏𝟎

−𝟑

_𝑨

𝑁

(

𝑁 𝐴𝑚

)

𝑚

= 𝑨

(28)

COMPLETA EL

(29)

INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN NOMBRE DEL ALUMNO:

CARRERA: PARCIAL: 3

CICLO ESCOLAR:

AGOSTO 2021-ENERO 2022

APRENDIZAJE ESPERADO:

Atribuye características al campo magnético y eléctrico.

Infiere que el campo magnético se origina por un imán o por el movimiento de cargas eléctricas.

Contrasta semejanzas y diferencias entre los campos eléctrico y magnético.

Generaliza el concepto de campo.

Extrapola el concepto de campo en la descripción del campo gravitacional.

SEMESTRE:

5to

GRUPO:

PRODUCTO

ESPERADO:

MAPA MENTAL

PLAN DE EVALUACIÓN

NOMBRE TIPO ALCANCE PONDERACIÓN

MAPA MENTAL Sumativa Heteroevaluación 20%

CRITERIOS SI NO PONDERACION

Entregó en tiempo y forma especificada ₁

Las ideas expuestas estén acordes al tema

presentado 1

Los conceptos y sus interrelaciones fueron coherentes ₂

Expresó el contenido del proceso a través del gráfico

de un modo lógico y jerarquizado 2

Respetó las reglas ortográficas ₁

Trabajó en forma colaborativa ₁

Tomó en cuenta la opinión e ideas de sus compañeros ₁

Aportó puntos de vista ₁

TOTAL

COMPETENCIAS GENÉRICAS: ATRIBUTOS: OBSERVACIONES:

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y

herramientas apropiados.

4.1 Expresa ideas y conceptos mediante

representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos

5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómeno 5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez

5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la

experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.

(30)

EJERCICIOS

SELECCIONA LA RESPUESTA CORRECTA

1. Faraday y Henry descubrieron

que la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversa a la resistencia que una bobina es un arrollamiento de alambre

que se puede producir corriente eléctrica en un conductor sólo con introducir o sacar un imán en una parte del conductor en forma de bobina

que la potencia es el producto del voltaje por la corriente que un motor funciona con una bobina y un imán

2. Un mago pone un anillo de aluminio sobre una mesa, bajo la cual está escondido un electroimán. Cuando exclama “¡abracadabra!” (y oprime un interruptor que manda corriente por la bobina bajo la tabla), el anillo salta en el aire. Explica este “truco”.

Se induce una corriente en el anillo y ésta al ser muy grande calienta el anillo Se induce un voltaje en el anillo

Se induce un campo magnético que se opone al que lo crea Todas las anteriores

Se gasta energía del campo magnético que alterna 3. La ley de Faraday dice:

la corriente es directamente proporcional al voltaje e inversa a la resistencia El voltaje inducido en una bobina es inversamente proporcional al producto del número de vueltas de la bobina por la rapidez con la que el campo magnético cambia dentro de esas vueltas

El voltaje inducido en una bobina es directamente proporcional del número de vueltas de la bobina e inversamente proporcional a la rapidez con la que el campo magnético cambia dentro de esas vueltas

El voltaje inducido en una bobina es inversamente proporcional al número de vueltas de la bobina por la rapidez con la que el campo magnético cambia dentro de esas vueltas

El voltaje inducido en una bobina es proporcional al producto del número de vueltas de la bobina por la rapidez con la que el campo magnético cambia dentro de esas vueltas

(31)

4. El aparato eléctrico, al que se le hace girar una bobina en un campo magnético estacionario para transformar energía mecánica en energía eléctrica se llama

Motor Bobina

campo magnético Generador

transformador

5. Podría encenderse una lámpara eléctrica acercándola a un electroimán, sin tocarlo, Si la lámpara está conectada a una bobina y se acerca otra conectada a corriente alterna

Si la lámpara está conectada a una bobina y se acerca otra conectada a corriente directa

Si adentro de la lámpara existe una pila y un interruptor para prenderla Eso fue sólo un sueño de Nicola Tesla pero aún se ha hecho realidad Eso es imposible

6. Un ciclista, recorrerá mayor distancia sin pedalear si apaga la lámpara conectada a su generador porque

la fricción le quita velocidad y por eso llegará menos lejos

la fricción del aire con el generador aunque mínima hace que el ciclista pierda velocidad.

el generador necesita energía para transformarla en energía eléctrica y eso resta energía cinética a la bicicleta

el calor que produce la lámpara es energía que gasta el ciclista, haciendo que recorra menos distancia

el generador frena a la bicicleta así este apagado

7. Dos bobinas semejantes, pero separadas, se montan cercanas entre sí. La primera bobina se conecta con una batería y por ella pasa la corriente directa. La segunda se conecta con un galvanómetro. El galvanómetro cuando se cierra el interruptor del primer circuito, responde así:

Se mueve hacia la derecha No se mueve

Se mueve hacia la izquierda Se mueve hacia cualquier un lado

(32)

8. La fuente de la fuerza magnética es el movimiento de protones

ninguno de los anteriores el movimiento de moleculas

el movimiento de partículas con carga, por lo general electrones el movimiento de los átomos

9. Cuando se va a transportar energía de un lugar a otro muy lejano, se eleva el voltaje para que la corriente sea muy baja y evitar pérdidas por calor. Si el voltaje se reduce a la mitad, las pérdidas:

aumentan cuatro veces disminuyen cuatro veces dismuyen a la mitad aumentan 8 veces aumentan al doble

10. El aparato eléctrico, al que un campo magnético giratorio se enfrenta a un campo magnético estacionario produciendo una repulsión entre ellos, se llama

transformador Motor

bobina Generador

campo magnético

11. El aparato eléctrico al que por una bobina, cuando circula una corriente, induce en otra, voltaje, para aumentarlo o disminuirlo, se le llama

motor bobina

transformador campo magnético generador

(33)

12. Cuando se deja caer un imán recto a través de un tramo vertical de tubo de cobre, cae apreciablemente con más lentitud que cuando se dejó caer a través de un tubo de plástico. Este efecto se debe a la ley de:

Watt Joule

tercera ley de Newton Faraday

Ohm

13. Si colocas un anillo metálico en una región donde un campo magnético alterne con rapidez, el anillo se calentará porque

Se induce una corriente en el anillo y ésta al ser muy grande calienta el anillo Se induce un voltaje en el anillo

Se induce un campo magnético que se opone al que lo crea Se gasta energía del campo magnético que alterna

todas las respuestas con correctas

14. La potencia del primario comparada con la potencia del secundario es la cuarta parte

la mitad

cuatro veces mayor el doble

igual

15. La corriente en el secundario de un transformador compara con la corriente en el primario, cuando el voltaje del secundario es el doble del voltaje en el primario, es

el doble Igual

cuatro veces mayor La mitad

(34)

16. Un tramo de alambre se dobla para formar una espira cerrada, y se hace pasar un imán a través de ella; se induce un voltaje y, en consecuencia, una corriente en el alambre. Otro tramo de alambre, del doble de longitud, se dobla para formar dos espiras y se hace pasar también un imán por ellas. Se induce un voltaje doble. La corriente es

Igual que si existiera una sola espira porque el voltaje es el mismo Mayor porque según la ley de Ohm porque la corriente es directamente proporcional al voltaje

Igual que si existiera una sola espira porque la resistencia es el doble

Mayor porque disminuye la resistencia y la corriente es inversamente proporcional a la resistencia

Mayor porque disminuye la resistencia y la corriente es directamente proporcional a la resistencia

17. En un transformador ideal, sin pérdidas, la corriente en una bobina primaria es de 2 A y el voltaje es de 220 voltios. Si el voltaje en el secundario es de 11 voltios, la

corriente en el secundario será 11A

20A 0,2 A

no se puede calcular 40A

18. Dos bobinas semejantes, pero separadas, se montan cercanas entre sí. La primera bobina se conecta con una batería y por ella pasa la corriente directa. La segunda se conecta a un galvanómetro. Después de cerrarlo, cuando la corriente de la batería es constante, el galvanómetro responderá así:

Se mueve hacia la izquierda No se mueve

Se mueve primero hacia la izquierda y luego hacia la derecha, se mueve hacia un lado

Se mueve hacia la derecha

(35)

19. Un tren eléctrico de juguete necesita 6 V para funcionar. Si la bobina primaria de su transformador tiene 240 vueltas, las vueltas que debe tener el secundario, si la primaria se conecta con la corriente doméstica de 120 V, es

120 12 20

no se puede calcular por las pérdidas 6

20. El aparato que es un enrollamiento de alambre eléctrico esmaltado, en donde al circular una corriente se forma alrededor de ella un campo magnético es

generador bobina

transformador campo magnético motor

ESTA ACTIVIDAD TAMBIEN LA PUEDES HACER EN LÍNEA EN EL LINK: https://www.thatquiz.org/es/practicetest?7xcl4tawjfu0

(36)

SUBRAYA LA RESPUESTA CORRECTA

1. Sea una carga q = 3uC, con una velocidad v = 4x105_{m/s perpendicular a un campo}

magnético. Halle la fuerza magnética sobre esta carga si β=5T. A) 4 N

B) 6 N C) 8 N D) 10 N

2. Un alambre de 0,1 m de longitud, atravesado por una corriente de 5 A, se encuentra dentro de un campo magnético de 2 T, cuyas líneas de inducción son perpendiculares al alambre. Calcule la fuerza magnética sobre este alambre.

A) 2 N B) 3 N C) 4 N D) 1 N

3. Una partícula cargada con 10uC ingresa a un campo magnético β=4x10-2_{T con una}

velocidad v = 2x106_{m/s formando 30° con las líneas de inducción, Calcule la fuerza}

magnética sobre la carga A) 0,5 N

B) 0,2 N C) 0,3 N D) 0,4 N

4. Un electrón, con una velocidad de 5x106_{m/s, ingresa perpendicularmente a un}

campo magnético uniforme de 0,3 T. Calcule la fuerza sobre el electrón, en N. A) 2,1 x10-13 N

B) 2,4 x10-13 N C) 2,3 x10-13 N D) 2,2 x10-13 N

5. Entre dos postes se tiende un cable de 50 m de longitud por el cual pasa una corriente de 10 A. Determine la fuerza magnética sobre el cable si en ese lugar el campo magnético es de 4x10-5_{T y forma 30° con el cable.}

A) 0,01 N B) 0,03 N C) 0,04 N D) 0,02 N

ESTA ACTIVIDAD TAMBIEN LA PUEDES HACER EN LÍNEA EN EL LINK: https://www.thatquiz.org/es/preview?c=ykdz3gk1&s=qktw74

(37)

6. Una partícula con carga de 20 uC se lanza verticalmente hacia arriba con una rapidez de 4000 m/s en un lugar en donde el campo β= 0,3 T es horizontal. Calcule la fuerza magnética, en N.

A) 0,012 N B) 0,020 N C) 0,036 N D) 0,024 N

7. Sobre un alambre recto de 0,25 m de longitud, perpendicular a un campo magnético de 0,240 T, actúa sobre una fuerza de 0,6 N. Calcule la corriente que pasa por el alambre.

A) 6 A B) 8 A C) 10 A D) 12 A

8. Un alambre que conduce una corriente de 20 A se halla frente a la cara polar de un imán cilíndrico cuyo campo magnético es de β = 0,04 T. Determine la fuerza magnética sobre el alambre si el diámetro de la cara polar del imán es de 50 cm.

A) 0,5 N B) 0,2 N C) 0,4 N D) 0,3 N

campo magnético uniforme de 3 T. Calcule la fuerza sobre el electrón, en N. A) 1,2x10-12_N

B) 2,4x10-12_N

C) 2x10-12_N

D) 1,8x10-12_N

10. Sea una carga q = 3uC, con una velocidad v = 4 x105 _{m/s perpendicular a un campo}

magnético. Halle la fuerza magnética sobre esta carga si β=5T. A) 6 N

B) 4 N C) 10 N D) 8 N

11. Un alambre de 0,1 m de longitud, atravesado por una corriente de 5 A, se encuentra dentro de un campo magnético de 2 T, cuyas líneas de inducción son perpendiculares al alambre. Calcule la fuerza magnética sobre este alambre.

A) 4 N B) 3 N C) 2 N D) 1 N

(38)

12. Una partícula cargada con 10uC ingresa a un campo magnético β=4x10-2_{T con una}

velocidad v = 2x106_{m/s formando 30° con las líneas de inducción, Calcule la fuerza}

magnética sobre la carga A) 0,3 N

B) 0,5 N C) 0,2 N D) 0,4 N

campo magnético uniforme de 0,3 T. Calcule la fuerza sobre el electrón, en N. A) 2,1 x10-13_N

B) 2,2 x10-13_N

C) 2,4 x10-13_N

D) 2,3 x10-13_N

14. Entre dos postes se tiende un cable de 50 m de longitud por el cual pasa una corriente de 10 A. Determine la fuerza magnética sobre el cable si en ese lugar el campo magnético es de 4x10-5_{T y forma 30° con el cable.}

A) 0,02 N B) 0,03 N C) 0,04 N D) 0,01 N

15. Una partícula con carga de 20 uC se lanza verticalmente hacia arriba con una rapidez de 4000 m/s en un lugar en donde el campo β= 0,3 T es horizontal. Calcule la fuerza magnética, en N.

A) 0,012 N B) 0,024 N C) 0,020 N D) 0,036 N

16. Sobre un alambre recto de 0,25 m de longitud, perpendicular a un campo magnético de 0,240 T, actúa sobre una fuerza de 0,6 N. Calcule la corriente que pasa por el

alambre. A) 10 A B) 6 A C) 8 A D) 12 A

17. Un alambre que conduce una corriente de 20 A se halla frente a la cara polar de un imán cilíndrico cuyo campo magnético es de β = 0,04 T. Determine la fuerza magnética sobre el alambre si el diámetro de la cara polar del imán es de 50 cm.

A) 0,2 N B) 0,4 N C) 0,3 N D) 0,5 N

(39)

INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN NOMBRE DEL ALUMNO:

CARRERA: PARCIAL: 3

CICLO ESCOLAR:

AGOTO 2021-ENERO 2022

SEMESTRE:

5to

GRUPO: APRENDIZAJE ESPERADO:

Emplea el concepto de campo para describir la fuerza a distancia.

Infiere que el campo magnético se origina por un imán o por el movimiento de cargas eléctricas.

PRODUCTO ESPERADO: BANCO DE EJERCICIOS

PLAN DE EVALUACIÓN

NOMBRE TIPO ALCANCE PONDERACIÓN

Banco de ejercicios Sumativa Heteroevaluación _30%

CRITERIOS SI NO PONDERACION

ANALISIS DEL PROBLEMA

(Identificación de variables y método a

utilizar) 2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

(Diagramas, dibujos, fórmulas) 3

Desarrollo y procedimientos (Muestra el procedimiento correcto sin omitir pasos para resolver los ejercicios propuestos)

4

Resultado correcto ₁

TOTAL

COMPETENCIAS GENÉRICAS: ATRIBUTOS: OBSERVACIONES: 4. Escucha, interpreta y emite mensajes

pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos

5.3 Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómeno

5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez

5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. NOMBRE Y FIRMA DE QUIEN EVALUÓ:

(40)

Práctica # 3 BOBINA de TESLA Carrera:

Asignatura Física II Submódulo:

Competencia Genérica

4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y

herramientas apropiados.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.

Atributo.

5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.

Habilidad(es) Analiza, interpreta, elabora y resuelve problemas.

Actitud (es) Libertad de expresión, responsabilidad, honestidad y tolerancia

Eje Explica el comportamiento e interacción en los sistemas químicos,

biológicos, físicos y ecológicos.

Aprendizaje esperado

Infiere que el campo magnético se origina por un imán o por el movimiento de cargas eléctricas

Material y Equipo para el Desarrollo de la Práctica 1.- Equipo o Herramienta 2.-Material

1 Cromebook o laptop Video https://youtu.be/PyMK_UGlGIw (Como hacer una bobina de Tesla) Base de madera de 10 x 17 cm Una pila de 9V con un conector. Un transistor (2N2222A).

Una resistencia de 22 kOhm. Un interruptor.

Un tubo de PVC de 8cm de longitud y 2.1 cm de diámetro

Alambre de cobre esmaltado de 4 m de longitud y 0.5 mm. de grosor

Alambre de cobre de 15 cm de longitud y 1 mm de grosor

Una pequeña pelota de unicel o plastico. Una lampara ahorradora

Papel de aluminio, Cinta adhesiva, pegamento de silicón Cautin electrico

(41)

Visualiza el video de la liga mencionado anteriormente.

Con ayuda del video construye tu bobina de Tesla. Se adjunta abajo el circuito de la bobina del video.

(42)

SECCIÓN DE

PREGUNTAS

¿Cuál es el objetivo principal de la bobina de Tesla?

¿Qué se puede hacer con una bobina de Tesla?

¿Qué relación tiene la bobina de Tesla con la física?

CONCLUSIÓN:

Escribe una conclusión de la actividad experimental realizada en la que incluyas el significado del funcionamiento de la bobina de tesla

(43)

SECCIÓN

DE EJERCICIOS.

Subraya la respuesta correcta y justifica tu respuesta:

1.-Calcular la inducción magnética o densidad de flujo en el aire, en un punto a 10 cm de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente de 3 Amperes a.-) B= 60 x 10-7_T

b.-) B= 600 x 10-7_T

c.-) B= 160 x 10-7_T

d.-) B= 6 x 10-7_T

2.-Un protón de carga 1.6 x 10-19_{C penetra perpendicularmente en un campo magnético}

cuya induccion es de 0.3T con una velocidad de 5 x 106_{m/s ¿Qué magnitud de fuerza}

recibe el protón? a.-) 2,4 x 10-14_N

b.-) 24 x 10-14_N

c.-) 240 x 10-14_N

d.-) 2400 x 10-14_N

3.-Calcular el radio de una bobina que tiene 200 espiras de alambre en el aire por la cual circula una corriente de 5A y se produce una inducción magnética en su centro de 8 x 10 -3_T.

a.-) 7.8 m b.-) 7.8 cm c.-) 78 cm d.-) 78 m

4.-) Una espira de 9cm de radio se encuentra sumergida en un medio cuya

permeabilidad relativa es de 15. Calcular la inducción magnética en el centro de la espira si a través de ella circula una corriente de 12 A

a.-)127 x 10 -3_T

b.-)1.27 x 10 -3_T

c.-)127 x 10 -3_T

(44)

EN DADO CASO QUE POR ALGÚN MOTIVO TU BOBINA DE TESLA NO FUNCIONE ADECUADAMENTE PUEDES HACER LA SIGUIENTE PRACTICA:

Práctica # 3 Motor Eléctrico

Asignatura _{FÍSICA II}

Submódulo: Competencia Genérica

.4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos

Competencia Disciplinar

Habilidad (es) Analiza, interpreta, elabora y resuelve problemas.

Actitud (es) Libertad de expresión, responsabilidad y honestidad, tolerancia

Material y Equipo para el Desarrollo de la Práctica

1.- Equipo o Herramienta Regla metálica Lápiz Papel de lija Alicate Atornillador Tijeras 2.-Material Imán Neodimio Cable esmaltado Triplay Pila de 9 volts

2 tornillos de cabeza redonda Alambre galvanizado

Cinta aislante de vinil

3.-Video

Motor electrico casero https://youtu.be/ki2ybzwSlHs