Septiembre 17-18, Opción B

a)      Escriba la expresión de la Fuerza de Lorentz que actúa sobre una partícula de carga q que se mueve con velocidad  en una región donde hay un campo magnético  . Explique las características de esta fuerza.

Una partícula de masa m con carga eléctrica q se mueve en el seno de un campo magnético B, en dirección perpendicular al campo, con una velocidad v, de forma que describe una trayectoria circular de radio R, tal como se muestra en la figura.

b)      Calcule el valor de la carga q y deduzca razonadamente su signo.

c)      Si la misma carga se moviese en dirección paralela al campo, ¿cuál sería el radio de la trayectoria?

Datos:  m=3,82·10^-26 kg, B=5·10^-6 T, v=4 m/s, R=19,1 cm.

SOLUCIÓN

a)      Ver Septiembre 97-98, Opción A

b)      Como acabamos de ver si q>0, la Fuerza de Lorentz sobre la partícula cargada del dibujo que se mueve hacia la derecha en el seno de un campo magnético perpendicular al papel y hacia dentro llevará, según la regla del sacacorchos (producto vectorial de v por B), una dirección vertical y hacia arriba, que precisamente será la responsable de que realice el giro en el sentido antihorario. Por ello la carga debe ser positiva

Para determinar su valor, utilizamos lo visto anteriormente:

(Posiblemente un protón o un ión monopositivo)

c)      Si la carga se mueve paralela al campo, la fuerza será nula al ser paralelos los vectores v y B y por tanto forman un ángulo de 0º y ser nulo el producto vectorial. Por tanto la trayectoria sería una recta. Y su radio podemos considerarlo como ∞