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DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO
TERRESTRE
RESUMEN
En este trabajo se determinó la intensidad del campo magnético terrestre en la
Cuidad de México. El valor obtenido fue de 39 ± 3 𝜇𝑇 lo cual concuerda aproximadamente
con el reportado por National Centers For Environmental Information (NOAA). El
problema a resolver se basó en medir indirectamente la intensidad del campo magnético
terrestre usando un experimento relativamente simple con materiales de fácil acceso y
aplicando conceptos puramente físico-matemáticos para dicho fin. El experimento
consistió en observar la interacción entre el campo magnético generado por imanes de
diferentes geometrías (cilíndricos y de barra). Se realizó un montaje experimental para
medir el cambio en el ángulo de torsión de una brújula (construida con los imanes),
suspendida de un hilo cuando interacciona un campo magnético generado con imanes
(de la misma geometría) a diferentes distancias. Para medir el ángulo de torsión se utilizó
un láser y un programa procesador de imágenes (ImageJ), con lo cual se obtuvieron
mediciones con mayor precisión. Se demuestra que la intensidad del campo magnético
cambia con la geometría de los imanes utilizados, esto posiblemente a la interacción entre
sus campos y al momento de inercia de ambos. Los mejores resultados que se obtuvieron
(en comparación al reportado al NOAA) fueron usando imanes cilíndricos. Además, se
demostró que el campo magnético generado por los imanes decrece aproximadamente
al inverso de la tercera potencia conforme incrementa la distancia de separación entre
los imanes. La importancia de este proyecto es que, en principio (bajo condiciones
específicas) se puede determinar la intensidad del campo magnético terrestre, sin la
necesidad de usar equipo de laboratorio como fuentes de voltaje, amperímetros,
galvanómetros, etc., como se ha reportado en otros trabajos para dicha finalidad o usar
equipos costosos para medir directamente la intensidad del campo magnético terrestre
como magnetómetros, incluso demostramos que se puede determinar el campo
magnético terrestre en casa, lo cual, sin lugar a duda demuestra que se puede hacer
ciencia utilizando materiales de fácil acceso.
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1. INTRODUCCIÓN
El campo magnético que genera la tierra, en primera aproximación, podría ser
considerado al que formaría un gigantesco imán de barra que hubiese sido colocado
dentro de esta. Sin embargo, mediciones precisas revelan un campo magnético que es
mucho más complicado. En la literatura se ha reportado que el campo magnético terrestre
no solo depende del magnetismo de la tierra sino también del llamado viento solar, el cual
podría ser explicado como un flujo de partículas cargadas que vienen del Sol [1]. Sin
embargo, aún no se sabe con certeza a que se debe el magnetismo de la tierra. Con
respecto a lo anterior se han propuesto teorías que mencionan que el origen del campo
magnético terrestre se debe a que en el interior de la tierra hay metales fundidos y que,
debido a la rotación terrestre y otros factores, se forman en ellos grandes corrientes
eléctricas, por lo que éstas podrían ser las causantes del campo magnético de la tierra
[2].
Más allá de las teorías generadas con respecto a éste interesante fenómeno, la
importancia del campo magnético terrestre radica en el “simple” hecho de que la vida en
nuestro planeta no podría existir sin la presencia de él. El campo magnético sirve como
una capa protectora a las radiaciones, de la energía magnética enormemente poderosa
que proviene de la actividad de las manchas y erupciones solares. Esto ha sido
fotografiado como gigantescos bucles de fuego, algunos de 160,000 km de alto [3]. Esta
energía viaja a la tierra en el viento solar y puede afectar sistemas de computadoras y
causar cortes de energía. De no ser por los cinturones de Van Allen, las zonas de
radiación que rodean la Tierra y que se conectan con el campo magnético del planeta, la
energía del Sol, literalmente nos freiría [4].
En cuanto a la existencia de nuestras especies, el campo magnético terrestre con
lleva gran importancia. Recientemente, una noticia sobre el “sentido magnético” de las
vacas ha dado la vuelta al mundo. Se descubrió que las vacas se orientan para comer y
dormir con inusual frecuencia en dirección Norte-Sur, algo que requiere el poder de
detectar el campo magnético de la tierra. Los científicos alemanes se dieron cuenta de
ese comportamiento al analizar fotografías satelitales extraídas de Google Earth. Así,
pudieron conocer la conducta de 8,510 bovinos de 308 campos de pastoreo de todo el
3
mundo (América Latina, Norteamérica, Rusia, Asia y África). También, fue analizado el
modo de pastear de las vacas sagradas de la India [5]. Estos estudios proporcionan una
evidencia más de que los animales son capaces de detectar el campo magnético terrestre
y de usar sus características para orientarse, siendo capaces de hacerlo tanto las
cigüeñas, palomas, murciélagos y langostas. Se cree que los animales con sentido
magnético cuentan con células sensibles al campo magnético terrestre. La parte más
importante de esas células serían los cristales de magnetita, una sustancia de origen
orgánico con propiedades magnéticas.
Por tal motivo, resulto de sumo interés la determinación experimental de la
intensidad del campo magnético, yendo un poco más de lo que regularmente se
acostumbra en los libros de texto en cuanto al tema de magnetismo.
El objetivo principal de este trabajo es determinar experimentalmente la magnitud
del campo magnético terrestre usando materiales de fácil acceso y resolver el problema
mediante uso de conceptos, principios y teorías puramente físico-matemáticos.
En cuanto los antecedentes, existen una gran variedad de experimentos para
determinar la intensidad del campo magnético terrestre, dentro de los cuales uno de los
más comunes consiste en formar un circuito alimentado por una fuente de voltaje que
hace circular una corriente eléctrica a través de una bobina, y por ende crear un campo
magnético que desvía una aguja de un galvanómetro, y por medio de medir valores de
corriente y ángulo de desviación se puede llegar a obtener el campo magnético terrestre
[6].
Debido a que se utilizaron imanes de ferrita para la determinación del campo
magnético terrestre, a continuación, se describirá dicho fenómeno producido por ellos.
El campo magnético producido por un imán en un punto de su eje de simetría lleva
la dirección de dicho eje, y su módulo puede expresarse, en puntos alejados frente al
tamaño del imán de la siguiente forma [7].
Bm =μ0
2π
𝑚
rn⋯ (1)
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Donde 𝑚 es el llamado momento magnético del imán, que caracteriza su "potencia",
𝜇0 = 4𝜋×10−7 𝑁
𝐴2 la constante de permeabilidad magnética, r es la distancia al centro del
imán y n es un número entero positivo que pretendemos determinar experimentalmente.
tan θ =μ0
2π
𝑚
BTrn⋯ (2)
Entre otros conceptos que se usarán para resolver el problema planteado serán:
momento de inercia, péndulo de torsión, ajuste por el método de mínimos cuadrados y
análisis estadístico. Pero consideramos que estos serán explicados en el análisis y
discusión de resultados.
Teniendo en cuenta estos fundamentos y la forma que se abordará el problema, el
planteamiento de la hipótesis para nuestro proyecto de investigación es:
La intensidad del campo magnético terrestre se determina experimentalmente
usando materiales de fácil acceso y aplicando conceptos físico-matemáticos.
Fig.1. Diagrama que muestra las direcciones
del campo magnético terrestre 𝑩𝑻 con el campo
generado por un imán 𝑩𝒎.
Con la geometría de nuestro montaje
experimental, el cual se explicará más
adelante, el campo Bm producido por la
pareja de imanes (los cuales se
nombrarán B), orientados en la
dirección E − O, es perpendicular a la
componente horizontal del campo
magnético terrestre, BT, de forma que la
brújula formada por los imanes A se
orienta a un ángulo 𝜃 con la dirección
𝑁 − 𝑆 dado por (véase la Fig. 1):
5
2. DESARROLLO EXPERIMENTAL
Para el desarrollo de este proyecto se utilizaron los siguientes materiales:
• Imanes de Ferrita cilíndricos, cuyas dimensiones por cada imán son:
masa; m = 4.300 ± 0.005 gr, radio; R = 0.750 ± 0.005 cm, longitud; L = 0.5 ±
0.005 cm.
• Imanes de Ferrita en forma de barra, cuyas dimensiones por cada imán son:
masa, m = 10.200 ± 0.005 gr; longitud, L = 5.000 ± 0.005 cm; ancho, a = 3.000 ±
0.005 cm; espesor, b = 0.400 ± 0.005 cm.
• Soporte de madera (altura=75 cm, base=60 cm, ancho=10 cm)
• Cámara fotográfica.
• Programa procesador de imágenes ImageJ.
• Hilo.
• Goniómetro con base y riel de aluminio con escala.
• Cronómetro.
• Láser rojo.
Nota: Las incertidumbres en la medición se tomaron como la mínima escala del instrumento dividido por 2
[8]. Para el caso de la medición de la masa de los imanes se utilizó una balanza digital de alta precesión y
para las dimensiones de los imanes un vernier.
En la Fig.2 se muestra un esquema del montaje experimental usado en este trabajo.
Fig 2. Representación esquemática del
montaje experimental para la determinación
del campo magnético terrestre.
En primer lugar, se montó una brújula, en
este caso los imanes A, los cuales
indicaran la dirección del campo
magnético terrestre. Para ello se unen los
imanes colocando en la parte intermedia
un hilo para sostenerlos, ver Fig. 3(a).
Para poder medir en el transportador los
ángulos de torsión, se utilizó un puntero
laser que se alinea en la dirección del eje
del transportador que se hace coincidir
con el eje de la brújula, Fig.3(b).
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Fig. 3. (a) imanes cilíndricos y en forma de barra que se utilizaron en el proyecto. (b) soporte de
madera utilizado por el montaje experimental. (c) alineación del láser con el eje de los imanes
cilíndricos. (d) medición del ángulo de torsión con el programa imageJ.
La brújula se coloca en el centro del goniómetro procurando que su eje de rotación
(el hilo) este exactamente en el centro del transportador que se encuentra en el
goniómetro, ver Fig. 3(c). Por lo tanto, la dirección N − S marcada por la brújula coincide
con la línea de 0° − 180° del transportador. Es de suma importancia que la brújula este
7
lo más alejada posible de estructuras de hierro o materiales que presenten una fuerte
intensidad de campo magnético de tal manera que no influyan campos magnéticos
externos a la medición del ángulo de torsión. Es importante mencionar que la medición
en ciertos laboratorios escolares resulta complicada debido a que por lo regular las mesas
tienen estructuras metálicas (que presentan fuerte magnetismo), además complica que
el flujo constante de personas genera corrientes de aire que afectan las mediciones. Sin
embargo, bajo condiciones controladas se puede realizar el experimento.
Una vez logrado que la brújula este en “equilibrio”, se colocan los imanes B a una
determinada distancia, en la cual la interacción del campo magnético de los imanes
comience a dar efecto en la rotación de la brújula. Posteriormente, se va disminuyendo
la distancia entre los imanes y se mide el ángulo de torsión de nuestra brújula. Para medir
el ángulo de torsión se tomaron imágenes de manera perpendicular al plano del
transportador cada vez que se fue disminuyendo la distancia acercando los imanes B
sobre el riel. Después, dichas imágenes fueron procesadas en el programa ImageJ, con
lo cual se logró obtener una medición con mayor precisión del ángulo de torsión. En la
Fig. 3(d) se muestra un ejemplo de la medición del ángulo con el programa. Es importante
mencionar que los experimentos fueron repetitivos y presentaron resultados similares,
por lo que fue posible realizar un análisis estadístico.
3. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
En la tabla 1 se muestras los valores de las mediciones de la distancia (del centro
de los imanes A y B) con respecto al ángulo de torsión de los imanes A, correspondientes
a los imanes cilíndricos. Para las incertidumbres mostradas en la tabla se tomó el mismo
criterio explicado en la nota. En la Fig. 5(a) se puede observar claramente que a medida
que la distancia entre los imanes disminuye el ángulo de torsión incrementa. Para
investigar la potencia con la que decrece el campo magnético creado por un imán con la
distancia, se utiliza la Ec. (2). Aplicando propiedades de logaritmos se tiene:
𝑙𝑛(tan 𝜃) = 𝑙𝑛 (𝜇0𝑚
2𝜋𝐵𝑇) − 𝑛𝑙𝑛(𝑟) ⋯ (3)
8
Fig. 4. (a) Variación de la distancia con respecto al ángulo de torsión para los imanes cilíndricos. (b) determinación de la potencia con la que decrece el campo magnético con la distancia, mediante el ajuste de mínimos cuadrados de la curva 𝐥𝐧(𝒕𝒂𝒏(𝜽)) vs 𝐥𝐧(𝒓). (c) ajuste de la curva
𝒕𝒂𝒏(𝜽) vs 𝟏 𝒓𝟑Τ .
Por tanto, con los valores medidos del ángulo (𝜃)
y la distancia (𝑟) se puede calcular ln(tan 𝜃) y
𝑙𝑛(𝑟), ver tabla 1. La Fig. 4(b) muestra la gráfica
de ln(𝑡𝑎𝑛 𝜃) vs ln(𝑟), en la cual se puede
observar un comportamiento lineal. Realizando
un ajuste por el método de mínimos cuadrados
se obtiene un valor de la pendiente de 𝒏 = 𝟑. 𝟏𝟕𝟒,
lo cual es aproximadamente tres. Por tal motivo,
se puede considerar que la variación del campo
magnético con la distancia varia a la tercera
potencia del inverso de la distancia. Por lo que a
continuación se realiza una gráfica de 𝑡𝑎𝑛(𝜃) vs
1 𝑟3Τ y mediante el ajuste de los puntos
experimentales e interpretación de la Ec. (2), se
obtiene que el valor de la pendiente es:
𝜇0
2𝜋
𝑚
𝐵𝑇= 0.0048 𝑚3 ⋯ (4)
Sustituyendo el valor de las constantes, se tiene:
𝑚
𝐵𝑇= 0.0048𝑚3
2𝜋
𝜇0= 0.0048𝑚3
2𝜋
4𝜋×10−7 𝑁𝐴2
𝑚
𝐵𝑇= 2.4×104
𝐴2𝑚3
𝑁⋯ (5)
Como se puede observar en la Ec. (5) se tienen
dos incógnitas, en este caso el momento
magnético de los imanes (𝑚) y el campo
magnético terrestre (𝐵𝑇).
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Tabla 1. En esta tabla se muestran los valores medidos de distancia y ángulos de torsión, así
como cálculos a partir de ellos, para la determinación del campo magnético terrestre usando
imanes cilíndricos.
𝒓 ± 𝟎. 𝟎𝟎𝟓(𝒎) 𝜽 ± 𝟎. 𝟓(°) 𝒕𝒂𝒏(𝜽) 𝒍𝒏(𝒕𝒂𝒏𝜽) 𝒍𝒏(𝒓) 𝟏𝒓𝟑⁄ (𝒎−𝟑)
0.365 5.974 0.1046 -2.2571 -1.0078 20.564 0.345 6.462 0.1132 -2.1780 -1.0642 24.352 0.325 8.451 0.1485 -1.9066 -1.1239 29.130 0.305 8.860 0.1558 -1.8586 -1.1874 35.2452 0.285 10.564 0.1864 -1.6793 -1.2552 43.1981 0.265 14.723 0.2627 -1.3364 -1.3280 53.7356 0.245 17.843 0.3218 -1.1335 -1.4064 67.9988 0.225 22.837 0.4211 -0.8648 -1.4916 87.7914 0.215 25.992 0.4875 -0.7183 -1.5371 100.6200 0.205 26.698 0.5029 -0.6873 -1.5847 116.0749 0.195 32.193 0.6295 -0.4627 -1.6347 134.8640 0.185 36.580 0.7421 -0.2982 -1.6873 157.9373 0.175 39.689 0.8298 -0.1864 -1.7429 186.5889 0.165 46.896 1.0684 0.0662 -1.8018 222.6117 0.155 53.831 1.3678 0.3132 -1.8643 268.5374 0.145 64.016 2.0517 0.7187 -1.9310 328.0167 0.140 67.674 2.4351 0.8899 -1.9661 364.4314
Para deducir la otra ecuación que nos permita determinar el campo magnético
terrestre, se aplicarán conceptos de la rotación del cuerpo sólido. Para esto se toma en
cuenta que, en presencia del campo magnético terrestre, se tiene que la brújula marca
en equilibrio la dirección N-S como se había comentado anteriormente. Si se le da un
pequeño impulso angular (en el sentido de retorcer el hilo del que cuelgan los imanes A),
oscila en torno a la dirección de equilibrio. Este sistema oscilante constituye un péndulo
de torsión. El par de fuerzas que tiende a llevar la brújula a su orientación de equilibrio se
debe a la interacción entre el campo magnético de la Tierra (componente horizontal), BT,
y el momento magnético de la brújula, 𝑚. Despreciando el pequeño efecto recuperador
debido a la torsión del hilo, existen trabajos en donde se demuestra que el periodo T de
pequeñas oscilaciones torsionales de la brújula es [9,10]:
T = 2π√I
𝑚BT⋯ (6)
Donde I es el momento de inercia de la brújula, que en este caso son los imanes A.
Esta magnitud representa la inercia de un objeto a cambiar su movimiento de rotación.
Depende de la masa del objeto y de su distribución respecto a el eje de rotación. Si el
10
cuerpo es un cilindro recto de masa M, longitud L y radio R, que gira respecto a un eje
perpendicular al eje principal de simetría por el punto medio (como es nuestro caso), el
valor de I se obtiene de la siguiente forma (se toma el valor de la masa de los cuatro
imanes, su longitud y el radio) [11]:
I =MR2
4+
ML2
12=
(1.72×10−2kg)(7.5×10−3m)2
4+
(1.72×10−2kg)(2×10−2m)2
12
I = 2.41×10−7kgm2 + 5.73×10−7kgm2 = 8.14×10−7kgm2
Para determinar el periodo de oscilación, se midió el tiempo total de 10 oscilaciones
y posteriormente se dividió entre el número de estas, ver tabla 2. Posteriormente, se
calculó el promedio, obteniendo una media con su respectiva desviación estándar de T =
0.97 ± 0.02 s.
Tabla 2. Determinación del periodo de oscilación cuando se le dan un pequeño impulso para
inducir una rotación a los imanes cilíndricos.
N° de oscilaciones
10 10 10 10 10 10 10 10 10
Tiempo(s) 9.59 9.97 9.76 9.45 9.96 9.72 9.95 9.62 9.48
Periodo, T(s) 0.959 0.997 0.976 0.945 0.996 0.972 0.995 0.962 0.948
Utilizando la Ecu. (6) y sustituyendo los valores de las constantes, el periodo y
momento de inercia de los cilindros, se tiene:
T = 2π√I
𝑚BT⟹ 𝑚BT = 4π2
I
T2= 4π2
8.14×10−7kgm2
(0.97 s)2
Por lo tanto:
𝑚𝐵𝑇 = 3.5×10−5N ∙ m ⋯ (7)
De la resolución del sistema de Ecs. (6) y (7) se tiene que:
BT = 3.81×10−5 T = 38.1 μT
𝑚 = 0.91 Am2
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En esta página se pueden proporcionar los datos de latitud, longitud y altitud sobre
el nivel del mar de la Cuidad de México ( 19°25′42″ N, 99°07′39″ O y 2240 m) en donde
se obtuvo un valor de 36.258 𝜇𝑇 en el periodo del 25 de Noviembre del 2016 al 7 de
Febrero del 2017, ver Fig.5, que es el tiempo en donde se realizaron las pruebas
experimentales.
Fig. 5. Valor de la intensidad del campo magnético terrestre reportado por el NOAA en el periodo
en el cual se realizaron los experimentos.
Determinación del campo magnético terrestre usando los imanes de Barra.
Al igual que en los imanes cilíndricos, para los imanes de barra también se observó
un incremento en el ángulo de rotación conforme se fue disminuyendo la distancia entre
los imanes, ver Fig. 6(a). En la tabla 4 se muestran los valores numéricos de los datos
medido, así como de los cálculos derivados de estos.
Tabla 3. Resultados experimentales de la
magnitud del campo magnético terrestre
con los imanes cilíndricos.
Experimento 𝑩𝑻(𝝁𝑻)
1 38.1
2 42.5
3 37.5
4 36.4
5 40.6
6 35.6
7 43.7
8 42.7
9 38.2
10 36.6
Como se mencionó anteriormente los
resultados en este experimento fueron
similares, ver tabla 3. Obteniendo la media con
su respectivo valor estándar tenemos que la
intensidad del campo magnético terrestre
usando los imanes cilíndricos es de 39 ± 3 𝜇𝑇.
Para contrastar nuestro resultado obtenido se
realizó una investigación en la página del
National Centers For Environmental Information
(NOAA) [12].
12
Fig. 6. (a) Variación de la distancia con respecto al ángulo de torsión para los imanes en forma de barra. (b) determinación de la potencia con la que decrece el campo magnético con la distancia, mediante el ajuste de mínimos
cuadrados de la curva 𝐥𝐧(𝒕𝒂𝒏(𝜽)) vs
𝐥𝐧(𝒓). (c) ajuste de la curva 𝒕𝒂𝒏(𝜽) vs
𝟏 𝒓𝟑Τ .
En la Fig.6 (b) se muestra el ajuste en donde se
determina que la potencia con la que cambia la
intensidad del campo magnético del imán es 𝒏 =
𝟐. 𝟗𝟏, que se cómo en el caso de los imanes
cilíndricos se puede aproximar igual a 3.
𝜇0
2𝜋
𝑚
𝐵𝑇= 0.0035 𝑚3 ⋯ (8)
Sustituyendo nuevamente el valor de las
constantes se obtiene:
𝑚
𝐵𝑇= 0.0035𝑚3
2𝜋
𝜇0= 0.0035𝑚3
2𝜋
4𝜋×10−7 𝑁𝐴2
𝑚
𝐵𝑇= 1.75×104
𝐴2𝑚3
𝑁⋯ (9)
En la tabla 5 se muestran los valores del tiempo
de oscilación, teniendo un valor promedio de
1.83 ± 0.07 𝑠, con su respectiva desviación
estándar. Para determinar el momento de
inercia de una barra que gira sobre un eje que
pasa perpendicularmente se tiene:
𝐼 =1
12M(a2 + b2)
𝐼 =1
12(2×10−2kg)((7×10−3m)2
+ (4.9×10−2m)2)
I = 4.08×10−6kgm2
T = 2π√I
𝑚BT⟹ 𝑚BT = 4π2
I
T2
= 4π24.08×10−6kgm2
(1.83 s)2
13
Tabla 4. En esta tabla se muestran los valores medidos de distancia y ángulos de torsión, así
como cálculos a partir de ellos, para la determinación del campo magnético terrestre usando
imanes en forma de barra.
𝒓 ± 𝟎. 𝟎𝟎𝟓(𝒎) 𝜽 ± 𝟎. 𝟓(°) 𝒕𝒂𝒏(𝜽) 𝒍𝒏(𝒕𝒂𝒏(𝜽)) 𝒍𝒏(𝒓) 𝟏𝒓𝟑⁄ (𝒎−𝟑)
0.356 3.660 0.0639 -2.7494 -1.0328 22.164 0.336 4.988 0.0872 -2.4386 -1.0906 26.362 0.316 6.370 0.1116 -2.1924 -1.1520 31.691 0.296 8.781 0.1544 -1.8677 -1.2173 38.558 0.276 9.947 0.1753 -1.7408 -1.2873 47.563 0.256 14.073 0.2506 -1.3835 -1.3625 59.604 0.236 14.830 0.2647 -1.3288 -1.4439 76.078 0.216 19.524 0.3545 -1.0367 -1.5324 99.229 0.196 23.668 0.4383 -0.8248 -1.6296 132.810 0.176 29.517 0.5661 -0.5688 -1.7372 183.426 0.156 39.023 0.8104 -0.2101 -1.8578 263.406
Tabla 5. Determinación del periodo de oscilación cuando se le dan un pequeño impulso para
inducir una rotación a los imanes en forma de barra.
N° de oscilaciones
5 5 5 5 5 5 5 5 5
Tiempo(s) 9.08 9.32 9.90 8.85 8.66 9.07 9.13 9.44 9.29
Periodo, T(s) 1.816 1.864 1.980 1.770 1.732 1.814 1.826 1.888 1.858
Tabla 6. Resultados experimentales
de la magnitud del campo magnético
terrestre con los imanes en forma de
barra.
Experimento 𝑩𝑻(𝝁𝑻)
1 52.3
2 65.4
3 45.8
4 49.4
5 60.7
6 56.7
7 52.8
8 47.5
9 43.4
10 53.5
Por lo tanto:
𝑚𝐵𝑇 = 4.80×10−5N ∙ m ⋯ (10)
De la resolución del sistema de Ecs. (9) y (10) se
tiene que:
BT = 5.23×10−5 T = 52.3 μT
𝑚 = 0.89 Am2
En la tabla 6 se muestran los valores obtenidos
para una serie de experimentos. Determinando el
valor promedio con su respectiva desviación
estándar se tiene que es de 53 ± 7𝜇𝑇 utilizando los
imanes de barra. Ésta diferencia se la podemos
atribuir al momento de inercia, aunque no difiere
mucho del valor reportado.
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4. CONCLUSIONES
En este trabajo se logró determinar experimentalmente el valor de la intensidad del
campo magnético terrestre usando materiales de fácil acceso. Al utilizar imanes
cilíndricos se obtuvo un valor de 39 ± 3𝜇𝑇, mientras que con imanes de barra 53 ± 7𝜇𝑇.
Estos resultados están de acuerdo a los reportados por el National Centers For
Environmental Information (NOAA) con lo cual podemos afirmar que el método que se
aplicó en la investigación fue correcto. Sin embargo, es importante mencionar que se
utilizaron otros tipos de imanes de diferente masa y dimensiones, pero no se logró medir
el ángulo de rotación, ya que con imanes de menor masa la potencia de los imanes no
fue suficiente para que la brújula pudiera rotar, mientras que con imanes más de mayor
dimensión, la fuerza de atracción magnética hacia que los imanes B, salían del eje de
rotación y de esta manera afectaba las mediciones del ángulo de torsión. Otro factor
importante a mencionar, que se utilizaron diferentes tipos de hilo, los cuales se deben de
usar de acuerdo a las dimensiones de los imanes. Por último, consideramos que lo más
importante de este proyecto es que se logró realizar una investigación científica utilizando
pocos recursos, que inclusive fue posible determinar el campo magnético terrestre
realizando el experimento en casa.
5. BIBLIOGRAFÍA
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