Preguntas PSU de Ciencias: trayectoria de una carga eléctrica en un campo magnético

Un campo magnético es un campo de fuerza que se genera como resultado del movimiento de cargas eléctricas. Veamos un ejemplo en el siguiente ejercicio del Demre.

En una zona del espacio hay un campo magnético uniforme, de magnitud B₀, entrando perpendicularmente al plano y-z, como se indica en la figura 1. A dicha zona entra un neutrón, n, con velocidad paralela al eje z, de magnitud v₀.

Si solo se consideran los efectos del campo magnético sobre el neutrón, ¿cuál de las trayectorias en el plano y-z, propuestas en la figura 2, tendrá el neutrón en la zona con campo magnético?

A) La trayectoria A, semicircunferencia hacia la izquierda.

B) La trayectoria B, parábola hacia la izquierda.

C) La trayectoria C, recta.

D) La trayectoria D, parábola hacia la derecha.

E) La trayectoria E, semicircunferencia hacia la derecha.

Antes de resolver este ejercicio debemos recordar que la magnitud de la fuerza magnética sobre una carga eléctrica que se mueve en un campo magnético corresponde a:

F = vBqsen(θ)

De donde:

● "v" es la magnitud de la velocidad de la carga.

● "B" es la magnitud del campo magnético.

● "q" es el valor de la carga eléctrica.

● θ es el ángulo entre la velocidad y el campo magnético.

Si vamos a la primera parte del ítem vemos que la partícula en movimiento es un neutrón, es decir, hay una particula con carga eléctrica nula, por lo cual la fuerza también cumple con esa característica.

En consecuencia, el neutrón no tendrá variación en su velocidad, y por lo tanto, continuará con movimiento rectilíneo uniforme.

De ese modo, tenemos que la alternativa correcta es la letra C).

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