Magnetismo: Fuerzas magnéticas y de Lorentz

​​Magnetismo

La rama que estudia el comportamiento de los imanes es el magnetismo. 

Un imán tiene dos polos, uno positivo y uno negativo. 

​

• Si los polos tienen igual signo, se repelen

• Si los polos tienen distinto signo, se atraen.

Recuerda que: no existen monopolos magnéticos, es decir, un imán siempre tiene ambos polos.

Campo magnético

Se trata de aquel que es generado por un imán. Sus características son:

• La unidad de medida del campo magnético $$\overrightarrow B$$  es el Tesla ( $$T$$ ).
• Las líneas de campo entran por el polo sur y salen por el polo norte. Son líneas cerradas.
• A diferencia del campo eléctrico, el campo magnético es no conservativo.

Fuerza magnética

Cuando tienes una carga en movimiento (con velocidad $$\overrightarrow v$$​ ) dentro de un campo magnético, ésta siente una fuerza, la fuerza magnética $$(\overrightarrow F_m)$$​ :

$$\overrightarrow F_m=q´\ \overrightarrow v \times \overrightarrow B$$

Truco: Una forma de nunca equivocarse con la dirección y signo de  $$\overrightarrow F_m$$ es saber que tiene que ser perpendicular a  $$\overrightarrow v$$ y a $$\overrightarrow B$$ . El signo lo puedes saber con la regla del tornillo: giras el destornillador desde $$\overrightarrow v$$ hacia $$\overrightarrow B$$ y el pulgar te dice el sentido de la fuerza. También puedes hacer el producto vectorial clásico de los vectores unitarios.

Fuerza de Lorentz

Cuando se juntan ambos fenómenos, eléctrico y magnético, al campo resultante se le conoce como campo electromagnético. Una carga en un movimiento en un campo de este tipo, sentirá ambas fuerzas. A la fuerza de ambas interacciones se la conoce como fuerza de Lorentz:

​$$\overrightarrow F_L=\overrightarrow F_e+\overrightarrow F_m=q\overrightarrow E+q(\overrightarrow v\times\overrightarrow B)$$

Ejemplo

Una carga de $$\it 2\ C$$ se encuentra en el seno de un campo electromagnético con $$\it \overrightarrow E=2\ \overrightarrow i\ N/C$$  y $$\it \overrightarrow B=-\ \overrightarrow j \ N/C$$ , moviéndose a una velocidad de $$\it \overrightarrow v=-3\ \overrightarrow i \ m/s$$ . Calcula la fuerza que siente la carga y su dirección.

Solución ​
 $$\underline{\text{La fuerza magnética que experimenta la carga es }\overrightarrow F_L=4\overrightarrow i+6\overrightarrow k\ N}$$