CARGAS EN CAMPO MAGNÉTICO
CN.F.5.1.54. Reconocer la naturaleza vectorial de un campo magnético, a través del análisis de sus características, determinar la intensidad del campo magnético en la solución de problemas de aplicación práctica, establecer la fuerza que ejerce el campo magnético uniforme sobre una partícula cargada que se mueve en su interior a partir de su expresión matemática.
- Vida cotidiana: Si observas cómo funciona un parlante, un ventilador o un motor pequeño, puedes reconocer cómo una carga en movimiento cambia su trayectoria al interactuar con un campo magnético.
- Contexto social / académico: En medicina, electrónica o transporte, las cargas en un campo magnético son clave para entender equipos como resonancias magnéticas, motores eléctricos y sistemas de control.
Observa con atención la imagen de portada.
A partir de la observación, responde las siguientes preguntas con tus propias palabras:
- ¿Qué elementos de la imagen te hacen pensar que sobre las esferas o cargas está actuando una fuerza
- ¿Qué crees que representa la flecha B en la imagen y qué relación podría tener con el movimiento de las cargas?
- Si una carga se mueve dentro de un campo magnético, ¿piensas que siempre se moverá en línea recta? Explica por qué.
- Al observar la dirección de los vectores en la imagen, ¿qué crees que determina hacia dónde apunta la fuerza que actúa sobre una carga?
- Si los seres humanos pudiéramos ver en la vida real las fuerzas y campos invisibles que actúan sobre las partículas, ¿cómo crees que cambiaría nuestra forma de entender el movimiento y la materia?
10 minutos para desarrollar la etapa
Durante los próximos 10 minutos, realiza las siguientes lecturas sobre cargas en un campo magnético, anota las ideas principales y comprende los ejercicios propuestos,
Durante los próximos 10 minutos, presta atención a la explicación de tu educador sobre cargas en campo magnético. Aprovecha este momento para aclarar dudas, profundizar en las ideas que leíste y escucha con atención y participa si tienes preguntas o comentarios.
Durante los próximos 5 minutos, incluye en el formulario las fórmulas que consideres pertinentes para la resolución de problemas sobre cargas en campo magnético Guarda este material en una carpeta, ya que a lo largo del ciclo escolar lo utilizarás en diversas actividades.
Investiga primero en fuentes confiables sobre la fuerza de Lorentz.
Luego, elabora un video de 30 segundos en formato Historical POV, imaginando que viajas en el tiempo para contarle a Hendrik Lorentz sobre la ley que llegará a formular. En el video debes hablar en primera persona, como si estuvieras viviendo ese momento histórico y quisieras explicarle de manera breve y sorprendente la importancia de su aporte.
Tu video debe incluir de forma clara al menos estos dos aspectos importantes de la ley: que la fuerza de Lorentz actúa sobre una carga eléctrica en movimiento dentro de un campo magnético, y que la dirección de la fuerza depende de la relación entre el movimiento de la carga y la dirección del campo magnético.
El producto final debe verse como un mini relato histórico, creativo, claro y visualmente atractivo, no como una exposición tradicional.
Elabora un mini comic de 4 viñetas en la que representes una carga moviéndose dentro de un campo magnético, producida por la heroína de la foto de portada
En cada viñeta debes mostrar:
La representación del campo magnético usando • cuando sale del plano y × cuando entra al plano.
Debes incluir al menos dos casos con carga positiva y dos con carga negativa, aplicando correctamente la regla de la mano derecha. Al finalizar, escribe una breve explicación sobre cómo cambia la dirección de la fuerza cuando cambia el signo de la carga.
En grupos de 5, realizarán el siguiente experimento sobre Fuerza de Lorentz, necesitaras:
- 1 iman grande
- Sal
- Pimienta
- 1 Batería
- Cables con pinzas “lagartos”
- 2 vasos con agua
- Conductores de cobre
Realiza el experimento siguiendo el tutorial y observa con atención qué ocurre con la dirección de la fuerza cuando las partículas de pimienta, que en esta práctica simulan cargas, son sometidas a un campo magnético.
Durante la actividad, identifica cómo cambia la dirección del movimiento según la orientación del campo y analiza qué sucede al variar la disposición de los elementos del experimento.
Realiza la práctica en el simulador siguiendo las indicaciones de la hoja guía. Durante el desarrollo, varía los valores del campo magnético y de la carga según se te indique, manteniendo constante la velocidad, y observa cómo cambian la altura de impacto y el comportamiento de la partícula cuando la carga es positiva o negativa.
Calcula también la fuerza magnética en cada caso. Al finalizar, registra todos los datos y observaciones en la hoja guía.
200 minutos para desarrollar la etapa
En Kruger School Guayaquil se ha adquirido un tubo de rayos catódicos con campo magnético uniforme. Para su implementación, tú estás calibrando el equipo y quieres comprobar si los valores que muestra el sistema son correctos. El equipo arroja que la dirección de la fuerza magnética sobre una partícula es hacia arriba y que el valor de la fuerza es de 0,24 N.
Contrasta estos datos calculando si esos valores son correctos, tomando en cuenta que una partícula con carga positiva de 3 x 10^-6 C ingresa horizontalmente hacia la derecha con una velocidad de 2 x 10^5 m/s en una región donde existe un campo magnético uniforme de 0,4 T, dirigido hacia el interior de la pantalla.
IMPORTANTE:
Importante: No se evaluará solamente si obtienes el resultado correcto, sino también tu capacidad para explicar la naturaleza vectorial de la fuerza magnética y justificar su dirección.
15 minutos para desarrollar la etapa
NEE – Agregar el tipo de adaptaciones curriculares
Principio II: Pautas 6.1 – 6.3 – 6.4
Principio III: Pautas 7.1 – 8.1 – 9.1
ALUMNO 1: Constante monitoreo. Dar tiempo adicional para el desarrollo de la actividad y se reduce el número de ejercicios o se modifican los ejercicios con un nivel de dificultad reducido, de acuerdo con sus necesidades académicas.
ALUMNO 2: Constante monitoreo, Dar tiempo adicional para el desarrollo de la actividad y se reduce el número de ejercicios o se modifican los ejercicios con un nivel de dificultad reducido, de acuerdo con sus necesidades académicas.
ALUMNO 3: Constante monitoreo. Corroborar que el contenido entregado en clase haya sido comprendido por la estudiante mediante retroalimentación.