Admi-Tec
Difícil
Magnetismo
UNMSM · 2026

Ejercicio de Física — UNMSM

Una barra metálica homogénea de longitud L=50L = 50 cm se apoya sobre dos alambres conductores paralelos que completan un circuito junto con una resistencia RR. El área que forma el circuito es perpendicular al campo magnético uniforme de magnitud B=0,20B = 0{,}20 T (saliente del plano del circuito). Si la resistencia del circuito es R=2,0 ΩR = 2{,}0\ \Omega, determine la magnitud de la fuerza necesaria para mover la barra con rapidez constante v=4,0v = 4{,}0 m/s.

Ver solución paso a paso
  1. Al moverse la barra dentro del campo magnético, se induce una fuerza electromotriz: ε=BLv\varepsilon = B L v
  2. Esta fem genera una corriente inducida en el circuito, dada por la ley de Ohm: i=εR=BLvRi = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{BLv}{R}
  3. Sobre la barra, que ahora transporta esa corriente dentro del campo magnético, actúa una fuerza magnética que se opone al movimiento (ley de Lenz), de magnitud: FM=BiLF_M = BiL
  4. Combinando ambas expresiones: FM=B(BLvR)L=B2L2vRF_M = B\left(\frac{BLv}{R}\right)L = \frac{B^2L^2v}{R}
  5. Para que la barra se mueva con rapidez constante, la fuerza externa aplicada debe ser igual en magnitud a esta fuerza magnética de oposición. Reemplazando valores (B=0,2B=0{,}2 T, L=0,5L=0{,}5 m, v=4v=4 m/s, R=2 ΩR=2\ \Omega): FM=(0,2)2(0,5)2(4)2=(0,04)(0,25)(4)2=0,042=0,02 NF_M = \frac{(0{,}2)^2(0{,}5)^2(4)}{2} = \frac{(0{,}04)(0{,}25)(4)}{2} = \frac{0{,}04}{2} = 0{,}02 \text{ N}
  6. Expresado en militonewtons: FM=20 mNF_M = 20 \text{ mN}

Respuesta: 20 mN.