🔍
Escribe al menos 2 caracteres...
AndalucíaAndalucía
MadridMadrid
CataluñaCataluña
GaliciaGalicia
MurciaMurcia
ValenciaValencia
En construcciónAñadimos comunidades, materias, años y soluciones de forma progresiva y constante.
T2: Interacción electromagnética
Fuerza de Lorentz
Teoría
2017 · Extraordinaria · Suplente
2A-a
Examen
a) ¿En qué casos un campo magnético no ejerce fuerza sobre una partícula cargada? ¿Y sobre un conductor rectilíneo indefinido por el que circula una corriente eléctrica? Razone las respuestas.
Campo magnéticoFuerza magnética
a) Casos en que el campo magnético NO ejerce fuerza sobre una partícula cargada

La fuerza magnética sobre una partícula cargada viene dada por la Fuerza de Lorentz:

F⃗=q v⃗×B⃗\vec{F} = q\,\vec{v} \times \vec{B}

El módulo de esta fuerza es:

F=q v B sin⁡θF = q\,v\,B\,\sin\theta

donde θ\theta es el ángulo que forman el vector velocidad v⃗\vec{v} y el campo magnético B⃗\vec{B}. Para que F=0F = 0, se deben cumplir uno o varios de los siguientes casos:

1) La partícula está en reposo (v=0v = 0): si la partícula no se mueve, no existe fuerza magnética sobre ella, independientemente del valor del campo.2) La partícula no está cargada (q=0q = 0): partículas neutras como el neutrón no experimentan fuerza magnética.3) El campo magnético es nulo (B=0B = 0): en ausencia de campo no hay fuerza.4) La velocidad de la partícula es paralela (o antiparalela) al campo magnético (θ=0∘\theta = 0^\circ o θ=180∘\theta = 180^\circ, por lo que sin⁡θ=0\sin\theta = 0): el producto vectorial se anula porque v⃗\vec{v} y B⃗\vec{B} son paralelos.
Casos en que el campo magnético NO ejerce fuerza sobre un conductor rectilíneo indefinido

La fuerza magnética sobre un elemento de conductor de longitud LL por el que circula una corriente II en un campo B⃗\vec{B} es:

F⃗=I L⃗×B⃗\vec{F} = I\,\vec{L} \times \vec{B}

cuyo módulo es:

F=I L B sin⁡θF = I\,L\,B\,\sin\theta

donde θ\theta es el ángulo entre la dirección de la corriente y el campo B⃗\vec{B}. La fuerza se anula en los siguientes casos:

1) La intensidad de corriente es nula (I=0I = 0): si no circula corriente por el conductor, no hay fuerza magnética sobre él.2) El campo magnético es nulo (B=0B = 0): sin campo no hay fuerza.3) El conductor es paralelo (o antiparalelo) al campo magnético (θ=0∘\theta = 0^\circ o θ=180∘\theta = 180^\circ, por lo que sin⁡θ=0\sin\theta = 0): la dirección de la corriente coincide con la del campo, y el producto vectorial L⃗×B⃗\vec{L} \times \vec{B} se anula.

En resumen, la condición geométrica fundamental en ambos casos es la misma: cuando la dirección del movimiento de cargas (ya sea la velocidad de una partícula o la dirección de la corriente en un conductor) es paralela al campo magnético, el seno del ángulo entre ambos vectores es cero y, por tanto, la fuerza magnética es nula.