El documento presenta 4 problemas relacionados con la física. El primer problema involucra calcular la frecuencia ciclotrónica, velocidad máxima y energía cinética de un protón en un ciclotrón. El segundo problema pide calcular la constante de torsión de un resorte usando la desviación angular producida por una corriente en un galvanómetro. El tercer problema hace preguntas sobre los tipos de superconductores y sus propiedades magnéticas. El cuarto problema pide explicar el funcionamiento de un interruptor de falla a t

1. Universidad de Oriente
Núcleo de Bolívar.
Unidad de Estudios Básicos.
Departamento de Ciencias.
Área de Física.
Física II. Sección 05.
Semestre II-2012.
Prof. Ramón Martínez Z.
TRABAJO N° 4 (CAMPO MAGNÉTICO)
1) La figura siguiente es un diagrama de un ciclotrón. Una partícula cargada
parte del punto central, y, para determinado campo magnético perpendicular al
plano del movimiento, sigue una trayectoria circular. El ciclotrón aprovecha la
ventaja de que el tiempo que tarda la partícula en recorrer medio círculo es
independiente de la velocidad de ésta. Se aplica un voltaje alterno a través del
hueco entre las dos “des” (las partes semicirculares), de modo que, cuando la
partícula cruza el hueco de nuevo, después de haber terminado medio circulo, el
voltaje ha cambiado de signo, y la partícula de nuevo se acelera. La frecuencia del
voltaje oscilante debe coincidir con la frecuencia ciclotrónica. De este modo, la
partícula siempre acelera, describiendo círculos cada vez mayores en el mismo
tiempo, hasta que el haz sale en el radio máximo. (a) Si el campo magnético tiene
una intensidad de 1 T y la partícula que circula es un protón, q = + 1.6 x 10-19 C y
m = 1.7 x 10-27 Kg, ¿cuál es la frecuencia ciclotrónica? (1 pto). (b) ¿Cuál es la
velocidad máxima del protón cuando el radio máximo es 50 cm? (1 pto). (c)¿Cuál
es la energía cinética correspondiente máxima? (1 pto).
Nota: La teoría que fundamenta la resolución de este problema se basa en
el movimiento de una partícula cargada en un campo magnético.

2. 2) La siguiente figura muestra los principios en que se fundamenta un
galvanómetro, que es un dispositivo usado para medir corrientes. La bobina tiene
2 cm de alto y 1 cm de ancho; tiene 250 vueltas y está montada de tal manera que
puede girar alrededor de un eje vertical en un campo magnético uniforme radial B
= 2000 G (G. Gauss). Un resorte Sp produce un momento restaurador que
equilibra el momento magnético, dando lugar a una desviación angular constante
Φ correspondiente a una corriente dada i en la bobina. Si una corriente de 1 x 10-4
A produce una desviación angular de 30°, ¿cuál es la constante de torsión k del
resorte?. 2 pts.
Nota: La fundamentación teórica para resolver el problema se basa en el
momento restaurador del péndulo de torsión y el momento magnético sobre una
espira con corriente.
3) La superconductividad tiene propiedades eléctricas y magnéticas
trascendentes. Considerando las propiedades magnéticas de un superconductor,
se les motiva a contestar las siguientes preguntas:
 Describan brevemente los tipos de superconductores existentes, de
acuerdo a su comportamiento magnético. 1 pto.
 ¿Cómo es el campo magnético en el interior de los
superconductores?. 0.5 pts.
 ¿Un superconductor es ferromagnético, paramagnético o
diamagnético?. 0.5 pts
 Describan brevemente el fenómeno de la superconductividad
conocido como el efecto Meissner. 1 pto.
 ¿Por dónde circula la corriente en un superconductor?. 0.5 pts.
4) Expliquen, utilizando la Ley de Faraday y utilizando una representación,
el funcionamiento del interruptor de falla a tierra (IFT), el cual es un dispositivo de
protección para evitar la electrocución, al tocar las partes metálicas de los
aparatos eléctricos. 1.5 ptos.

3. Integrantes
Nombre y Apellido N° de cédula