Fuerza sobre una carga en movimiento.

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 Fuerza sobre una carga en movimiento.


Una carga eléctrica en movimiento crea un campo magnético y con él una fuerza magnética, pero ésta sólo actuará sobre otras cargas eléctricas también en movimiento, por reciprocidad. Por ello en la interacción mutua magnética no tiene sentido que una de las cargas esté en reposo. Hay que recordar que basta que la carga esté en movimiento (¿relativo o absoluto?), sea uniforme como acelerado. Por ejemplo, una carga oscilante es el modelo más simple de antena que irradia un campo electromagnético.



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 está dada por el producto de la carga por el producto vectorial de la velocidad por el campo magnético.






Si la velocidad es perpendicular al campo magnético, entonces la fuerza estará dada por el producto simple:

Fuerza = carga x velocidad x Campo B


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.

Es conocido que un conductor por el que circula una corriente sufre una fuerza en presencia de un campo magnético. Puesto que la corriente está constituida por cargas eléctricas en movimiento, empezaremos por estudiar la fuerza sobre una única carga.

Fuerza de Lorentz


Al observar experimentalmente cómo es la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q se cumple que:

Si la carga está 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 a la velocidad v.
Si la carga cambia de signo, la fuerza cambia de sentido

Resumiendo todos estos hechos, se concluye que la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q que se mueve con una velocidad v viene dada por la expresión:


La fuerza electrostática es tangente en cada punto a las líneas de campo eléctrico, sin embargo, para el campo magnético se cumple que:

La fuerza magnética es perpendicular a las líneas de campo B

Si la carga q se encuentra además bajo la acción de un campo eléctrico E, la fuerza resultante que actúa sobre ella es:



conocida como la fuerza de Lorentz.



Valor de la fuerza magnética:


Donde:

Fm = Fuerza magnética [N]
q = Valor de la carga [C]
v = Velocidad [m/s]
B = Campo magnético [T]
θ = Ángulo [grados o radianes]

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.











Bibliografías

https://media.giphy.com/media/TTNVHkJbcT7VK/giphy.gif
https://www.fisicapractica.com/imagenes/electricidad/fuerza-magentica.jpg
https://blogger.googleusercontent.com/img/proxy/AVvXsEgwBgfIpkeeM8jIgcPxtSc_rX1N9LjQYWsHtW9liw28ICxM3Ekk77N8aKuKJkihNMsAU3SIh0RHCZQq3kGCfEt2lsKuHm5OHBTtqw3yDUsjFWt2IWrQSM_GeUwqhg0OtdicblwBbKACxedIE2eOfeXkCyH6Tzt_Ecfh8Wu9NgbYYRai7dAT_ac=w224-h304
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https://www.youtube.com/watch?v=FPPtl5_3dV0
https://www.youtube.com/watch?v=klMTNycm5to
http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/magnet/fuerzamag_files/fuerzaLorentz.gif
http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/magnet/fuerzamag_files/fuerzamagq.gif
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/movchg.html#:~:text=La%20fuerza%20magn%C3%A9tica%20sobre%20una,velocidad%20por%20el%20campo%20magn%C3%A9tico.
http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/magnet/fuerzamag.html
https://culturacientifica.com/2016/05/24/campo-magnetico-cargas-movimiento/
https://www.fisicapractica.com/fuerza-carga.php









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