Expresión de Lorentz.

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 Expresión de Lorentz.


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 de Lorentz 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 ángulo formado entre v→ y B→.
  • Su dirección es perpendicular al plano que forman v→ y B→ (debido al producto vectorial entre ambos vectores).
  • 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. 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.

¿Qué es un Tesla?


La relación que establece la ley de Lorentz es utilizada para definir la unidad de intensidad de 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 partícula cargada de un culombio que se mueve a una velocidad de un metro por segundo perpendicularmente a dicho campo magnético.

1 G = 10−4 T

Fuerza de Lorentz Generalizada


Los campos eléctricos y magnéticos están tan relacionados que es normal que una partícula cargada entre en una región del espacio en el que convivan al mismo tiempo ambos tipos de campo. Esto implicará que dicha partícula se encuentra sometida a dos fuerzas:

1. Una fuerza en la dirección del campo eléctrico.

Fe−→=q⋅E→


2. Una fuerza perpendicular al campo magnético.


Fm−→=q⋅v→×B→


Si tenemos en cuenta el principio de superposición de fuerzas, la fuerza total que actúa sobre una partícula cargada inmersa simultáneamente en un campo eléctrico y un campo magnético recibe el nombre de fuerza de Lorentz generalizada.

F→=q⋅(E→+v→×B→)
Para entender mejor :) :









Bibliografías:

https://www.youtube.com/watch?v=yC01w2htwg8
https://www.youtube.com/watch?v=F5QLUtvWD1E
https://www.fisicalab.com/apartado/ley-de-lorentz
https://www.fisicalab.com/sites/all/files/contenidos/magnetismo/fuerza-lorentz.png




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