Tippens Fisica2 7edicion Prefacio

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Prefacio Figura 1.24 Uso de calibradores para medir un diámetro interno. x El texto Física II. Conceptos y aplicaciones está escrito y adaptado para el estudio de la física en 11 o grado. El énfasis en las aplicaciones y la amplia gama de temas cubiertos lo hace adecuado para estudiantes de educación media con interés en ciencia y tecnología, lo mismo que en biología, las disciplinas de la salud y las ciencias del ambiente. En cuanto a las mate- máticas, que se han revisado ampliamente, se suponen ciertos conocimientos de álgebra, geometría y trigonometría, pero no de cálculo. Esta obra es el resultado de ediciones anteriores como un proyecto amplio para encarar la necesidad de un libro de texto que presente los conceptos fundamentales de la física de forma comprensible y aplicable por estudiantes con antecedentes y preparación diversos. El objetivo fue escribir un libro de texto legible y fácil de seguir, pero también que ofreciera una preparación sólida y rigurosa. Los generosos comentarios de muchos atentos lectores han contribuido a conservar el objetivo, y el trabajo ha recibido reconocimiento internacional que ha cobrado forma en el prestigioso Premio McGuffey presentado por la Text and Academic Authors Association (TAA) por su excelencia y larga duración. En la física que se enseña en la educación media hay tres tendencias que influyen hoy día en la instrucción; las bases para el estudio avanzado en casi cualquier área: 1. La ciencia y la tecnología crecen exponencialmente. 2. Los empleos disponibles y las opciones de carreras pre- cisan mayores conocimientos de las bases de la física. 3. En el nivel básico, la preparación en matemáticas y ciencias (por diversas razones) no está mejorando con la rapidez suficiente. La meta de Física II. Conceptos y aplicaciones radica en atacar los dos frentes de los problemas ocasionados por tales tendencias. Si bien brindamos los conocimientos ne- cesarios de matemáticas, no nos comprometemos con los resultados educativos. Organización El texto consta de 11 unidades que abarcan los temas re- lacionados con el movimiento periódico, ondas, sonido, luz, óptica geométrica y física, electricidad, magnetismo y para terminar con la física moderna. Esta sucesión normal se adecua a las necesidades de un plan de estudios acorde con las políticas educativas del país en materia de la ense- ñanza de la física. También es posible utilizarlo en cursos más breves, con una selección sensata de los temas. Hay ciertas áreas donde las explicaciones difieren de las que se ofrecen en la mayor parte de los libros de texto. Una diferencia relevante es el reconocimiento de que muchos es- tudiantes ingresan a su primer curso de física sin poder apli- car las habilidades básicas del álgebra y la trigonometría. Han realizado los cursos anteriores, pero por diversas razo- nes parecen incapaces de aplicar los conceptos para solu- cionar problemas. El dilema radica en cómo lograr el éxito sin sacrificar la calidad. En el libro Física I dedicamos toda una unidad a repasar las matemáticas y el álgebra necesarias para resolver problemas de física. Cuando otros libros de texto realizan un repaso semejante, lo hacen en un apéndice o en material complementario. Nuestro método permite a los estudiantes reconocer la importancia de las matemáticas y ponderar muy pronto sus necesidades y sus deficiencias. Puede obviarse sin problema, según la preparación de los estudiantes o a discreción de cada maestro; sin embargo, no puede ignorarse como un requisito fundamental en la reso- lución de problemas. Programa de imágenes mejoradas Fotografías de entrada de unidad. Se ha hecho un esfuerzo por lograr que la física luzca más visual me- diante la inclusión de fotografías introductorias en cada unidad acompañadas por un breve comentario. Estas imágenes se eligieron con sumo cuidado para que demostraran los conceptos y las aplicaciones ex- puestas en las unidades. Figuras. Todas las figuras fueron revisadas o redi- bujadas. En muchos casos, se insertaron fragmentos de fotografías en los dibujos para mejorarlos, ade- más de que se usaron más recuadros de color para destacar conceptos. Párrafos de planeación Los estudiantes de primer curso suelen decir: “es que no sé por dónde empezar”. Para encarar esta queja hemos incluido un paso adicional para muchos de los ejemplos del libro. Los párrafos del plan tienden un puente entre la lectura de un problema y la aplicación de una estrategia de aprendizaje. Tippens-preliminares11.indd 10 8/19/08 1:36:17 PM

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libro en pdf de Paul TIppens 7ma edición

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Prefacio

Figura 1.24 Uso de calibradores para medir un diámetro interno.

x

El texto Física II. Conceptos y aplicaciones está escrito y adaptado para el estudio de la física en 11o grado. El énfasis en las aplicaciones y la amplia gama de temas cubiertos lo hace adecuado para estudiantes de educación media con interés en ciencia y tecnología, lo mismo que en biología, las disciplinas de la salud y las ciencias del ambiente. En cuanto a las mate-máticas, que se han revisado ampliamente, se suponen ciertos conocimientos de álgebra, geometría y trigonometría, pero no de cálculo.

Esta obra es el resultado de ediciones anteriores como un proyecto amplio para encarar la necesidad de un libro de texto que presente los conceptos fundamentales de la física de forma comprensible y aplicable por estudiantes con antecedentes y preparación diversos. El objetivo fue escribir un libro de texto legible y fácil de seguir, pero también que ofreciera una preparación sólida y rigurosa. Los generosos comentarios de muchos atentos lectores han contribuido a conservar el objetivo, y el trabajo ha recibido reconocimiento internacional que ha cobrado forma en el prestigioso Premio McGuffey presentado por la Text and Academic Authors Association (TAA) por su excelencia y larga duración.

En la física que se enseña en la educación media hay tres tendencias que influyen hoy día en la instrucción; las bases para el estudio avanzado en casi cualquier área:

1. La ciencia y la tecnología crecen exponencialmente.

2. Los empleos disponibles y las opciones de carreras pre-cisan mayores conocimientos de las bases de la física.

3. En el nivel básico, la preparación en matemáticas y ciencias (por diversas razones) no está mejorando con la rapidez suficiente.

La meta de Física II. Conceptos y aplicaciones radica en atacar los dos frentes de los problemas ocasionados por tales tendencias. Si bien brindamos los conocimientos ne-cesarios de matemáticas, no nos comprometemos con los resultados educativos.

OrganizaciónEl texto consta de 11 unidades que abarcan los temas re-lacionados con el movimiento periódico, ondas, sonido, luz, óptica geométrica y física, electricidad, magnetismo y para terminar con la física moderna. Esta sucesión normal se adecua a las necesidades de un plan de estudios acorde con las políticas educativas del país en materia de la ense-ñanza de la física. También es posible utilizarlo en cursos más breves, con una selección sensata de los temas.

Hay ciertas áreas donde las explicaciones difieren de las que se ofrecen en la mayor parte de los libros de texto. Una diferencia relevante es el reconocimiento de que muchos es-tudiantes ingresan a su primer curso de física sin poder apli-

car las habilidades básicas del álgebra y la trigonometría. Han realizado los cursos anteriores, pero por diversas razo-nes parecen incapaces de aplicar los conceptos para solu-cionar problemas. El dilema radica en cómo lograr el éxito sin sacrificar la calidad. En el libro Física I dedicamos toda una unidad a repasar las matemáticas y el álgebra necesarias para resolver problemas de física. Cuando otros libros de texto realizan un repaso semejante, lo hacen en un apéndice o en material complementario. Nuestro método permite a los estudiantes reconocer la importancia de las matemáticas y ponderar muy pronto sus necesidades y sus deficiencias. Puede obviarse sin problema, según la preparación de los estudiantes o a discreción de cada maestro; sin embargo, no puede ignorarse como un requisito fundamental en la reso-lución de problemas.

Programa de imágenes mejoradas • Fotografías de entrada de unidad. Se ha hecho un

esfuerzo por lograr que la física luzca más visual me-diante la inclusión de fotografías introductorias en cada unidad acompañadas por un breve comentario. Estas imágenes se eligieron con sumo cuidado para que demostraran los conceptos y las aplicaciones ex-puestas en las unidades.

• Figuras. Todas las figuras fueron revisadas o redi-bujadas. En muchos casos, se insertaron fragmentos de fotografías en los dibujos para mejorarlos, ade-más de que se usaron más recuadros de color para destacar conceptos.

Párrafos de planeaciónLos estudiantes de primer curso suelen decir: “es que no sé por dónde empezar”. Para encarar esta queja hemos incluido un paso adicional para muchos de los ejemplos del libro. Los párrafos del plan tienden un puente entre la lectura de un problema y la aplicación de una estrategia de aprendizaje.

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Temas de física cotidianaSe han incluido ladillos a lo largo del texto para fomentar el interés y motivar el estudio ulterior.

CaracterísticasHay varias características que captan y mantienen la atención de los estudiantes. Entre ellas se cuentan las siguientes:

Objetivos de la unidadA fin de encarar los problemas de los resultados educativos, cada unidad empieza con una defini-ción clara de los objetivos. El es-tudiante sabe desde el principio qué temas son relevantes y qué resultados puede esperar.

Estrategias de resolución de problemasA lo largo del texto se han incluido secciones destacadas en color con procedimientos detallados, paso por paso, para resolver problemas difíciles de física. Los estudian-tes pueden emplear estas secciones como guía hasta fami-liarizarse con el proceso de razonamiento necesario para aplicar los conceptos fundamentales expuestos en el libro. Gracias a los numerosos ejemplos incluidos se refuerzan estas estrategias.

Redacción informativaUn sello que se destaca en esta edición es la presentación de la física con un estilo amigable e informativo.

Uso de colorSe ha utilizado el color para destacar en el texto las ca-racterísticas pedagógicas. Los ejemplos, las estrategias de aprendizaje y las ecuaciones más importantes se han des-tacado con color, además se han usado tonos diversos para hacer énfasis en algunas partes de las figuras.

Ejemplos textualesA lo largo de todos los capítulos hay una cantidad conside-rable de ejemplos resueltos, que sirven como modelos para que el estudiante mire cómo aplicar los conceptos expues-tos en el libro. El alumno aprende a formarse un cuadro ge-neral de la situación y luego pone en práctica lo aprendido para resolver el problema.

Material al final de cada unidadAl terminar cada unidad se incluyen ayudas para el apren-dizaje que permiten al estudiante repasar el contenido re-cién expuesto, evaluar lo captado de los conceptos más relevantes y utilizar lo aprendido.

• Resúmenes. Se ofrece un resumen detallado de todos los conceptos esenciales. Asimismo, en el texto se des-tacan las ecuaciones importantes, además de que se resumen al terminar cada unidad.

• Palabras clave. Al final de cada unidad se enumeran las palabras clave, las cuales se destacan también en negritas la primera vez que aparecen en el texto. Entre estas palabras se cuentan los términos centrales expli-cados en la unidad, de forma que el estudiante pueda comprobar cuánto comprende de los conceptos que les subyacen.

FÍSICA HOY¿Por qué un frisbee que se lanza gira y vuela, mientras que uno que no gira se cae? La respuesta es la cantidad de movimiento angular. El frisbee que gira tiene una gran cantidad de movimiento angular, con su material más grueso en los bordes. La cantidad de movimiento angular ayuda al disco que gira a vencer los momentos de torsión provocados por las fuerzas dinámicas.

Prefacio xi

ResumenLa presente unidad trata el concepto de campo magnético a partir de cargas eléctricas en movimiento, al igual que se co-noce el funcionamiento de algunos artefactos que requieren para su funcionamiento el conocimiento de campos magné-ticos. Además, se estudia el concepto de momento de torsión magnético, el cual sirve como base para el funcionamiento de motores, amperímetros, voltímetros y galvanómetros. Los siguientes puntos resumen los conceptos más importantes que se estudian en esta unidad.

• La densidad de flujo magnético B en una región de un campo magnético es el número de líneas de flujo que pa-san a través de una unidad de área perpendicular al flujo.

Densidad de flujomagnético

BA Asen

donde flujo, Wb

B densidad de flujo magnético,

ángulo que forma el plano del área

A área de unidad m2

respecto al flujo

T (1 T 1 Wb m2)

• La densidad de flujo magnético B es proporcional a la intensidad del campo magnético H. La constante de pro-porcionalidad es la permeabilidad del medio en el cual existe el campo.

B£A

mHPara el vacío

m0 4p 10 7 T m/A

• La permeabilidad relativar es la razón /

0. Podemos

escribir

donde mr

m

m0

PermeabilidadrelativaB m0mrH

• Un campo magnético de densidad de flujo igual a 1 T ejercerá una fuerza de 1 N sobre una carga de 1 C que se mueve en dirección perpendicular al campo con una ve-locidad de 1 m/s. El caso general aparece descrito en la figura 9.16, donde la carga se mueve formando un ángulo respecto al campo.

F qvB sen BF

qv sen

Fuerza magnéticasobre una cargaen movimiento

La dirección de la fuerza magnética se puede determinar por medio de la regla de la mano derecha, como se apre-cia en la figura 9.14.

• La fuerza F sobre un alambre por el cual circula una co-rriente I formando un ángulo con una densidad de flujo B se calcula mediante

F ILB senFuerza magnética

sobre un conductor

donde L es la longitud del conductor.• Presentamos a continuación las ecuaciones que corres-

ponden a muchos campos magnéticos comunes:

BNI

2RCentro de

una bobinaB

NIL

Solenoide

BI

2 r

Alambre

largoB

I

2RCentro de

una espira

• El momento de torsión magnético sobre una bobina de alambre que conduce corriente y tiene N vueltas de alam-bre está dado por

Momento de torsión magnéticoNBIA cos

donde N número de vueltas de alambreB densidad de flujo, TI corriente, A

A área de la bobina de alambre, m2

ángulo que forma el plano de la bobina con el campo

• La misma ecuación puede aplicarse en el caso de un so-lenoide, excepto en que el ángulo se sustituye general-mente por , que es el ángulo que forma el eje del sole-noide con el campo.

Momento de torsión sobreun solenoide

NBIA sen

• La resistencia multiplicadora Rm que se debe conectar

en serie con un voltímetro para permitir la desviación de toda la escala para V

B se calcula mediante

Resistencia multiplicadoraRm

VB

Ig

Rg

Ig es la corriente del galvanómetro y R

g es su resistencia.

• La resistencia en derivación Rs que debe conectarse en

paralelo con un amperímetro para tener una desviación de toda la escala para una corriente I es

Resistencia en derivaciónRs

IgRg

I Ig

Resumen y repaso

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Tema 9.1 Magnetismo

1. Una espira rectangular tiene un área de 200 cm2 y el planode la espira forma un ángulo de 41° con un campo magné-tico de 0.28 T. ¿Cuál es el flujo magnético que penetra laespira? Resp. 3.67 10 3 Wb

2. Una bobina de alambre de 30 cm de diámetro está en di-rección perpendicular a un campo magnético de 0.6 T. Sila bobina gira hasta formar un ángulo de 60° con ese cam-po, ¿cómo cambiará el flujo?

3. Un campo horizontal constante de 0.5 T atraviesa una es-pira rectangular de 120 mm de largo y 70 mm de ancho.Determine cuál será el flujo magnético que atraviesa la es-pira cuando su plano forme los siguientes ángulos con elcampo B: 0°, 30°, 60° y 90°. Resp. 0, 2.10 mWb, 3.64 mWb, 4.20 mWb

4. Un flujo de 13.6 mWb pasa a través de una espira dealambre de 240 mm de diámetro. Encuentre la magnitudde la densidad de flujo magnético si el plano de la bobinaes perpendicular al campo.

5. Un campo magnético de 50 Wb pasa a través de una es-pira perpendicular de alambre cuya área es 0.78 m2. ¿Cuáles la densidad de flujo magnético? Resp. 64.1 T

6. Una espira rectangular de 25 15 cm está orientada demanera que su plano forma un ángulo con un campo Bde 0.6 T. ¿Cuál es el ángulo si el flujo magnético quepasa por la espira es de 0.015 Wb?

Tema 9.6 Fuerza sobre una carga en movimiento

7. Un protón (q 1.6 10 19 C) se inyecta de derecha aizquierda en un campo B de 0.4 T dirigido hacia la partesuperior de una hoja de papel. Si la velocidad del protón es

de 2 106 m/s, ¿cuáles son la magnitud y el sentido de lafuerza magnética sobre el protón? Resp. 1.28 10 13 N,hacia la hoja

8. Una partícula alfa ( 2e) se proyecta en un campo magné-tico de 0.12 T con una velocidad de 3.6 106 m/s. ¿Cuáles la fuerza magnética sobre la carga en el instante en quela dirección de su velocidad forma un ángulo de 35° conel flujo magnético?

9. Un electrón se mueve a una velocidad de 5 105 m/s for-mando un ángulo de 60° al norte de un campo B dirigido aleste. El electrón experimenta una fuerza de 3.2 10 18 Ndirigido hacia dentro de la página. ¿Cuáles son la magnitudde B y la dirección de la velocidad? Resp. 46.2 T, v es 60° S del E

10.Un protón ( 1e) se mueve verticalmente hacia arriba auna velocidad de 4 106 m/s. Pasa a través de un campomagnético de 0.4 T dirigido hacia la derecha. ¿Cuáles sonla magnitud y el sentido de la fuerza magnética?

11.Si un electrón sustituye al protón del problema 10,¿cuáles serán la magnitud y la dirección de la fuerzamagnética? Resp. 2.56 10 13 N, hacia fuera de la hoja

12. Una partícula con carga q y masa m se proyecta hacia elinterior de un campo B dirigido hacia una hoja de papel.Si la partícula tiene una velocidad v, demuestre que serádesviada y seguirá una trayectoria circular de radio igual a:

Rmv

qB

Elabore un diagrama del movimiento, suponiendo que unacarga positiva entre al campo B de izquierda a derecha. Indi-

Problemas

amperímetro 255armadura 256campo magnético 236ciclo de histéresis 250conmutador de anillo partido 256densidad de flujo magnético 238derivación 255desviación de toda la escala 254diamagnético 240dominio 237ferromagnético 240galvanómetro 253histéresis 250

imán 235inducción magnética 237ley de la fuerza magnética 236líneas de flujo magnético 236magnetismo 235momento de torsión magnético 253motor de CD 255motor eléctrico 255paramagnético 240permeabilidad 240permeabilidad relativa 240polos magnéticos 235regla de la mano derecha 242

regla del pulgar de la mano derecha246regla del tornillo de rosca derecha 242resistencia en derivación 255resistencia multiplicadora 254retentividad 238saturación magnética 238sensibilidad 253solenoide 248tesla 239voltímetro 254weber 239

Conceptos clave

259

cación: La fuerza magnética proporciona la fuerza centrí-peta necesaria para el movimiento circular.

13. Un deuterón es una partícula nuclear formada por un protón y un neutrón unidos entre sí por fuerzas nuclea-res. La masa del deuterón es de 3.347 10 27 kg, y su carga es de 1e. Se ha observado que un deuterón pro-yectado dentro de un campo magnético cuya densidad de flujo es de 1.2 T viaja en una trayectoria circular de 300 mm de radio. ¿Cuál es la velocidad del deuterón? Véase el problema 12. Resp. 1.72 107 m/s

Tema 9.7 Fuerza sobre un conductor por el cualcircula corriente

14. Un alambre de 1 mm de longitud conduce una corriente de 5.00 A en dirección perpendicular a un campo magné-tico B de 0.034 T. ¿Cuál es la fuerza magnética sobre el alambre?

15. Un alambre largo conduce una corriente de 6 A en una di-rección 35° al norte de un campo magnético de 0.04 T di-rigido hacia el este. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza sobre cada centímetro del alambre? Resp.1.38 mN hacia la hoja

16. Un trozo de alambre de 12 cm conduce una corriente de 4.0 A formando un ángulo de 41° al norte de un campo B dirigido al este. ¿Cuál deberá ser la magnitud del campo B para que produzca una fuerza de 5 N sobre ese trozo de alambre? ¿Cuál es la dirección de la fuerza?

17. Un trozo de alambre de 80 mm forma un ángulo de 53° al sur respecto a un campo B de 2.3 T dirigido al oeste. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la corriente en ese alambre si experimenta una fuerza de 2 N dirigida hacia fuera de la hoja? Resp. 13.6 A

18. La densidad lineal de cierto alambre es 50.0 g/m. Un seg-mento de este alambre conduce una corriente de 30 A en dirección perpendicular al campo B. ¿Qué magnitud de-

berá tener el campo magnético para que el alambre quede suspendido, equilibrando su peso?

Tema 9.9 Otros campos magnéticos

19. ¿Cuál es la inducción magnética B en el aire en un punto localizado a 4 cm de un alambre largo que conduce una corriente de 6 A? Resp. 30 T

20. Calcule la inducción magnética que existe en el aire a 8 mm de un alambre largo que conduce una corriente de 14.0 A.

21. Una bobina circular con 40 vueltas de alambre en el aire tiene 6 cm de radio y está en el mismo plano de la hoja. ¿Qué corriente deberá pasar por la bobina para producir una densidad de flujo de 2 mT en su centro? Resp. 4.77 A

22. Si la dirección de la corriente en la bobina del problema 21 es en el sentido de las manecillas del reloj, ¿cuál es ladirección del campo magnético en el centro de la espira?

23. Un solenoide de 30 cm de longitud y 4 cm de diámetro tiene un devanado de 400 vueltas de alambre enrolladas estrechamente en un material no magnético. Si la corrien-te en el alambre es de 6 A, calcule la inducción magnética a lo largo del centro del solenoide. Resp. 10.1 mT

24. Una bobina circular con 60 vueltas tiene 75 mm de radio. ¿Qué corriente deberá existir en la bobina para que se pro-duzca una densidad de flujo de 300 T en el centro de la bobina?

25. Una espira circular de 240 mm de diámetro conduce una corriente de 7.8 A. Si la sumergimos en un medio de per-meabilidad relativa 2.0, ¿cuál será la inducción magnética en el centro? Resp. 81.7 T

26. Una espira circular de 50 mm de radio que se encuentra en el mismo plano que la hoja conduce una corriente de 15 A en sentido contrario a las manecillas del reloj. Está sumergida en un medio cuya permeabilidad relativa es de 3.0. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la induc-ción magnética en el centro de la espira?

Problemas adicionales27. Una carga de 3 C se proyectó con una velocidad de

5 105 m/s sobre el eje x positivo perpendicular a un campo B. Si la carga experimenta una fuerza ascendente de 6.0 10 3 N, ¿cuáles tendrán que ser la magnitud y la dirección del campo B? Resp. 4.00 mT, hacia aden-tro del papel.

28. Una carga desconocida se proyecta a una velocidad de 4 105 m/s de derecha a izquierda en un campo B de 0.4 T dirigido hacia fuera de una hoja de papel. La fuerza

perpendicular de 5 10 3 N hace que la partícula se mueva en círculo en el sentido de las manecillas del reloj. ¿Cuáles son la magnitud y el signo de la carga?

29. Una carga de 8 nC se proyecta hacia arriba a 4 105 m/s en un campo B de 0.60 T dirigido hacia la hoja. El campo produce una fuerza (F qvB) que también es una fuerza centrípeta (mv2/R). Esta fuerza hace que la carga negativa se mueva en un círculo de 20 cm de radio. ¿Cuál es la masa de la carga? Ésta se mueve en el sentido de las manecillas

Resúmenes

Problemas

Problemas adicionales

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EXPERIMENTO

14 Principios delelectromagnetismo

UNIDAD 9: ELECTROMAGNETISMO

ObjetivoInvestigar los principios básicos del electromagnetismo.

Repaso de conceptos y habilidadesMientras experimentaba con corrientes eléctricas en cables, Hans Christian Oersted descubrió que la aguja de una brújula cercana se desviaba al pasar la corriente por los cables. Esta desviación indica la presencia de un campo magnético alrededor del cable. Ya ha aprendido que una brújula muestra la dirección de las líneas del campo magnético. En forma semejante, se puede deter-minar la dirección del campo magnético con la regla de la mano derecha: cuando el pulgar apunta en la direc-ción de la corriente convencional, los dedos señalan la dirección del campo magnético.

Cuando una corriente eléctrica fluye a través de una espira del cable, alrededor de ésta aparece un campo magnético. Es posible formar un electromagneto enro-llando un cable que conduce corriente alrededor de un centro de hierro dulce. Un alambre enrollado varias ve-ces forma una bobina, que genera un campo semejante al de un magneto permanente. Una bobina de alambre enrollado alrededor de un centro metálico se llama so-lenoide. Las líneas del campo magnético en torno de la bobina las recolecta el centro de hierro. El resultado es un magneto poderoso.

En este experimento usted investigará algunos de los principios básicos del electromagnetismo mientras tra-baja con alambres que conducen corriente, espiras del alambre y un electromagneto.

Materiales• brújula• fuente de poder de CD, 0-5 A ( o pilas secas)• amperímetro, 0.5 A• 1.5 m de cable de malla 14-18 • interruptor de navaja• clavo de hierro grande u otro pedazo de hierro para

usarlo como centro de un magneto

• soporte con anillo• hoja de cartulina de 21.6 28 cm (8½ 11 pulg)• limaduras de hierro• papel• regla métrica• cinta adhesiva• caja de clips para sostener papeles

ProcedimientoA. El campo alrededor de un cable recto largo derecho1. Coloque la cartulina en el borde de la mesa de labo-

ratorio. Disponga el cable de modo que pase vertical-mente a través de un orificio en el centro de la cartuli-na, como muestra la figura 1. Coloque en posición el soporte con anillo y la pinza de modo que el alambre continúe vertical desde el orificio hasta las pinzas. Traiga el cable debajo de las pinzas y del soporte ha-cia el amperímetro y después hacia la terminal positi-va de la fuente de poder. La parte del cable que está debajo de la cartulina debe continuar verticalmente al menos 10 cm antes de pro-longarse por la mesa hasta el interruptor de navaja y de ahí a la terminal negativa de la fuente de poder. Verifique la polaridad apropiada de la fuente de poder y del amperímetro cuando conecte los cables.

2. Cierre el interruptor y ajuste la corriente a 2-3A. Abra el interruptor y coloque la brújula al lado del cable. PRECAUCIÓN: Él cable puede calentarse si la corriente fluye por él largo tiempo. Cierre el inte-rruptor sólo lo suficiente para hacer sus observacio-nes. Mueva la brújula alrededor del cable para trazar un mapa del campo. En la parte A de Observaciones y datos registre sus observaciones y haga un esquema del campo alrededor del cable.

3. Invierta las conexiones de la fuente de poder y del am-perímetro, de modo que la corriente fluya en dirección opuesta. Cierre el interruptor y de nuevo haga un es-quema del campo alrededor del cable; use la brújula

Manual de laboratorio

Conceptos clave

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Page 3: Tippens Fisica2 7edicion Prefacio

• Problemas y problemas adicionales. Sepresentanpro-blemaselaboradosespecialmente,quevandelosimplealocomplejo,pasandoporlomoderado.Sehahechoungranesfuerzoporcomprobarlaexactituddelosproble-masydelasrespuestasdadasalosdenúmeroimpar.

• Manual de laboratorio: Estelibroincluyeunmanualdelaboratorioconlosexperimentosdecadaunadelasunidades.

ReconocimientosRevisores de la presente edición

Deseamosreconocerydarlasgraciasalosrevisoresdeestaedición.Su contribución, aunada a sus sugerencias cons-tructivas, ideas novedosas e invaluables consejos fueronsignificativoseneldesarrollo tantodeestaedicióncomodelmaterialcomplementario.Entrelosrevisoressehallan:

AbrahamC.Falsafi National Institute of Technology

BaherHanna Owens Community College

KevinHulke Chippewa Valley Technical College

BenjaminC.Markham Ivy Tech State College

JamesL.Meeks West Kentucky Community & Technical College

JohnS.Nedel Columbus State Community College

RusellPatrick Southern Polytechnic State University

SulakshanaPlumley Community College of Allegheny County

AugustRuggiero Essex County College

ErwinSelleck SUNY College of Technology en Canton

RichVento Columbus State Community College

CareyWitkov Broward Community College

ToddZimmerman Madison Area Technical College

Agradecimientos especialesElautoryMcGraw-HillagradecenaRichVento,profesordelaColumbusStateCommunityCollege,porrevisarporcompletolaexactituddelmanuscritodeestaedición.Suscomentariosfueroninvaluables.

TambiéndamosunagradecimientoespecialaRusellPatrick,profesorenlaSouthernPolytechnicStateUniver-sity,poractualizarelbancodepruebasquecomplementaestaobra.

Revisores de ediciones previasLaspersonassiguientesrevisaronedicionespreviasdelli-bro.Suscomentariosysusconsejosmejoraronmucholalegibilidad,precisiónyactualidaddeltexto.

ShaikhAli City College of Fort Lauderdale

FredEinstein County College of Morris

MilesKirkhuff Lincoln Technical Institute

HenryMerril Fox Valley Technical College

SamNalley Chattanooga State Technical Community College

AjayRaychaudhuri Seneca College of Arts and Technology

CharlesA.Schuler California State University of Pennsylvania

ScottJ.Tippens Southern Polytechnic State University

BobTyndall Forsyth Technical Community College

RonUhey ITT Tech Institute

CliffWurst Motlow State Community College

El equipo del libro de McGraw-HillElautordeseaexpresarsuenormerespetoygratitudporelesfuerzodelgranequipodeprofesionalesdeMcGraw-Hillquehadadoincontableshorasdesutiempoyconoci-mientoparadesarrollaryproducirestaedicióndeFísica II.Conceptos y aplicacionesAgradezcodemaneraparticularamieditordedesarrollo,LizRecker,pormuchoelmejoreditorconquehetrabajadoenmuchosaños.GloriaSchiesl,lagerenteséniordeproyecto,trabajólargayarduamentea fin de que la producción no tuviera ningún obstáculo.DarylBruflodt(SponsoringEditor),ToddTurner(Marke-tingManager),JeffrySchmitt(MediaProducer),JudiDa-vid(MediaProjectManager),CarrieBurger(LeadPhotoResearchCoordinator),LauraFuller(ProductionSupervi-sion)yShirleyOberbroeckling(ManagingDevelopmentalEditor)tambiénrealizarontareasdesumaimportanciaenestarevisión.

xii Prefacio

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