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Práctica 1. Fuerza de Lorentz
Modelar la trayectoria de una partícula cargada en un campo magnético y eléctrico constante.
El modelo que se muestra está incompleto y deben terminarlo agregando las ecuaciones de
movimiento apropiadas.
1. Descarga la simulación ejs_trayectoriaCampoExB.jar que se encuentra en el aula virtual.
2. Corre la simulación1.
3.-Observa que al cambiar los campos magnéticos no tiene ningún efecto en el movimiento.
Esto se debe a que la fuerza de Lorentz no está completa
4. Da clic derecho sobre la simulación y da clic en Abrir Modelo EJS2.
5. Selecciona Modelo y observa la página de Evolución. La fuerza que gobierna al movimiento
es simplemente:
F = q E or a = (q/m)*E
La página de Evolución necesita seis ecuaciones. Tres para definir la velocidad y tres para
definir la aceleración. ¿Por qué son tres de cada una?
Para que el campo magnético tenga impacto en el movimiento, necesitas incluir el campo
magnético en la ecuación de Lorentz:
F = q (E + v x B)
La componente x de esta ecuación es
Fx = q*(Ex + vy*Bz - vz*By).
5. Explica porqué y da las componentes restantes
Fy = Fz =
7. Reporten su práctica de acuerdo con la estructura textual predeterminada.
8. Nombren a un representante de equipo para que sea el encargado de subir su trabajo a la
base de datos y esperen los comentarios de sus compañeros.
9. Lean todas las aportaciones que realicen sus compañeros a su trabajo y ustedes también
descarguen y comenten los trabajos de los demás equipos.
10. Una vez que la mayoría de sus compañeros haya hecho comentarios a su trabajo,
organícense nuevamente con su equipo y elaboren una segunda versión considerando las
aportaciones, de tal manera que puedan mejorar su documento.
*Recuerden respetar las aportaciones de sus compañeros(as) y tratar de complementarlas con
acierto.
11. Por último, cada integrante del equipo debe subir la segunda versión del reporte a la base
de datos para que pueda ser evaluado.
Práctica 3. Modelo de un circuito RLC con batería
Fig1. Un circuito sencillo en serie RLC con una fuente de voltaje Vs.
El modelo del circuito RLC simula un resistor R, un capacitor C y un inductor L en serie con una
batería y gráfica la dependencia del tiempo de caída de voltaje a través de estos elementos. La
resistencia R refleja todas las pérdidas de energía en el circuito. La ecuación diferencial para la
carga en el capacito Q se encuentra aplicando la regla de la malla de Kirchhoff.
Como se resuelve un modelo dinámico, se observan cambios cuando la simulación se corre y el
voltaje de la batería cambia. El parámetro de paso de tiempo configura el incremento de
tiempo entre las medidas del voltaje y el parámetro de número de puntos n configura el la
cantidad de datos que serán desplegados. La gráfica se muestra después de que n puntos de
datos se han salvado, ya que los datos que se toman en un inicio se desechan.
*Esta práctica es colaborativa por lo que para llevarla a cabo es importante que te organices
con el equipo que te asignará tu Facilitador. Realicen lo siguiente:
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6. Completa el modelo usando las ecuaciones apropiadas de la aceleración.
Para quitar las palabras Modelo Incompleto, ve a la página de Modelo, Variables, Display y
cambia ModelComplete de FALSE a TRUE
Prueba para q/m=1 para ver si has configurado el modelo correctamente.
Si E = 0, Bx = By = 0 y Bz = 1 (or B = 1k) e incialmente vx = 1, vy = 0 y vz = 0 (v = 1i), deberías ver
una trayectoria circular. Explica porque y qué otras configuraciones darían una trayectoria
circular. Pruebalas y verifica que son circulares. Explica como generar un circulo de menor
radio.
Si E = 1i, B = 1k e inicialmente v = -1j, Explica porqué se da esa trayectoria.
Si E = 1i, B = 1i, e incialmente v =0, explica porqué el movimiento es el mismo sin importar el
valor de Bx.
Si E = 1i, B = 1k e inicialmente v = 0, explica porqué la partícula no cambiaría la componente z
de su movimiento. Prueba el caso en la simulación.
7. Reporta tu práctica de acuerdo con la estructura textual predeterminada.
8. Envía tu práctica mediante la sección de Tareas y espera la retroalimentación de tu
Facilitador (a).
Práctica 2. La onda electromagnética
Esta práctica es colaborativa por lo que tu Facilitador (a) deberá dividir al grupo en equipos de
3 a 5 estudiantes, asignar a cada equipo un número que lo identifique y por último dar el
número de equipo a sus estudiantes. Comienza a trabajar en equipo y realicen lo siguiente:
Modelado de ondas electromagnéticas.
Para poder modelar las ondas electromagnéticas es necesario conocer sus propiedades.
Realicen lo siguiente:
1. Descarguen la simulación ejs_ondasmagneticasf.jar que se encuentra en el aula virtual.
2. Obtengan la ecuación de onda de las ecuaciones de maxwell
3. Describan la forma de obtener el valor de la velocidad de la luz en el vacío.
4. Expliquen por qué se consideran las ondas electromagnéticas transversales.
5. Describan la relación entre las magnitudes del campo eléctrico y magnético.
6. Modelen una onda electromagnética con las siguientes características:
a. La frecuencia y longitud de onda de una señal electromagnética que pueda ser transmitida
desde un satélite geoestacionario a un punto en la Tierra.
b. La relación adecuada entre la magnitud del campo magnético y eléctrico.
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1. Descarguen la simulación ejs_RlcCircuitoConBateria.jar que se encuentra en el aula
virtual.
2. Investiguen el comportamiento de un circuito RLC.
3. Corran el modelo y observa lo que ocurre al cambiar el voltaje de la batería. Aumenta el
valor del paso de tiempo entre puntos a y observa cómo se visualizan los cambios
conforme se modifica el voltaje de la batería. Explica cómo se relaciona y n al tiempo de
barrido en un osciloscopio.
4. Cambien el valor de la inductancia, la resistencia y la capacitancia. Observa que la
gráfica muestra la fuente de voltaje (en gris) así como los voltajes en cada elemento del
circuito (los colores se muestran en la parte superior de la pantalla).
5. Seleccionen un punto especifico en el tiempo y mide los voltajes, verifica que el voltaje
a través del inductor (rojo), el resistor (verde) más el capacito es igual al valor del voltaje
de la fuente (gris).
6. Describan lo que ocurre al voltaje a través de cada elemento inmediatamente después
de que la fuente de voltaje cambia. Explica tus observaciones.
7. La frecuencia de oscilación para oscilaciones no amortiguadas está dada por ωo=(LC)-1/2.
Pon la resistencia a cero y mide este periodo de oscilación. Selecciona diferentes valores
de L y C y observa la nueva frecuencia. Expliquen si los voltajes del inductor y del capacitor
son los mismos.
8. Debido a la perdida de energía, la frecuencia de las oscilaciones libres ω llega a ser
menor donde . Explica cómo cambian las curvas cuando la resistencia se incrementa y .
9. Reporten su práctica de acuerdo con la estructura textual predeterminada.
10. Nombren a un representante de equipo para que sea el encargado de subir su trabajo
a la base de datos y esperen los comentarios de sus compañeros.
11. Lean todas las aportaciones que realicen sus compañeros a su trabajo y ustedes
también descarguen y comenten los trabajos de los demás equipos.
12. Una vez que la mayoría de sus compañeros haya realizado comentarios a su trabajo,
organícense nuevamente con su equipo y elaboren una segunda versión considerando las
aportaciones, de tal manera que puedan mejorar su documento.
13. Por último, cada integrante del equipo debe subir la segunda versión del reporte de la
práctica a la base de datos para que pueda ser evaluado.
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