DETERMINACION DEL CAMPO MAGNETICO

TERRESTRELABORATORIO N°5

FISICA III

PROFESOR:o FERNANDO HUAMAN

ALUMNOS:o BENDEZÚ MIMBELA , MILUSKA PAMELAo HUAYTA LOROÑA, NOHEMI YETSYo MAMANI FUENTES RIVERA, LESLY RUBI

Materiales:

Barra magnética- imán

brújula

Cronometro digital Soporte de madera

Regla metálicaPapelógrafoblanco

Suspender la barra magnética por su centro con un hilo fino y delgado como se muestra en la imagen.La barra suspendida debe encontrarse de forma horizontal y en estado de reposo.Es importante mantener lejos la brújula para evitar que el imán se mueva

PROCEDIMIENTO

EXPERIENCIA 1

Paso 1 Suspender la barra magnética por su centro con un hilo fino y delgado como se muestra en la imagen.La barra suspendida debe encontrarse de forma horizontal y en estado de reposo.Es importante mantener lejos la brújula para evitar que el imán se mueva

• Si la barra no se mantiene en reposo se debe utilizar algo suave para amortiguar su movimiento y así ponerla en reposo poco a poco. Como por ejemplo un pañuelo o un poco de papel.

• Este detalle es determinante ya que afecta el resultado.

Si la barra no se mantiene en reposo se debe utilizar algo suave para amortiguar su movimiento y así ponerla en reposo poco a poco. Como por

ejemplo un pañuelo o un poco de papel.

Este detalle es determinante ya que afecta el resultado.

Donde: I = Momento de inercia de la barra con respecto al eje de rotación. = Momento magnético de la barra. Bx = Componente horizontal del campo . Bx

Hacer oscilar la barra en el plano horizontal, alrededor de la dirección que tenia en estado de reposo dándole así una pequeña amplitud

Paso 2

Con la ayuda de un cronómetro, medir el tiempo de 10 oscilaciones completas

Repetir 3 o 4 veces

Medir las dimensiones de la barra ya que esto nos servirá para hallar el momento de inercia de la barra

a I = M( a + b ) / 12 ... (4) b b

c

Determine la masa de la barra .

EXPERIENCIA 2

Coloque la brújula sobre una hoja grande de papel y traza un eje que coincida con la dirección de la aguja. Este eje tendrá la dirección de B.

Sin mover la brújula, coloque la barra magnética, tal como se muestra , donde «d» toma valores de 20, 25, 30, 35 , 40cm; en cada caso mida el valor de

Demuestre las siguientes ecuaciones:

Sabemos que la barra de imán esta en condiciones de oscilar debido a la interacción con la tierra puesto que este se comporta como un imán gigante.

ECUACION «a»

Donde:

: momento magnético del polo del imán

B: magnitud del campo magnético terrestre

Sabemos que:

De las ecuaciones (I) y (II):

De la gráfica el torque que experimenta cada polo del imán es:

Además:

𝑇=2𝜋 √ 𝐼𝜇𝐵

Como utilizamos pequeños ángulos , podemos decir

MOMENTO DE INERCIA DE LA BARRA

De donde:

M: masa de la barra (kg)

a: ancho de la barra (m)

b: largo de la barra (m)

𝑰=𝑴 (𝒂𝟐+𝒃𝟐 )

𝟏𝟐

ECUACION «b»

El valor de B (componente horizontal del campo magnético de la barra magnética) en el punto O se determina utilizando el concepto de polos magnéticos. Donde B es la resultante de los campos magnéticos producidos en O , por los polos +m y –m

En el punto O

Pero

Lo reemplazo y se obtiene:

𝐵h=

𝜇0

2𝜋×𝜇×𝑑

(𝑑2−𝑙2

4 )2

Determinación del campo magnético con su respectivo error

Tiempo (s) N° Oscilaciones Periodo (s/oscilación )

Calculamos el periodo promedio ()

d ( m)

0.45 m

0.40 m

0.35 m

0.30 m

0.25 m

0.20 m

Para determinar el campo magnético terrestre , completamos los siguientes cuadros con los datos obtenidos experimentalmente En el primer cuadro hallamos el periodo promedio mediante una media aritmética.

Después de completar todo, aplicamos :

𝐵=[ 2𝜋

𝑇 ×(𝑑2−𝑙2

4 ) ]√2 𝐼𝑑 tan∅𝜇0

2𝜋

Para luego completar el cuadro final :

Periodo (s) d (m) (m) I (Kg/m2) Campo magnético (T)

0.45 m a

0.40 m b

0.35 m c

0.30 m d

0.25 m e

0.20 m f

Calculando el campo magnético terrestre promedio

Pero 1 tesla equivale a 104 gauss

Luego ,promediamos los campos magnéticos calculados para cada distancia (d)

Valor máximo: 0.5 Gauss en los polos

Valor mínimo: 0.3 Gauss en el Ecuador

nos ubicamos próximos a la línea ecuatorial.

% 𝐸=¿B teórico : 0.3 gauss

Sabemos que el campo magnético terrestre varía en un rango de 0.3 a 0.5 Gauss siendo: