Cuestiones teóricas de Física - jpcampillo.com

Podemos entonces definir la energía potencial eléctrica de una carga q ′ en un punto
situado a una distancia r de una carga fija q, como el trabajo que realiza el campo
eléctrico para desplazar la carga q ′ desde dicho punto hasta el infinito. Si suponemos
que la carga q ′ vale la unidad, la expresión del trabajo realizado por el campo creado
por q es la siguiente:
W = KQ
rA
= VA
Esta expresión es el potencial eléctrico creado por la carga q en un punto del espacio.
De la misma manera que la energía potencial, es una magnitud escalar, por lo que
todo punto del espacio que rodea a una carga q posee un potencial V.
15.- Fuerza de Lorentz.
Supongamos una carga eléctrica q sometida a la acción de un campo magnético en
las siguientes situaciones:
a) La carga eléctrica está en reposo.
b)Lacargaeléctrica semueveconmovimiento rectilíneo yuniformedeformaparalela
a las líneas del campo magnético.
c) La carga eléctrica se mueve de forma no paralela a las líneas del campo magnético.
En el primer caso, la carga seguirá en reposo, mientras que en el segundo, la carga
continúa desplazándose con movimiento rectilíneo y uniforme, de lo que se deduce
que en ninguno de ambos casos, el campo magnético ejerce ningún tipo de fuerza
sobre la carga. No obstante, en el tercer caso se observa que la carga se desvía
respecto a su trayectoria inicial, describiendo un movimiento circular en el caso de
que las líneas del campo magnético sean perpendiculares a la trayectoria del electrón,
y describiendo una trayectoria helicoidal en el caso de que las líneas del campo
magnético no sean perpendiculares a la trayectoria de la carga. De todo esto se
pueden sacar las siguientes conclusiones:
1) El campo magnético no ejerce fuerza sobre cargas en reposo o en movimiento
rectilíneo y uniforme paralelo a las líneas del campo.
2) El campo magnético ejerce una fuerza sobre la carga siempre que la trayectoria
de aquella forme un ángulo distinto de 0 o (o de 180 o ) con las líneas del campo.
Si suponemos que laslíneas del campo magnético son perpendiculares ala trayectoria
de la carga, dicha trayectoria se convertirá en una circunferencia de radio r. Ello
implica la aparición de una fuerza sobre la carga perpendicular a la trayectoria de
aquella. El radio de la nueva trayectoria dependerá directamente del valor de la carga
y de la velocidad de la misma, pudiendo entonces expresarse dicha fuerza mediante
la siguiente expresión:
−→ F = q −→ v × −→ B
Donde puede apreciarse que la fuerza es perpendicular al plano que contiene a los
vectores y , conociéndose a la expresión anterior como fuerza de Lorentz. En caso de
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