Question

3. Un haz de electrones con energía cinética de 104 eV, se mueve en un campo magnético
perpendicular a su velocidad, describiendo una trayectoria circular de 25 cm de radio.

a) Con ayuda de un esquema, indique la trayectoria del haz de electrones y la dirección y
sentido de la fuerza, la velocidad y el campo magnético. Calcule la intensidad del campo
magnético.

b) Para ese mismo campo magnético explique, cualitativamente, cómo variarían la velocidad, la
trayectoria de las partículas y su radio si, en lugar de electrones, se tratara de un haz de iones
de Ca2+. e = 1,6·10-19 C ; me = 9,1·10-31 kg

Prueba de Selectividad, Andalucia, Reserva A 2015-2016, FISICA

Answer 1

a) Con ayuda de un esquema, indique la trayectoria del haz de electrones y la dirección y sentido de la fuerza, la velocidad y el campo magnético. Calcule la intensidad del campo magnético.

 

El esquema se muestra en la imagen adjunta.

 

Para calcular el campo magnético, se tienen los siguientes datos:

 

Ec = 10^4 eV = 1,602*10^-15 J

 

Ec = m*V^2/2

 

1,602*10^-15 = (9,1*10^-31)*V^2/2

 

V = 59336996,22 m/s

 

Ahora se calcula la fuerza con una sumatoria de fuerzas en el electrón:

 

∑F = m*a

 

F = m*a

 

En este caso la aceleración es centrípeta ac = V^2/r, sustituyendo se tiene que:

 

F = (9,1*10^-31)*( 59336996,22)^2/0,25 = 1,28*10^-14 N

 

Con estos valores se tiene que el campo magnético es:

 

|F| = |q|*|V|*|B|*Sen(90º)

 

B = 1,316*10^-3 T

 

b) Para el mismo campo magnético explique, cualitativamente, como variarían la velocidad, la trayectoria de las partículas y su radio si, en lugar de electrones, se tratara de un haz de iones de Ca2+.

 

Manteniendo el mismo campo magnético se puede decir que la velocidad se mantiene casi igual, con la misma, dirección y sentido que en el apartado anterior. Con respecto a la magnitud, ella cambia ya que al haber mayor cantidad de masa, la velocidad se ve reducida.

 

Con respecto a la trayectoria, esta cambia debido al cambio en la carga, lo que permitiría un cambio en el movimiento debido a la carga que posee (Ahora positiva y antes negativa), esto produce una nueva trayectoria con el mismo radio pero en sentido opuesto.

 

PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA RESERVA A 2015-2016 FÍSICA.