Page 605 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Problemas adicionales
29.27. Una carga de +3 ¡jlC se proyectó con una velocidad Fuente de iones positivos
de 5 X 105 m/s sobre el eje x positivo perpendicular a diversas velocidades
a un campo B. Si la carga experimenta una fuerza
ascendente de 6.0 X 10-3 N, ¿cuáles tendrán que ser
la magnitud y la dirección del campo B?
Resp. 4.00 mT, hacia adentro del papel.
29.28. Una carga desconocida se proyecta a una velocidad de
4 X 105 m/s de derecha a izquierda en un campo B
de 0.4 T dirigido hacia fuera de una hoja de papel. La
fuerza perpendicular de 5 X 10-3 N hace que la partícu­
la se mueva en círculo en el sentido de las manecillas del
reloj. ¿Cuáles son la magnitud y el signo de la carga?
29.29. Una carga de — 8 nC se proyecta hacia arriba a 4 X
105 m/s en un campo B de 0.60 T dirigido hacia la
hoja. El campo produce una fuerza (F = qvB) que
también es una fuerza centrípeta (mv2/R). Esta fuer­
za hace que la carga negativa se mueva en un círcu­
lo de 20 cm de radio. ¿Cuál es la masa de la carga, Figura 29.26 El selector de velocidad.
y ésta se mueve en el sentido de las manecillas del
reloj o en contrasentido?
Resp. 2.40 X 10“ 15 kg en el penetra en ángulos rectos en un campo magnético
sentido de las manecillas del reloj de 0.4 T. El radio de la trayectoria circular resultan­
29.30. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección del campo te es de 2.13 cm. ¿Cuál es la masa del ion de litio?
B 6 cm por arriba de un largo trozo de alambre que *29.35. Un solo ion de sodio cargado (+ le) se mueve a tra­
conduce una corriente de 9 A en dirección hacia vés de un campo B a una velocidad de 4 X 104 m/s.
fuera de la hoja? ¿Cuáles son la magnitud y la di­ ¿Cuál tendrá que ser la magnitud del campo B para
rección del campo B 6 cm debajo del alambre? que el ion describa una trayectoria circular de 200
29.31. Un trozo de alambre de 24 cm de longitud forma mm de radio? (La masa de ion es 3.818 X 10-27 kg.)
un ángulo de 32° por encima de un campo horizon­ Resp. 4.77 mí
tal B de 0.44 T sobre el eje x positivo. ¿Cuáles son *29.36. Las secciones transversales de dos alambres para­
la magnitud y la dirección de la corriente necesaria lelos se muestran en la figura 29.27, colocadas a 8
para producir una fuerza de 4 mN dirigida hacia fue­ cm de distancia entre sí en el aire. El alambre de la
ra de la hoja? Resp. 71.5 mA, 212o izquierda conduce una corriente de 6 A hacia fue­
*29.32. Un selector de velocidad es un dispositivo (figu­ ra de la hoja y el alambre de la derecha transporta
ra 29.26) que aprovecha los campos cruzados E y una corriente de 4 A hacia la página. ¿Cuál es la
B para seleccionar los iones que se mueven a una inducción magnética resultante en el punto medio A
misma velocidad v. Los iones positivos de carga q
son proyectados hacia los campos perpendiculares
a distintas velocidades. Los iones que tienen veloci­
dad suficiente para hacer que la fuerza magnética sea
igual y opuesta a la fuerza eléctrica pasan a través de
la rendija del fondo sin desviarse. Demuestre que la
rapidez de esos iones se puede calcular a partir de
E
v = —
B
29.33. ¿Cuál es la velocidad de los protones (+ le) inyecta­
dos en un selector de velocidad (véase el problema
29.32) si E = 3 X 105 V/m y B = 0.25 T?
Resp. 1.20 X 106 m/s
*29.34. Un solo ion de Li7 cargado (+ le) se acelera a través
de una diferencia de potencial de 500 V y después

586 Capítulo 29 Resumen y repaso