Fuerza de lorentz
Al observar experimentalmente como es la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica se cumple que:
- Si la carga esta en reposo, el campo B no ejerce ninguna fuerza sobre ella.
- La fuerza es máxima cuando la velocidad de la carga v y el campo B son perpendiculares y es nula cuando son paralelos.
- La fuerza es perpendicular al plano formado por v y B.
- La fuerza es proporcional al valor de la carga q y ala velocidad v.
- Si la carga cambia de signo la fuerza cambia de sentido
Resumiendo todos estos hechos se concluyen que la fuerza que una campo B ejerce sobre una carga eléctrica q que se mueve con una velocidad v viene dada por la expresión:
Fm=qv(B)
La fuerza electroestatica es tangente en cada punto a las lineas del campo eléctrico sin embargo para el campo magnético se cumple que:
La fuerza magnética es perpendicular alas lineas del campo B
Si la carga q que se encuentra ademas bajo la acción de un campo eléctrico E, la fuerza resultante que actúa sobre ella es :
Conocida como la fuerza de lorentz
Cuando la trayectoria del movimiento de la partícula forma un ángulo θ con la inducción magnética B, la magnitud de la fuerza recibida por la partícula será proporcional a la componente de la velocidad perpendicular a B. Por tanto, la fuerza F se determina con la expresión:
Cuando la trayectoria del movimiento de la partícula forma un ángulo θ con la inducción magnética B, la magnitud de la fuerza recibida por la partícula será proporcional a la componente de la velocidad perpendicular a B. Por tanto, la fuerza F se determina con la expresión:
F=qvBsenθ
F = Fuerza recibida por una partícula cargada en movimiento, su unidad en
el SI es el newton (N)
v = velocidad que lleva la carga, se expresa en (m/s)
B =inducción magnética del campo, se mide en teslas (T)
θ = ángulo formado por la dirección de la velocidad que lleva la partícula
y la inducción magnética.
Al despejar a la inducción magnética B de la expresión F =
qvB sen θ, tendremos:
B= F
qv senθ
Y sus unidades serán:
B= N
C m/S
Como C/s = ampere = A, entonces:
B= N = Tesla = T
Am
Andres la información que publicaste es buena, cabe resaltar que falto algo en este tema que es muy importante: La regla de la mano derecha.
ResponderEliminarDonde consiste en "Extender la mano derecha con los dedos apuntando en la dirección del campo B y el pulgar apuntando la dirección de la velocidad v de la carga en movimiento. La palma abierta está de cara a la fuerza magnética F sobre una carga positiva."
Si la carga en movimiento es negativa, la dirección de la fuerza se determina siguiendo el MISMO PROCEDIMIENTO pero usando la mano izquierda.
La experimentación ha mostrado que la magnitud de la fuerza magnética es directamente proporcional a la magnitud de la carga q y a su velocidad v.
Hay otra fórmula donde se toma en cuenta el ángulo de dicha fuerza: F= qvB sen θ
Donde:
q = Valor de la carga
v = Velocidad
B = Campo magnético
θ = Angulo entre la velocidad y el campo.
Si se eligen las unidades apropiadas, la constante de proporcionalidad puede igualarse con la densidad de flujo magnético B del campo causante de la fuerza. En realidad, ésta proporcionalidad se usa a menudo para definir la densidad de flujo magnético como una razón constante:
B= F/ qv sen θ
Gracias valeria por el comentario es correcto lo que dices si el sentido de la carga es negativa ya no se aplica la regla de la mano derecha si no se hace con la mano izquierda
ResponderEliminarMuy buena información Andrés y creo que fue de mucha ayuda que te proporcionaran la formula F=qvB sen θ ya que no se menciona pero; es la forma más útil para calcular directamente las fuerzas magnéticas.
ResponderEliminarSugiero que tomes en cuéntala siguiente sobre las unidades de las formulas, porque son útiles para resolver problemas que incluyan fuerzas magnéticas. Además que está muy relacionado con el tema porque utiliza formulas con estas unidades.
La inducción magnética o densidad de flujo en un punto de un campo magnético equivale a una tesla, cuando una carga de un coulomb al penetrar perpendicularmente al campo magnético con una velocidad igual a un metro por segundo, recibe, en dicho punto, la fuerza magnética de un newton.
Gaby gracias por comentar claro es que la función F=qvB sen θ es solamente utilizada en caso de que la fuerza tenga un angulo , también gracias a tu comentario definí de donde o porque su unidad es la tesla
ResponderEliminarLa información que se suscita está muy completa aunque faltaron cierto tipo de detalles como por ejemplo: Cuando una carga eléctrica (+q) se lanza al interior de un campo magnético (β), con una velocidad (v) experimenta la acción de una fuerza magnética (F) dirigida perpendicularmente al plano que forman el campo magnético y la velocidad de la carga.
ResponderEliminarLa fuerza magnética sobre la carga eléctrica se debe a la interacción del campo alrededor de la carga con el campo magnético del imán y actúa como una fuerza centrípeta que mantiene a la carga girando en una trayectoria circular, cuyo radio se determina por medio de la siguiente ecuación:
R = mv / Bq
La trayectoria seguida por la carga eléctrica dentro del campo magnético, se puede determinar mediante la regla de los tres dedos de la mano izquierda. Si la carga en movimiento es (-) la fuerza tendrá una dirección contraria a la fuerza obtenida para una carga (+).
Fuerza Máxima: la fuerza ejercida sobre la carga depende del ángulo que forme su trayectoria con respecto a la dirección del campo magnético; la fuerza es máxima cuando la trayectoria de la carga es perpendicular al campo magnético, es decir el ángulo es de 90 grados.
F.max = B q v
Fuerza Mínima: La fuerza es cero cuando la carga se mueve en dirección paralela a las líneas del campo magnético ó cuando permanece inmóvil dentro del campo. El ángulo es de cero grados y en consecuencia: F = 0
Una carga eléctrica en movimiento que atraviese un campo magnético aparece una fuerza denominada Fuerza Magnética, ya que Ésta modifica la dirección de la velocidad, sin modificar su módulo. El sentido se calcula por la regla de la mano derecha (índice = velocidad, mayor = campo, pulgar = fuerza, formando 90 grados entre cada uno de los tres dedos. Si la fuerza magnética sobre una carga libre en movimiento, es perpendicular a ambas, la velocidad de la carga y el campo magnético, con la dirección dada por la regla de la mano derecha. La fuerza estará dada por el producto de la carga por el producto vectorial de la velocidad por el campo magnético.
ResponderEliminarSi la velocidad es perpendicular al campo magnético, entonces la fuerza estará dada por el producto simple:
Fuerza= carga x velocidad x Campo B
Dentro de esto también hay dos tipos de fuerzas la mínima y la máxima =
Fuerza Máxima: la fuerza ejercida sobre la carga depende del ángulo que forme su trayectoria con respecto a la dirección del campo magnético; la fuerza es máxima cuando la trayectoria de la carga es perpendicular al campo magnético, es decir el ángulo es de 90 grados.
Fmax = B q v
Fuerza Mínima: La fuerza es cero cuando la carga se mueve en dirección paralela a las líneas del campo magnético ó cuando permanece inmóvil dentro del campo. El ángulo es de cero grados y en consecuencia: F = 0.
La fuerza magnética aplicada sobre una carga en movimiento nos ayuda a comprender de una mejor manera el comportamiento de esta dentro del campo magnético.
ResponderEliminarLa información publicada está muy completa, aunque considero importante extender el concepto de inducción magnética (B): esta es igual al resultado entre la fuerza que ejerce ese campo sobre una carga que se mueve en su seno y el valor de la carga multiplicado por la velocidad en la dirección perpendicular a B.
La unidad de la inducción magnética en el S.I. es el tesla (T) y equivale a la inducción que ejerce una fuerza de 1N entre una carga de 1C cuando esta se mueve a una velocidad de 1m/s en dirección perpendicular al campo magnético.
Por su parte, también considero importante especificar el uso de la regla de la mano derecha, que se utiliza para calcular el sentido de la carga, y en caso de que esta tenga un valor negativo, la regla se aplicará en la mano izquierda.
Fuerza magnetica sobre una carga en movimiento
ResponderEliminarLa fuerza magnética aparece sobre una carga eléctrica en movimiento que atraviese un campo magnético. Ésta modifica la dirección de la velocidad, sin modificar su módulo.
El sentido se calcula por la regla de la mano derecha
(índice = velocidad, mayor = campo, pulgar = fuerza, formando 90 grados entre cada uno de los tres dedos).
Ley de Lorentz
Se refiere a la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica. Siempre que una carga se desplaza dentro de un campo magnético, recibe una fuerza que es directamente proporcional al valor de la carga, a su velocidad, al campo magnético y al seno del ángulo formado por el vector velocidad y el vector campo magnético.
Fuerza magnética sobre una carga en movimiento
Se denomina como la dimensión de las fuerzas electromagnéticas relacionada a cómo se distribuyen las cargas que se mantienen en movimiento.
La fuerza magnética sale y entra en el mismo objeto que la presenta y se denomina polos a los puntos de entrada y salida de estas fuerzas, siendo el polo positivo el punto por donde salen y negativo por donde entran
EJEMPLO
Sobre una carga eléctrica en movimiento que atraviese un campo magnético aparece una fuerza denominada Fuerza Magnética. Ésta modifica la dirección de la velocidad, sin modificar su módulo.
SOLUCIÓN El sentido se calcula por la regla de la mano derecha (índice = velocidad, mayor = campo, pulgar = fuerza, formando 90 grados entre cada uno de los tres dedos). El sentido de la fuerza es para cargas positivas. Si las cargas son negativas el sentido es el opuesto al obtenido con la regla de la mano derecha.
CÁLCULO �� �� = ������ sin ��q Ѳ q Ѳ q = Valor de la carga v = Velocidad B = Campo magnético θ = Angulo entre la velocidad y el campo