Fuerzas Sobre Cargas En MovimiEntos En Un Campo Magnético

Fuerzas Sobre Cargas en Movimientos en un campo Magnético.

MOVIMIENTO EN UN CAMPO ELÉCTRICO

Una partícula cargada que está en una región donde hay un campo eléctrico, experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo eléctrico Fe=q·E.

Si la carga es positiva, experimenta una fuerza en el sentido del campo
Si la carga es negativa, experimenta una fuerza ensentido contrario al campo

Si el campo es uniforme, la fuerza es constante y también lo es, la aceleración. Aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, obtenemos la velocidad de la partícula en cualquier instante o después de haberse desplazado una determinada distancia

De forma alternativa, podemos aplicar el principio de conservación de la energía, ya queel campo eléctrico es conservativo

La energía potencial q(V'-V) se transforma en energía cinética. Siendo V'-V la diferencia de potencial existente entre dos puntos distantes x. En un campo eléctrico uniforme V'-V=Ex.

El generador de Van de Graaff se emplea para acelerar partículas. En el terminal esférico del generador se producen iones positivos que son acelerados a lo largo de un tubo enel que se ha hecho el vacío, por la diferencia de potencial existente entre la esfera cargada y tierra.

MOVIMIENTO EN UN CAMPO MAGNÉTICO

Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza Fm=q·v´B. El resultado de un producto vectorial es un vector de

módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvB senq
dirección perpendicular al planoformado por los vectores velocidad v y campo B.
y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos. Si la carga es positiva el sentido es el del producto vectorial v´B, como en la figura izquierda. Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial v´B, figura de la derecha

Una partícula cargada describe órbita circular en un campo magnéticouniforme. El radio de dicha órbita, se obtiene a partir de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual a masa por aceleración normal.

MOVIMIENTO EN UN CAMPO ELÉCTRICO Y MAGNÉTICOS CRUZADOS

El campo eléctrico está creado por las dos placas de un condensador plano-paralelo que distan d y tienen una longitud L, su sentido es de la placa positiva (color rojo) a lanegativa (color azul).

El campo magnético es perpendicular al plano de la página, es positivo cuando apunta hacia dentro (color azul claro) y es negativo cuando apunta hacia fuera (color rosa).

DESVIACIÓN NULA DE LA PARTÍCULA

Una carga eléctrica se mueve con velocidad v0 desconocida a lo largo del eje horizontal X. Buscaremos las intensidades y los sentidos de los campos eléctrico ymagnético que hacen que la partícula se mueva a lo largo del eje X sin desviarse.

* El campo eléctrico ejerce una fuerza Fe=q·E
* El campo magnético ejerce una fuerza Fm=q·v´B.

Las partículas no se desvían si ambas fuerzas son iguales y de sentido contrario.

Por tanto, no se desviarán aquellas partículas cuya velocidad sea igual cociente E/B.

En la figura, se muestran algunasconfiguraciones del campo eléctrico y magnético sobre cargas positivas o negativas que producen fuerzas en sentido contrario.

MOVIMIENTO BAJO LA ACCIÓN DEL CAMPO ELÉCTRICO

Cuando eliminamos el campo magnético, la partícula está bajo la acción de la fuerza eléctrica en la región del condensador. Como la fuerza eléctrica constante tiene dirección del eje Y, y la partícula se mueve inicialmente alo largo del eje X, las ecuaciones del movimiento de la partícula serán semejantes a las del tiro parabólico (movimiento bajo la aceleración constante de la gravedad)

Si L es la longitud del condensador, la desviación vertical y de la partícula al salir de sus placas será

Puede ocurrir que la partícula choque con las placas del condensador. La posición x de impacto se calcula poniendo...