TRABAJO TRIMESTRAL FÍSICA BACHILLERATO
ACTIVIDAD INTERDEPARTAMENTAL MATEMÁTICAS FÍSICA
CAMPO MAGNÉTICO INTEGRALES FUNCIONES
TRABAJO TRIMESTRAL PARA FÍSICA DE 2º BACHILLERATO. CAMPO MAGNÉTICO. ACTIVIDAD INTERDEPARTAMENTAL MATEMÁTICAS Y FÍSICA, REALIZADO EN «EL PILAR»:
Se plantean dos opciones, o realizar el ejercicio F2BE2675 o el EJERCICIO F2BE2677, en caso que no se sea capaz de responder a los primeros apartados del primero. Debe entenderse la segunda opción como una alternativa de continuación que atiende a la diversidad.
SE REALIZA CON MATERIAL, CON APUNTES, SEGÚN LA DINÁMICA QUE SE SIGUE EN: LA IMPORTANCIA DEL CARPESANO
POR LAS CARACTERÍSTICAS DE LA PRUEBA, PLANTEANDO DOS OPCIONES DEBE SER CONSIDERADA QUE ESTA PRUEBA ATIENDE A LA DIVERSIDAD
SIGUE EL PROCESO DETERMINADO POR EL DESARROLLO DE LA ASIGNATURA DE FÍSICA DE 2º DE BACHILLERATO DE ESTE PROYECTO DE MEJORA DEL APRENDIZAJE EN CIENCIAS: FÍSICA DE 2º DE BACHILLERATO: DESARROLLO DE LA ASIGNATURA
LOS ENUNCIADOS DE LA PRUEBA, QUE INCLUYEN ASPECTOS DE AUTOEVALUACIÓN E INFORMACIÓN DE RETORNO (FEEDBACK):
EJERCICIO F2BE2675:
Se ha diseñado un nuevo dispositivo que produce campos magnéticos variables en función del tiempo. El problema del dispositivo es que de la función B(t) que define el comportamiento del campo variable, sólo se conoce su derivada, es decir, se sabe que B'(t)=3 t, donde B se mide en Teslas y t en segundos.
Después de un estudio exhaustivo del dispositivo se ha conseguido saber que el campo magnético a los dos segundos de iniciar la experiencia es de 6 Tesla y que hay que introducir una medida de seguridad, ya que si no alcanzaría un valor de 5401 T cuando ha pasado un minuto, valores que son dañinos para la salud y el entorno.
Por ello se ha manipulado el aparato para que a partir de 10 segundos el campo magnético se mantenga constante.
Se ha conectado el dispositivo y se ha introducido un electrón en el área de influencia del que se ha acelerado mediante una diferencia de potencial de 1000 V, justo en el instante t=4 s, moviéndose el electrón en la dirección negativa del eje OZ perpendicular al campo magnético que se dirige en la dirección positiva del eje OY.
Para la situación descrita, responder a las siguientes cuestiones:
a.- Hallar la expresión del campo magnético en función del tiempo B(t), incluyendo la medida de seguridad introducida, con todo el rigor matemático posible, utilizando una expresión analítica para la función, extremadamente correcta. (1,5 p)
b.- Hallar la velocidad con la que se introduce el electrón en el campo magnético descrito. (1,5 p)
c.- Hallar el valor de la fuerza magnética a la que se verá sometido el electrón (vector y módulo) según el S.R. mencionado, utilizando dos maneras: la del determinante que calcula el producto vectorial y utilizando la geometría con la regla de la mano derecha o similar. (3 p)
d.- Explicar razonadamente la trayectoria que describirá el electrón y la razón por la que la describe. (1 p)
e.- Hallar el radio y el período del movimiento del electrón, obteniendo en la medida de lo posible las expresiones que se utilicen para el cálculo de lo que se solicita. (2 p)
f.- Realizar un dibujo-esquema de la situación donde se observen los vectores velocidad y campo magnético. Indicar además la trayectoria y sobre ella y en dos puntos de la misma indicar la velocidad, la aceleración y la fuerza magnética. (1 p)
DATOS: |qe-|=|qp+| = 1.6 · 10-19 C ; me- = 9.1 · 10-31 kg; mp+ = 1.67 · 10-27 kg.
RESOLUCIÓN PASO A PASO DEL EJERCICIO:
EJERCICIO F2BE2677: ALTERNATIVA DE CONTINUACIÓN CON LA TAREA
Un electrón que se mueve en la dirección negativa del eje OZ con una velocidad de 1,88·107 m/s se encuentra con un campo magnético de 150 T en la dirección positiva del eje OY. Para la situación descrita:
c.- Hallar el valor de la fuerza magnética a la que se verá sometido el electrón (vector y módulo) según el S.R. mencionado, utilizando dos maneras: la del determinante que calcula el producto vectorial y utilizando la geometría con la regla de la mano derecha o similar. (3 p)
d.- Explicar razonadamente la trayectoria que describirá el electrón y la razón por la que la describe. (1 p)
e.- Hallar el radio y el período del movimiento del electrón, obteniendo en la medida de lo posible las expresiones que se utilicen para el cálculo de lo que se solicita. (2 p)
f.- Realizar un dibujo-esquema de la situación donde se observen los vectores velocidad y campo magnético. Indicar además la trayectoria y sobre ella y en dos puntos de la misma indicar la velocidad, la aceleración y la fuerza magnética. (1 p)
DATOS: |qe-|=|qp+| = 1.6 · 10-19 C ; me- = 9.1 · 10-31 kg; mp+ = 1.67 · 10-27 kg.
RESOLUCIÓN PASO A PASO DEL EJERCICIO: