Actividades
Se introduce
- El campo magnético B (en gauss) en el control de edición titulado Campo magnético
- La distancia entre los raíles a (en cm), en el control de edición titulado Distancia raíles.
- El material del que está hecho la varilla que desliza, en el control de selección titulado Material.
- La diferencia de potencial V0 entre los terminales de la batería, se ha fijado en el programa y es de 0.001 V.
- La longitud de la varilla L se ha fijado en 50 cm
Se pulsa el botón titulado Empieza
El programa nos proporciona los datos de la densidad y resistividad de los materiales
|
Material |
Densidad ρ (103 kg/m3) |
Resistividad r (10-6 Ω·m) |
|
Aluminio |
2.7 |
0.028 |
|
Cobre |
8.93 |
0.0175 |
|
Hierro |
7.88 |
0.098 |
|
Plata |
10.5 |
0.016 |
|
Volframio |
19.34 |
0.055 |
|
Plomo |
11.35 |
0.221 |
Fuente: Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física elemental. Edt Mir (1975), págs. 36, 139.
Ejemplo:
Elegimos como material el Aluminio
Introducimos
- el valor del campo magnético B=100 gauss=0.01 T
- la distancia entre raíles a=40 cm=0.4
-
La masa de la varilla es m=ρ·L·S
-
La resistencia de la porción de varilla comprendida entre los contactos con los rieles es R=r·a/S.
Siendo S la sección de la varilla
La constante de tiempo k vale
La velocidad final vf de la varilla es
Como podremos observar, al cabo de unos pocos segundos la varilla alcanza una velocidad constante, la intensidad tiende a cero.
Al lado de la varilla se dibujan los vectores campo magnético B, el vector ut que señala la dirección y sentido del movimiento de los portadores de carga. El vector fuerza F que ejerce el campo magnético sobre la corriente i que circula por la varilla.
- el campo magnético es constante
- la intensidad i disminuye con el tiempo, hasta que se hace cero
- la fuerza tiende a cero, y la velocidad de la varilla se hace constante e igual a la velocidad límite vf.
La intensidad viene indicada por el movimiento de puntos de color rojo (portadores de carga positivos) a lo largo del circuito constituido por la batería, los raíles y la varilla.
A la izquierda del applet, un diagrama nos señala en cada instante t:
- la energía cinética Ek de la varilla (un sector en color azul),
- la energía disipada en la resistencia ER (un sector en color rojo),
- la suma de ambas, que es la energía suministrada por la batería, EB, el círculo completo.
En la parte superior izquierda del applet, se nos proporciona los datos relativos:
- El instante t en s.
- la posición x de la varilla en cm
- la velocidad v de la varilla en cm/s