SOLUCION PRIMER PARCIAL Diana Ríos 174604

1. En un cuadrado de 10 Å de lado se encuentran dos protones en los vértices inferiores y dos electrones en los vértices superiores. Calcule el campo eléctrico en el centro del cuadrado.   Los vectores representan los campos eléctricos producidos por las cargas; El campo eléctrico en el centro es la suma vectorial de estos; es evidente que se anulan por lo tanto el campo eléctrico en ese punto es CERO. Matemáticamente se tiene: 1P V1 1P V2 + - q1 q4 q3 q2 10 Å q2 q3 q4 q1 + - 10 Å Por ley de Coulomb se tiene: El campo eléctrico será entonces: El campo eléctrico en el centro será :

2. ¿Cuál debe ser el número de espiras de una bobina de 20 cm de largo para que una corriente de 1 A produzca un campo magnético de 1miliTesla? La ecuación, para calcular el campo magnético esta dada por: B: Campo magnético (T) N: numero de espiras l: longitud (m) I: Corriente (A) N=159 espiras 3. Un satélite GPS transmite a dos frecuencias L1=1575.42 MHz y L2=1227.6 MHz. ¿Cuáles son sus respectivas Longitudes de onda λ1 y λ2? } Relación para el calculo de longitud de onda. l: Longitud de onda. (m) C: Velocidad de la luz. (m/s) v: Frecuencia (1/s) Vel. Luz: 3*10^8 m/s l (m) V (MHz) 0.19 1575.42 0.24 1227.60

4. ¿Cuáles son el rango, frecuencia y longitud de onda en el espectro electromagnético de una radiación de: 10 eV; 1eV. Ecuación: E: Energía (J) h: Constante de planck (J*s) v: Frecuencia (1/s) 1P V1 10 eV 1PV2 1eV Rango: Ultravioleta. Rango: Infrarrojo.

1P V1 PROTONES 1PV2 ELECTRONES 5. Una ráfaga de viento solar de protones / electrones es detectada con una energía de 1 keV por el satélite ACE situado a 15 millones de km de la Tierra. ¿Con qué velocidad llegan a la Tierra y cuánto demoran las partículas en llegar a la Tierra? Ecuaciones: E: Energía (J) m: Masa de protón o electrón (kg) mp: 1,6*10^-27 kg me: 9,1*10^-31 kg V: Velocidad (m/s) d: Distancia (m) t: Tiempo (s) 1P V1 PROTONES 1PV2 ELECTRONES

1P V1 PROTONES 1PV2 ELECTRONES 6. Un detector de protones/electrones registra una corriente de 1 pico Amperio (10­-12). Toda esta corriente la absorbe un capacitor. ¿Cada 10 segundos cuántos protones llegan al capacitor y cuánta carga se acumula en el mismo? ECUACION: I: Corriente eléctrica (A) q: Carga (C) T: Tiempo (s) 1P V1 PROTONES 1PV2 ELECTRONES 7. ¿Cuál es el Flujo de campo eléctrico, en Vm, producido por 8,9 pico Coulombios a través de una superficie cerrada? Por ley de gauss se tiene: Entonces:

8. ¿A qué es igual el Flujo de campo magnético, en Tm2, a través de una superficie cerrada? [No hay mono polos magnéticos]. 9. ¿Cuál es la velocidad tangencial y la frecuencia de giro, en cps (ciclos por segundo), de un electrón en un átomo de hidrógeno? Radio del átomo de hidrogeno en metros. + - r Distancia recorrida por el electrón.

11. ¿Cuál es la resistividad de un alambre de 10 cm de largo y 1 mm2 de sección transversal si por el fluye una corriente de (10 y/ò 100 mA) cuando se le aplica un voltaje de 5 Voltios? 1PV1 (10 mA) 1PV2 (100 mA)

10. Un chorro de 1025 Protones/electrones provenientes del Sol se dirigen hacía el Ecuador geográfico y entran demorándose 1 ms. ¿Cuál es corriente, en A, que constituyen y qué ocurre cuando interactúan con el campo magnético terrestre? CORRECION!! Los electrones o protones provenientes de sol, al interactuar con el campo magnético terrestre que actúa como una pantalla, desvía las partículas en sentido sur norte. Sur Norte; es la dirección del campo magnético terrestre, Cuando el viento solar interactúa con este las partículas son desviadas por la fuerza de lorentz. 

FUERZA DE LORENTZ Cuando una carga eléctrica en movimiento, se desplaza en una zona donde existe un campo magnético, además de los efectos regidos por la ley de Coulomb, se ve sometida a la acción de una fuerza. Supongamos que una carga Q, que se desplaza a una velocidad v, en el interior de un campo magnético B. Este campo genera que aparezca una fuerza F, que actúa sobre la carga Q, de manera que podemos evaluar dicha fuerza por la expresión: ENTONCES: la fuerza será perpendicular a la velocidad y al campo magnético.

EJEMPLO ENTONCES; Para el ejercicio anterior: Existe una regla muy sencilla para obtener la dirección y el sentido de la fuerza que actúa sobre la carga. Se conoce con el nombre de la "Regla de la mano izquierda". Tal y como vemos en la figura, si colocamos los dedos de la mano izquierda pulgar, índice y medio, abiertos y perpendiculares entre sí, cada uno de ellos señala uno de los vectores: ACE 15*10^6 km ENTONCES; Para el ejercicio anterior: Campo magnético terrestre.  Dirección de las partículas.  Sentido de la fuerza de Lorentz. “En conclusión, se desplazará en sentido w  E.