Electromagnetismo

1.- DEFINICION:
ELECTROMAGNETISMO
El electromagnetismo estudia la interacción entre cargas eléctricas, a través del concepto de campo electromagnético. La importancia de la teoría electromagnética hoy en día es incuestionable, dada la gran cantidad de aplicaciones en nuestro mundo cotidiano.
El Electromagnetismo, de esta manera es la parte de la Física que estudia los camposelectromagnéticos y los campos eléctricos , sus interacciones con la materia y, en general, la electricidad y el magnetismo y las partículas subatómicas que generan flujo de carga eléctrica.
CAMPO MAGNETICO
El campo eléctrico E en un punto del espacio se ha definido como la fuerza por unidad de carga que actúa sobre una carga de prueba colocada en ese punto.  Similarmente, el campo gravitacional g en un punto dadodel espacio es la fuerza de gravedad por unidad de masa que actúa sobre una masa de prueba.
Ahora se definirá el vector de campo magnético B (algunas veces llamado inducción magnética o densidad de flujo magnético) en un punto dado del espacio en términos de la magnitud de la fuerza que sería ejercida sobre un objeto de velocidad v.  Por el momento, supongamos que no están presentes el campoeléctrico ni el gravitacional en la región de la carga.
Los experimentos realizados sobre el movimiento de diversas partículas cargadas que se desplazan en un campo magnético han proporcionado los siguientes resultados:
1. La fuerza magnética es proporcional a la carga q y a la velocidad  v de la partícula.
2. La magnitud y la dirección de la fuerza magnética dependen de la velocidad de lapartícula y de la magnitud y dirección  del campo magnético.
3. Cuando una partícula se mueve en dirección paralela al vector campo magnético, la fuerza magnética F sobre la carga es cero.
4. Cuando la velocidad hace un ángulo   con el campo magnético, la fuerza magnética actúa en una dirección perpendicular tanto a  v como a B; es decir, F es perpendicular al plano formado por v y B.   (Fig. 5.1a)
5.La fuerza magnética sobre una carga positiva tiene sentido opuesto a la fuerza que actúa sobre una carga negativa que se mueva en la misma dirección.  (Fig. 5.1b)
6. Si el vector velocidad hace un ángulo   con el campo magnético, la magnitud de la fuerza magnética es proporcional al sen.
Estas observaciones se pueden resumir escribiendo la fuerza magnética en la forma:
F = q v X B
Donde ladirección de la fuerza magnética está en la dirección de v X B, la cual por definición del producto vectorial, es perpendicular tanto a  v   como a B. 

Fig. 5.1.  Dirección de la fuerza magnética sobre una partícula cargada que se mueve con velocidad v en presencia de un campo magnético.  a). Cuando v forma un ángulo   con B, la fuerza magnética es perpendicular a ambos, v y B. b).  En presencia deun campo magnético, las partículas cargadas en movimiento se desvían como se indica por medio de las líneas punteadas. 
 
La fuerza magnética es siempre perpendicular al desplazamiento.  Es decir,
 F * ds = (F * v) dt = 0
Ya que la fuerza magnética es un vector perpendicular a v.   De esta propiedad y del teorema de trabajo y energía, se concluye que la energía cinética de la partículacargada no puede ser alterada sólo por el campo magnético.  En otras palabras
“Cuando una carga se mueve con una velocidad v, el campo magnético aplicado sólo puede alterar la dirección del vector velocidad, pero no puede cambiar la rapidez de la partícula ". 
  
Ejemplo 5.1.  Un protón que se mueve en un campo magnético.
Un protón se mueve con una rapidez de 8X10 elevado a 6 m/s a lo largo del ejex.  Entra a una región donde existe un campo de 2.5 T de magnitud, dirigido de tal forma que hace un ángulo de 60° con el eje de las x y está en el plano xy (Fig. 5.2.).  Calcúlese la fuerza magnética y la aceleración inicial del protón 
 

Solución.
De la ecuación   F = qvBsen    se obtiene 
F = (1.6X10 ¯ 19C) (8X10a la 6 m/s) (2.5T) (sen 60°) 
F = 2.77X10 ¯¹² N
Como vXB está en la...