SOLUCIÓN DE EJERCICIOS
FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA – SERWAY
SOLUCIÓN PROBLEMA 59 CAPÍTULO 29 FÍSICA SERWAY
59. El capítulo muestra al inicio una fotografía de un cañón de riel. Se han sugerido los cañones de rieles para el lanzamiento de proyectiles hacia el espacio sin necesidad de cohetes químicos y para lanzar antimisiles tierra-aire. Un modelo a escala del cañón de rieles (figura P30.59) está constituido por dos rieles largos paralelos separados 3.50 cm, atravesados por una barra BD con una masa de 3.00 g. La barra está originalmente en reposo en el punto medio de los rieles y se desliza
libremente sin fricción. Cuando se cierra el interruptor, se establece rápidamente una corriente eléctrica en el circuito ABCDEA. Los rieles y la barra presentan una resistencia eléctrica baja, y la corriente queda limitada por la fuente de energía a 24.0 A constante. a) Determine la magnitud del campo magnético a 1.75 cm de un solo alambre recto muy largo que lleva una corriente de 24.0 A. b) Determine la magnitud y dirección del campo magnético en el punto C en el diagrama, el punto medio de la barra, inmediatamente después de que se cierre el interruptor. Sugerencia: Considere las conclusiones que puede deducir de la ley de Biot-Savart. c) En otros puntos a lo largo de la barra BD, el campo está en la misma dirección que el punto C, pero es mayor en magnitud, suponga que el campo magnético efectivo promedio a lo largo de BD es cinco veces más grande que el campo en C. Con esta suposición, determine la magnitud y dirección de la fuerza sobre la barra. d) Determine la aceleración de la barra cuando está en movimiento. e) ¿La barra se mueve con aceleración constante? f) Determine la velocidad de la barra después de que recorra 130 cm hacia el extremo de los rieles.
Solución:
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