Fuerza de lorentz

Páginas: 10 (2418 palabras) Publicado: 31 de agosto de 2015
Fuerza de Lorentz 
Al contrario que en los campos eléctricos, una partícula cargada que se encuente en reposo en el interior de un campo magnético no sufre la acción de ninguna fuerza. Otra caso bien distinto se produce cuando la partícula se encuentre en movimiento, ya que por el contrario, en este caso, la partícula si que experimentará la acción de una fuerza magnética que recibe el nombrede fuerza de Lorentz.

Por tanto, los campos magnéticos son generados por cargas en movimiento y sólo ejercen una acción sobre cargas eléctricas que se encuentran en movimiento.
La ley de Lorentz establece que una partícula cargada q que circula a una velocidad v ⃗    por un punto en el que existe una intensidad de campo magnético B ⃗   , sufrirá la acción de una fuerza F ⃗    denominada fuerza deLorentz cuyo valor es proporcional al valor de q, B ⃗    y v ⃗     se obtiene por medio de la siguiente expresión:
F ⃗ =q⋅v ⃗ ×B ⃗  
De la ecuación anterior podemos extraer las siguientes conclusiones:
Su módulo es F=|q|⋅v⋅B⋅sin α  , donde α es el angulo formado entre v ⃗    y B ⃗   .
Su dirección es perpendicular al plano que forman v ⃗    y B ⃗    (debido al producto vectorial entre ambosvectores).
Su sentido será el de v ⃗ ×B ⃗    si q es positivo y el contrario si es negativo.
De una forma gráfica es posible determinar la dirección y sentido de la fuerza de Lorentz aplicando la regla de la mano derecha. Para ello sitúa tu mano derecha de tal forma que tu dedo índice coincida con la dirección y sentido del vector velocidad, el medio (o corazón) coincida con la dirección y sentido delcampo magnético. Si la carga es positiva, tu dedo pulgar estará indicando la dirección y sentido de dicha fuerza. Si es negativa estará indicando su dirección aunque el sentido será el contrario del que marca tu pulgar.

En resumen, según la expresión de la ley de Lorentz la fuerza de Lorentz será:
Nula
​Si la partícula no posee carga. q = 0 -> F = 0.
Si la partícula está en reposo. v = 0 -> F =0. 
Si la velocidad de la partícula es paralela al campo. F = |q|·v·B·sen 0 -> F = 0
Máxima. Si v y B son perpendiculares ( α = 90º ) entonces F = |q|·v·B·sin 90 = |q|·v·B.
El trabajo y la aceleración en la Fuerza de Lorentz
Imagina la trayectoría de una partícula cargada que se encuentra en el interior de un campo magnético. Por definición, el vector velocidad de cualquier partícula es siempretangente a la trayectoria que describe. Adicionalmente sabemos que la fuerza de Lorentz es siempre perpendicular a v, por tanto independientemente de que el campo magnético sea uniforme o no, la fuerza de Lorentz es siempre normal a la trayectoria.
De este razonamiento podemos extraer que si únicamente actúa la fuerza de Lorentz:
La partícula no posee aceleración tangencial, únicamente aceleraciónnormal. Esto implica que el módulo del vector velocidad no cambia (no se ve alterada la celeridad o rapidez de la partícula) pero si lo puede hacer su dirección.
Dado que la fuerza es perpendicular al desplazamiento que se produce en la trayectoria, el trabajo de la fuerza de Lorentz es nulo. Por tanto, en los campos magnéticos la energía cinética de una partícula permanece constante. 
Una partículacargada que se encuentra en el interior de un campo magnético sufre una fuerza magnética (fuerza de Lorentz) normal a la trayectoria que le provoca cambios en la dirección de su vector velocidad aunque no en su módulo, provocando que su energía cinética permanezca constante.
¿Qué es un Tesla?. Definición.
La relación que establece la ley de Lorentz es utilizada para definir la unidad de intensidadde los campos magnéticos en el Sistema Internacional S.I.. Como ya habrás podido comprobar en apartados anteriores dicha unidad recibe el nombre de Tesla, en honor al físico yugoslavo Nikola Tesla (1856-1943). Y aunque la hemos utilizado con anterioridad, no podíamos definirla hasta conocer esta ley.
Un tesla es la intensidad de un campo magnético que provoca una fuerza de un newton a una...
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