Expresión de Lorentz

 Expresión de Lorentz 

En física, la fuerza de Lorentz es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica.

Trayectoria bajo la fuerza de Lorentz de una partícula cargada en un campo magnético constante, según el signo de la carga eléctrica.

Fuerza de Lorentz

Al contrario que en los campos eléctricos, una partícula cargada que se encuentre en reposo en el interior de un campo magnético no sufre la acción de ninguna fuerza. Otro 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 nombre de 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 de Lorentz cuyo valor es proporcional al valor de q, B→ y v→  se obtiene por medio de la siguiente expresión:

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.

Reglas a cumplir 

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:

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.

Dirección y sentido 

De una forma gráfica es posible determinar la dirección y sentido de la fuerza de Lorentz aplicando la regla de la mano derecha.

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.

 


https://www.fisicalab.com/apartado/ley-de-lorentz

https://www.imamagnets.com/wp-content/uploads/2020/01/fuerza-de-lorentz.jpg

https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_de_Lorentz

http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/magnet/fuerzamag.html













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