¿Por qué tu celular se pega al imán? Electromagnetismo en la vida | ORBITECH

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¿Alguna vez has intentado pegar un imán al costado de tu celular en el TransMilenio de Bogotá y... ¡sorpresa! No se pega? Pero si pruebas con un clip de metal, ¡sí funciona! ¿Qué hay detrás de este fenómeno que nos rodea todos los días? En este quiz vamos a descubrir cómo el electromagnetismo —esa fuerza invisible que gobierna desde los imanes de tu nevera hasta los motores de los buses eléctricos de Cali— explica por qué algunos objetos se atraen y otros no. Prepárate para pensar como físico por 25 minutos: ¡las preguntas están diseñadas para que te rías, aprendas y hasta descubras por qué tu profesor de física siempre lleva un imán en el bolsillo!

1. Juan está en el centro comercial Andino de Bogotá y nota que su celular no se pega a un imán pequeño, pero un billete de $50 000 sí. ¿Cuál es la razón principal?

easy1 ptMagnetismo

Indice : Piensa en los materiales que componen cada objeto.

A. El celular tiene una pantalla de vidrio que bloquea el magnetismo
B. El billete colombiano contiene fibras de hierro que son atraídas por el imán
C. El imán es demasiado débil para atraer el celular
D. El celular emite un campo magnético que repele al imán

Respuesta

Respuesta : B — Los billetes de $50 000 en Colombia tienen fibras magnéticas (como las de seguridad) que son atraídas por imanes, mientras que los celulares modernos usan materiales no ferromagnéticos en su estructura.

Por qué no A : El vidrio no bloquea campos magnéticos; además, los celulares tienen estructuras metálicas internas.

Por qué no C : Un imán pequeño puede atraer objetos ferromagnéticos como clips o billetes, independientemente de su tamaño.

Por qué no D : Los celulares no generan campos magnéticos lo suficientemente fuertes como para repeler un imán pequeño.

understand

2. María conecta un cable a una batería en su casa de Medellín y acerca una brújula. ¿Qué observa y por qué?

medium2 ptsCampos magnéticos

Indice : Recuerda que una corriente eléctrica genera un campo magnético.

A. La aguja de la brújula gira porque el cable genera un campo magnético alrededor
B. La brújula no se mueve porque el cable es de cobre y no afecta el magnetismo
C. La aguja apunta hacia el cable porque los metales atraen a las brújulas
D. La brújula se magnetiza permanentemente y deja de funcionar

Respuesta

Respuesta : A — Cuando circula corriente por un cable, se genera un campo magnético circular alrededor (ley de Ampère), que afecta a la brújula.

Por qué no B : El cobre no bloquea campos magnéticos; cualquier corriente genera un campo.

Por qué no C : Las brújulas se alinean con campos magnéticos, no son atraídas por metales comunes.

Por qué no D : La brújula no se magnetiza permanentemente con un campo temporal.

B = \frac{μ_{0} I}{2 π r}

apply

3. Carlos tiene dos cargas eléctricas: una de +3 μC y otra de -2 μC, separadas por 0.5 m. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza eléctrica entre ellas? (k = 9×10⁹ N·m²/C²)

medium2 ptsElectrostática

Indice : Usa la ley de Coulomb y convierte las microculombios a culombios.

A. 0.216 N
B. 0.108 N
C. 1.08 N
D. 2.16 N

Respuesta

Respuesta : A — Aplicando F = k·|q₁·q₂|/r² con q₁=3×10⁻⁶ C, q₂=2×10⁻⁶ C y r=0.5 m, se obtiene 0.216 N.

Por qué no B : Olvidaste convertir μC a C (1 μC = 10⁻⁶ C).

Por qué no C : Multiplicaste mal los exponentes: 10⁻⁶ × 10⁻⁶ = 10⁻¹², no 10⁻⁶.

Por qué no D : Dividiste mal la distancia al cuadrado: 0.5² = 0.25, no 0.1.

F = k \frac{| q_{1} q_{2} |}{r^{2}}

apply

4. En el estadio Atanasio Girardot de Medellín, un altavoz gigante usa un imán para mover la membrana y generar sonido. ¿Qué principio físico explica este funcionamiento?

medium2 ptsAplicaciones tecnológicas

Indice : Piensa en la interacción entre corrientes eléctricas y campos magnéticos.

A. La fuerza de Lorentz que actúa sobre cargas en movimiento dentro del campo magnético
B. La ley de Coulomb entre las cargas del altavoz y el imán
C. El efecto fotoeléctrico que convierte sonido en electricidad
D. La inducción electromagnética que genera corriente a partir del movimiento

Respuesta

Respuesta : A — En los altavoces, una bobina móvil con corriente interactúa con un campo magnético fijo, generando una fuerza (ley de Lorentz) que mueve la membrana.

Por qué no B : La ley de Coulomb solo aplica a cargas estáticas, no a dispositivos dinámicos como altavoces.

Por qué no C : El efecto fotoeléctrico convierte luz en electricidad, no sonido en electricidad.

Por qué no D : La inducción electromagnética se usa en generadores, no en altavoces.

F = q (E + v \times B)

apply

5. Si un electrón se mueve con velocidad v = 2×10⁶ m/s en un campo magnético B = 0.1 T perpendicular a su trayectoria, ¿cuál es la magnitud de la fuerza de Lorentz sobre él? (carga del electrón q = -1.6×10⁻¹⁹ C)

hard3 ptsFuerza de Lorentz

Indice : Recuerda que la fuerza de Lorentz es F = q·v·B cuando v y B son perpendiculares.

A. 3.2×10⁻¹⁴ N
B. 1.6×10⁻¹⁴ N
C. 6.4×10⁻¹⁴ N
D. 3.2×10⁻¹⁵ N

Respuesta

Respuesta : A — F = |q|·v·B = 1.6×10⁻¹⁹ C × 2×10⁶ m/s × 0.1 T = 3.2×10⁻¹⁴ N.

Por qué no B : Olvidaste multiplicar por la velocidad (2×10⁶ m/s).

Por qué no C : Multiplicaste mal los exponentes: 10⁻¹⁹ × 10⁶ = 10⁻¹³, no 10⁻¹².

Por qué no D : Dividiste por 10 en lugar de multiplicar por 0.1 T.

F = | q | v B

apply

6. En el teleférico de Manizales, los vagones se mueven gracias a motores eléctricos. ¿Qué fenómeno electromagnético permite que estos motores funcionen?

medium2 ptsMotores eléctricos

Indice : Piensa en la conversión de energía eléctrica a mecánica.

A. La fuerza que ejerce un campo magnético sobre una corriente eléctrica (ley de Laplace)
B. La inducción de corriente por un campo magnético variable (ley de Faraday)
C. La repulsión entre cargas eléctricas en movimiento
D. El calentamiento por efecto Joule en los cables

Respuesta

Respuesta : A — Los motores eléctricos usan la fuerza de Laplace (F = I·L×B) para convertir energía eléctrica en movimiento mecánico.

Por qué no B : La ley de Faraday se usa en generadores, no en motores.

Por qué no C : La repulsión entre cargas no genera movimiento controlado en motores.

Por qué no D : El efecto Joule es una pérdida de energía, no el principio de funcionamiento.

F = I 𝐋 \times 𝐁

understand

7. Ana observa que dos imanes se repelen cuando acerca los polos iguales. ¿Qué ley física explica este comportamiento?

easy1 ptMagnetismo

Indice : Piensa en las interacciones entre campos magnéticos.

A. La ley de Gauss para el magnetismo (los polos magnéticos no existen aislados)
B. La ley de Coulomb para cargas magnéticas
C. La ley de Ampère para corrientes eléctricas
D. La ley de inducción de Faraday

Respuesta

Respuesta : A — La ley de Gauss para el magnetismo establece que no existen monopolos magnéticos; por lo tanto, polos iguales se repelen y polos opuestos se atraen.

Por qué no B : No existe la 'carga magnética' como concepto fundamental en electromagnetismo moderno.

Por qué no C : La ley de Ampère describe campos magnéticos generados por corrientes, no la interacción entre imanes.

Por qué no D : La ley de Faraday describe cómo se genera corriente a partir de campos magnéticos variables.

\oint 𝐁 \cdot d 𝐀 = 0

remember

8. En un experimento en el laboratorio del colegio San Bartolomé en Bogotá, se mide que un imán atrae un clip de hierro con una fuerza de 0.05 N. Si se duplica la distancia entre el imán y el clip, ¿qué fuerza aproximada se medirá?

medium2 ptsFuerza magnética

Indice : Recuerda que la fuerza magnética disminuye con el cuadrado de la distancia.

A. 0.0125 N
B. 0.025 N
C. 0.1 N
D. 0.05 N

Respuesta

Respuesta : A — La fuerza magnética sigue una ley inversa al cuadrado de la distancia (similar a la ley de Coulomb), por lo que al duplicar la distancia, la fuerza se reduce a 1/4.

Por qué no B : Duplicar la distancia reduce la fuerza a 1/4, no a la mitad.

Por qué no C : Aumentar la distancia aumenta la fuerza, lo cual es incorrecto.

Por qué no D : La fuerza no cambia si solo varía la distancia.

F \propto \frac{1}{r^{2}}

analyze

9. ¿Por qué un imán no atrae a un billete de $100 000 colombiano, pero sí a un clip de oficina?

easy1 ptMateriales magnéticos

Indice : Considera la composición de cada objeto.

A. El billete no contiene materiales ferromagnéticos como el hierro, mientras que el clip sí
B. El billete está hecho de papel que bloquea los campos magnéticos
C. El imán es demasiado débil para atraer el billete
D. El billete emite un campo magnético que cancela al del imán

Respuesta

Respuesta : A — Los billetes colombianos están hechos principalmente de fibras de algodón y polímeros, sin contenido ferromagnético, mientras que los clips son de acero (hierro).

Por qué no B : El papel no bloquea campos magnéticos; además, los billetes modernos tienen medidas de seguridad no magnéticas.

Por qué no C : Un imán común puede atraer clips fácilmente.

Por qué no D : Los billetes no generan campos magnéticos significativos.

understand

10. Un estudiante en Cali conecta una bobina a un amperímetro y mueve un imán dentro de ella. ¿Qué observa en el amperímetro y por qué?

medium2 ptsInducción electromagnética

Indice : Piensa en cómo se genera corriente eléctrica a partir de movimiento.

A. Se registra una corriente eléctrica porque el campo magnético variable induce una corriente (ley de Faraday)
B. No se registra nada porque el imán no está conectado a la bobina
C. El amperímetro se daña por el campo magnético del imán
D. Se registra una corriente constante porque el imán es permanente

Respuesta

Respuesta : A — La ley de Faraday establece que un campo magnético variable induce una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

Por qué no B : El circuito está cerrado y el imán se mueve, por lo que sí se induce corriente.

Por qué no C : Los amperímetros modernos no se dañan con campos magnéticos estáticos.

Por qué no D : La corriente inducida es variable, no constante.

ℰ = - N \frac{d Φ_{B}}{d t}

apply

11. Si un protón se mueve en un campo magnético uniforme de 0.5 T con una velocidad de 3×10⁵ m/s perpendicular al campo, ¿cuál es el radio de su trayectoria circular? (masa del protón m = 1.67×10⁻²⁷ kg, carga q = 1.6×10⁻¹⁹ C)

hard3 ptsMovimiento de partículas cargadas

Indice : Usa la segunda ley de Newton y la fuerza centrípeta: F = m·v²/r = q·v·B.

A. 6.25×10⁻³ m
B. 3.12×10⁻³ m
C. 1.25×10⁻² m
D. 9.38×10⁻⁴ m

Respuesta

Respuesta : A — Despejando r = m·v/(q·B) = (1.67×10⁻²⁷ kg × 3×10⁵ m/s)/(1.6×10⁻¹⁹ C × 0.5 T) ≈ 6.25×10⁻³ m.

Por qué no B : Olvidaste dividir por la carga del protón.

Por qué no C : Multiplicaste mal los exponentes en la masa.

Por qué no D : Usaste la fórmula incorrecta: r = m·v²/(q·B) es incorrecta.

r = \frac{m v}{q B}

apply

12. En el puente de la Amistad entre Ipiales y Tulcán (Ecuador), los ingenieros usan cables de cobre para transmitir energía eléctrica. ¿Por qué el cobre es el material preferido en lugar del hierro?

medium2 ptsConductores eléctricos

Indice : Piensa en la resistividad y las propiedades magnéticas.

A. El cobre tiene baja resistividad eléctrica y no es ferromagnético, evitando pérdidas por histéresis
B. El hierro es más barato y fácil de conseguir en Colombia
C. El hierro genera más calor por efecto Joule que el cobre
D. El cobre atrae mejor los campos magnéticos que el hierro

Respuesta

Respuesta : A — El cobre tiene una resistividad eléctrica mucho menor que el hierro (1.68×10⁻⁸ Ω·m vs 9.71×10⁻⁸ Ω·m) y no es ferromagnético, lo que reduce pérdidas energéticas.

Por qué no B : El hierro es más barato, pero su alta resistividad y propiedades magnéticas lo hacen inadecuado para transmisión de energía.

Por qué no C : Ambos materiales generan calor por efecto Joule, pero el cobre lo hace en menor medida.

Por qué no D : El hierro es ferromagnético y atrae campos magnéticos, pero esto no es relevante para cables de transmisión.

R = ρ \frac{L}{A}

evaluate

13. Un imán de neodimio tiene un campo magnético de 1.2 T en su superficie. Si lo acercas a una moneda de $1 000 colombiana (que no contiene hierro), ¿qué fuerza aproximada sentirás?

easy1 ptMateriales no magnéticos

Indice : Recuerda que solo los materiales ferromagnéticos son atraídos por imanes.

A. Cero newtons, porque la moneda no es ferromagnética
B. 0.1 N, porque el imán es muy potente
C. 0.05 N, porque la moneda está cerca del imán
D. Depende del tamaño del imán, pero siempre hay atracción

Respuesta

Respuesta : A — Las monedas colombianas de $1 000 están hechas de acero inoxidable no magnético o aleaciones no ferromagnéticas, por lo que no son atraídas por imanes.

Por qué no B : La fuerza magnética solo actúa sobre materiales ferromagnéticos.

Por qué no C : La distancia no afecta si el material no es atraído.

Por qué no D : El tamaño del imán no genera atracción sobre materiales no ferromagnéticos.

understand

14. En una feria científica en Barranquilla, un grupo de estudiantes demuestra que un imán puede levantar un clip de papel. ¿Qué principio físico están ilustrando?

medium2 ptsFerromagnetismo

Indice : Piensa en la interacción entre el campo magnético del imán y los dominios magnéticos del clip.

A. La alineación de los dominios magnéticos en el clip de acero, que se magnetiza temporalmente
B. La fuerza electrostática entre el imán y las cargas del clip
C. El efecto fotoeléctrico en el clip de papel
D. La inducción de corriente en el clip por el campo magnético

Respuesta

Respuesta : A — Cuando un imán se acerca a un material ferromagnético como el acero, alinea los dominios magnéticos internos, magnetizándolo temporalmente y permitiendo que sea atraído.

Por qué no B : La fuerza electrostática actúa sobre cargas, no sobre materiales neutros como el acero.

Por qué no C : El efecto fotoeléctrico requiere luz, no un imán.

Por qué no D : La inducción de corriente requiere movimiento relativo, no solo presencia de campo.

apply

15. Si un electrón entra en un campo magnético uniforme con una velocidad de 5×10⁶ m/s formando un ángulo de 30° con el campo, ¿qué componente de su velocidad contribuye a la fuerza de Lorentz?

hard3 ptsFuerza de Lorentz

Indice : Solo la componente perpendicular al campo magnético genera fuerza.

A. La componente perpendicular: v·sen(30°)
B. La componente paralela: v·cos(30°)
C. Toda la velocidad v
D. Ninguna componente, porque el ángulo es menor a 90°

Respuesta

Respuesta : A — La fuerza de Lorentz depende solo de la componente de la velocidad perpendicular al campo magnético: F = q·v⊥·B.

Por qué no B : La componente paralela no genera fuerza porque es paralela al campo.

Por qué no C : Solo la componente perpendicular contribuye, no toda la velocidad.

Por qué no D : El ángulo no es cero, por lo que sí hay componente perpendicular.

F = q v_{⟂} B

analyze

16. ¿Por qué los auriculares inalámbricos modernos (como los que usan en Medellín) no se ven afectados por imanes pequeños, pero sí por campos magnéticos muy intensos?

medium2 ptsTecnología y magnetismo

Indice : Piensa en los materiales y la sensibilidad de los componentes electrónicos.

A. Los auriculares usan materiales no ferromagnéticos y circuitos blindados contra campos débiles, pero campos intensos pueden interferir
B. Los imanes pequeños no generan suficiente corriente para afectarlos
C. Los auriculares están hechos de plástico que repele los imanes
D. Los campos magnéticos solo afectan a objetos metálicos grandes

Respuesta

Respuesta : A — Los auriculares modernos usan blindaje magnético y materiales no ferromagnéticos para proteger sus componentes sensibles, pero campos magnéticos muy intensos (como los de resonancias magnéticas) pueden causar interferencias o daños.

Por qué no B : La interferencia no depende de la generación de corriente, sino de la distorsión del campo magnético.

Por qué no C : El plástico no repele campos magnéticos; además, los auriculares tienen partes metálicas internas.

Por qué no D : Los campos magnéticos afectan a cualquier objeto con componentes ferromagnéticos o electrónicos sensibles.

evaluate

17. En un experimento casero en Cali, se enrolla un cable alrededor de un clavo y se conecta a una pila de 9 V. ¿Qué fenómeno ocurre cuando se acerca un clip al clavo?

easy1 ptElectroimanes

Indice : Piensa en lo que genera el cable enrollado con corriente.

A. El clavo se convierte en un imán temporal porque la corriente genera un campo magnético (electroimán)
B. El clavo se carga eléctricamente y atrae al clip por fuerzas electrostáticas
C. El clip se magnetiza permanentemente
D. Nada ocurre porque el clavo no es un material magnético

Respuesta

Respuesta : A — Cuando circula corriente por un cable enrollado (bobina), se genera un campo magnético que magnetiza temporalmente el clavo, convirtiéndolo en un electroimán.

Por qué no B : Las fuerzas electrostáticas requieren cargas estáticas, no corrientes.

Por qué no C : El clip no se magnetiza permanentemente, solo temporalmente.

Por qué no D : El clavo de acero sí es un material magnético que puede ser magnetizado.

B = μ_{0} \frac{N I}{L}

apply

18. Si un protón y un electrón se mueven en el mismo campo magnético uniforme con la misma velocidad, ¿cuál experimenta una fuerza de Lorentz mayor?

medium2 ptsFuerza de Lorentz

Indice : Recuerda que la fuerza depende de la carga y la velocidad, pero no de la masa.

A. El protón, porque tiene mayor carga en valor absoluto
B. El electrón, porque tiene menor masa
C. Ambos experimentan la misma fuerza porque tienen la misma velocidad
D. Ninguno, porque la fuerza depende de la masa

Respuesta

Respuesta : A — La fuerza de Lorentz es F = q·v·B. El protón tiene carga +e (1.6×10⁻¹⁹ C) y el electrón -e, pero en valor absoluto son iguales, por lo que la fuerza tiene la misma magnitud (aunque direcciones opuestas).

Por qué no B : La masa no afecta la magnitud de la fuerza de Lorentz, solo su aceleración (F = m·a).

Por qué no C : La velocidad es la misma, pero la carga del protón y el electrón tienen el mismo valor absoluto.

Por qué no D : La fuerza sí depende de la carga, no solo de la masa.

F = q v B

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1. Juan está en el centro comercial Andino de Bogotá y nota que su celular no se pega a un imán pequeño, pero un billete de $50 000 sí. ¿Cuál es la razón principal?

2. María conecta un cable a una batería en su casa de Medellín y acerca una brújula. ¿Qué observa y por qué?

3. Carlos tiene dos cargas eléctricas: una de +3 μC y otra de -2 μC, separadas por 0.5 m. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza eléctrica entre ellas? (k = 9×10⁹ N·m²/C²)

4. En el estadio Atanasio Girardot de Medellín, un altavoz gigante usa un imán para mover la membrana y generar sonido. ¿Qué principio físico explica este funcionamiento?

5. Si un electrón se mueve con velocidad v = 2×10⁶ m/s en un campo magnético B = 0.1 T perpendicular a su trayectoria, ¿cuál es la magnitud de la fuerza de Lorentz sobre él? (carga del electrón q = -1.6×10⁻¹⁹ C)

6. En el teleférico de Manizales, los vagones se mueven gracias a motores eléctricos. ¿Qué fenómeno electromagnético permite que estos motores funcionen?

7. Ana observa que dos imanes se repelen cuando acerca los polos iguales. ¿Qué ley física explica este comportamiento?

8. En un experimento en el laboratorio del colegio San Bartolomé en Bogotá, se mide que un imán atrae un clip de hierro con una fuerza de 0.05 N. Si se duplica la distancia entre el imán y el clip, ¿qué fuerza aproximada se medirá?

9. ¿Por qué un imán no atrae a un billete de $100 000 colombiano, pero sí a un clip de oficina?

10. Un estudiante en Cali conecta una bobina a un amperímetro y mueve un imán dentro de ella. ¿Qué observa en el amperímetro y por qué?

11. Si un protón se mueve en un campo magnético uniforme de 0.5 T con una velocidad de 3×10⁵ m/s perpendicular al campo, ¿cuál es el radio de su trayectoria circular? (masa del protón m = 1.67×10⁻²⁷ kg, carga q = 1.6×10⁻¹⁹ C)

12. En el puente de la Amistad entre Ipiales y Tulcán (Ecuador), los ingenieros usan cables de cobre para transmitir energía eléctrica. ¿Por qué el cobre es el material preferido en lugar del hierro?

13. Un imán de neodimio tiene un campo magnético de 1.2 T en su superficie. Si lo acercas a una moneda de $1 000 colombiana (que no contiene hierro), ¿qué fuerza aproximada sentirás?

14. En una feria científica en Barranquilla, un grupo de estudiantes demuestra que un imán puede levantar un clip de papel. ¿Qué principio físico están ilustrando?

15. Si un electrón entra en un campo magnético uniforme con una velocidad de 5×10⁶ m/s formando un ángulo de 30° con el campo, ¿qué componente de su velocidad contribuye a la fuerza de Lorentz?

16. ¿Por qué los auriculares inalámbricos modernos (como los que usan en Medellín) no se ven afectados por imanes pequeños, pero sí por campos magnéticos muy intensos?

17. En un experimento casero en Cali, se enrolla un cable alrededor de un clavo y se conecta a una pila de 9 V. ¿Qué fenómeno ocurre cuando se acerca un clip al clavo?

18. Si un protón y un electrón se mueven en el mismo campo magnético uniforme con la misma velocidad, ¿cuál experimenta una fuerza de Lorentz mayor?

Fuentes