Fuerza de Lorentz

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Trayectoria so la fuerza de Lorentz d'una partícula cargada nun campu magnético constante, según el signu de la carga eléctrica.
Fuerza sobre una partícula cargada.
Fuerza sobre una corriente.

En física, la fuerza de Lorentz ye la fuerza exercida pol campu electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica.

Forma clásica[editar | editar la fonte]

Pa una partícula sometida a un campu eléctrico combináu con un campu magnético, la fuerza electromagnético total o fuerza de Lorentz sobre esa partícula vien dada por:


onde ye la velocidá de la carga, ye'l vector intensidá de campu eléctrico y ye'l vector inducción magnética. La espresión siguiente ta rellacionada cola fuerza de Laplace o fuerza sobre un filo conductor pol que circula corriente:


onde ye'l llargor del conductor, ye la intensidá de corriente y la inducción magnética. A pesar de ser una consecuencia directa d'ella, esta última espresión históricamente atopóse primero que l'anterior, por cuenta de que les corrientes eléctriques remanábense primero que tuviera claru si la carga eléctrica yera un fluyíu continuu o taba constituyida por pequenes cargues discretes.

Formes alternatives[editar | editar la fonte]

Forma integral[editar | editar la fonte]

Si los campos eléctricu y magnéticu nun son modificaos pola presencia de la densidá de carga eléctrica ρ y la densidá de corriente , y los dos últimes nun son modificar por dichos campos, la fuerza de Lorentz puede espresase como:


Como polo xeneral esto nun ye ciertu, el resolvimientu de les fuerces resultantes rique l'usu de considerancies enerxétiques y el resolvimientu d'ecuaciones diferenciales derivaes de les ecuaciones de Maxwell.

Forma tensorial[editar | editar la fonte]

En teoría de la relatividá convien escribir les lleis físiques en forma explícitamente tensorial. Eso implica que les magnitúes que se tresformen vectorialmente como, por casu, la velocidá o la densidá de corriente, tienen de ser representaes por cuadrivectores. La fuerza de Lorentz escrita en forma explícitamente tensorial ye:


(espresión tensorial relativista)

Onde:

son les componentes del cuadrivector fuerza.
son les componentes del cuadrivelocidad, siendo el factor de Lorentz.
son les componentes del tensor de campu electromagnético que les sos componentes rellacionar cola parte eléctrica y magnética del campu asina:


Fuerza de Lorentz y tercer llei de Newton[editar | editar la fonte]

La fuerza magnético que s'exercen dos partícules en movimientu nun satisfai'l principiu d'acción-reacción o tercer llei de Newton, esto ye, la fuerza exercida pola primer partícula sobre la segunda nun ye igual a encomalo exercida pola segunda partícula sobre la primera.[1] Esto puédese comprobar por cálculu directu considerando dos cargues puntuales. La fuerza de la partícula 1 sobre la partícula 2 ye, utilizando la Llei de Biot-Savart:


Onde los son los valores de posición respectivos, les velocidaes llineales respectives, qi les cargues respectives, d la distancia ente los dos partícules y los campos magnéticos. Análogamente la fuerza de la partícula 2 sobre la partícula 1 ye:


Emplegando la identidá puede trate que la primer fuerza ta nel planu formáu por y que la segunda fuerza ta nel planu formáu por y .

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. J. R. Taylor, 2005, cap. 1.

Bibliografía[editar | editar la fonte]

  • (2005) Classical mechanics (en inglés). University Science Books.

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]

Animaciones y simulaciones[editar | editar la fonte]




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