Otras carreras fuerza electrica o magnetica

[LauraLopez]

PREGUNTA 1 :Una carga electrica movil puede experimentar la accion de fuerzas tanto electricas como magneticas . ¿ Como podria distinguirse si una fuerza que hace que una carga se desvie dela trayectoria recta es una fuerza electrica o una fuerza magnetica?

PREGUNTA 2 : ¿ En que aspectos son semejantes los campos magneticos a los electricos? ¿ En que aspectos son diferentes?

PREGUNTA 3 : Observando la trayectoria de una particula . ¿ Como puede distinguirse si la particula se desvia por un campo magnetico o por un campo electrico?

Alguna ayuda?

Gracias

[arivasm]

Re: fuerza electrica o magnetica

En el fondo son preguntas alrededor de $\vec F=q(\vec E+\vec v\times\vec B)$. Pero alguna es realmente retorcida.

La 2 es muy sencilla, de manera que esperaré tus comentarios. Para la 1 y la 3 la clave está en el módulo de la velocidad: el campo magnético no puede modificarlo, mientras que el eléctrico sí. Por otra parte, si el campo es uniforme la 3 también sería muy sencilla: en un campo eléctrico uniforme la trayectoria será una parábola o una semirrecta, en uno magnético uniforme será una recta, una circunferencia o una hélice.

De todos modos, puesto que el enunciado no dice que el campo sea necesariamente uniforme, no vendrá mal que alguien más eche una mano.

[LauraLopez]

Re: fuerza electrica o magnetica

PREGUNTA 1:

porque el campo electrico puede modificar la velocidad y el magnetico no? no es al reves?

$\dst \vec{F_e} = q \vec{E}$

$\dst \vec{F_m} = q\vec{v} \times \vec{B}$


con esas formulas se responde? no me doy cuenta ...

PREGUNTA 2 :

- El campo electrico es conservativo y el magnetico no

- ambos son inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r

pero deben haber muchas mas no?

PREGUNTA 3 :

En caso de que el campo no sea uniforme no sabes como seria la respuesta?

[arivasm]

Re: fuerza electrica o magnetica

Al intervenir un producto vectorial con la velocidad, la fuerza magnética es necesariamente perpendicular a la velocidad, y entonces a la trayectoria. La consecuencia es que no contribuye nada a la aceleración tangencial, que es la que corresponde a la variación del módulo de la velocidad. Otra manera de ver esto es calcular el trabajo infinitesimal:
$\delta W_m=q(\vec v\times\vec B)\cdot\dd\vec r=q(\vec v\times\vec B)\cdot\vec v\dd t=0$. El campo eléctrico no tiene esta limitación.

El campo magnético sólo puede alterar la dirección de la velocidad, pero no su módulo. El campo eléctrico puede modificar ambos.

Para la pregunta 2, hay más diferencias: la fuerza magnética depende de la velocidad, la eléctrica no. La fuerza magnética depende del ángulo entre campo y trayectoria, la eléctrica no. La fuerza magnética es originada sólo por cargas en movimiento, la eléctrica es originada por cargas (independientemente de su estado de movimiento).

También hay otra similitud: ambas fuerzas son proporcionales al módulo del campo. Por cierto, cuando dices que son inversamente proporcional al cuadrado de la distancia debes añadir que te refieres al campo que origina una fuente puntual.

Para la 3 entiendo que incluso podrá suceder que viendo una única trayectoria no haya manera de saber si es producida por un campo eléctrico o uno magnético, si éstos pueden tener cualquier distribución. Por ejemplo: una carga en movimiento circular uniforme puede ser porque esté en un campo magnético perpendicular al plano de la trayectoria o estar en órbita alrededor de una carga de signo opuesto situada en el centro de la circunferencia.

[LauraLopez]

Re: fuerza electrica o magnetica

esta bien entonces la pregunta 3 hay que asumir que el campo es unifirme no?

la pregunta 1 sigo sin entender...por lo que decis entonces ambas fuerzas, tanto la electrica como la magnetica pueden cambiar la direccion de una particula, por ende como distingo cual fue la fuerza? que es lo que me preguntan....
EL campo electrico modifica la trayectoria al hacer que la particula se desvie hacia donde estan las cargas de signo opuesto no? Dependiendo de la intensidad del campo puede aumentar o disminuir la velocidad con que lo hace, y el angulo que forma el campo con la trayectoria inicial que lleve la particula es lo que hace que pueda cambiar su direccion.

[arivasm]

Re: fuerza electrica o magnetica

Yo daría las dos respuestas: si el campo no es uniforme y sólo se muestra una única trayectoria no hay forma de saber si es un campo u otro; si no lo es, entonces diría las diferentes posibilidades.

Sobre la 1, ambas fuerzas pueden curvar la trayectoria, pero la magnética siempre lo hará de manera que la velocidad (en módulo) no cambie. ¿Esto lo has entendido?

EL campo electrico modifica la trayectoria al hacer que la particula se desvie hacia donde estan las cargas de signo opuesto no?

Yo no me expresaría de esa manera, pues las cargas pueden estar mezcladas, de manera que no haya un "donde están las cargas de signo opuesto". Es decir, contestaría dando por hecho que hay un campo sin preocuparme de cuál sea su origen.

Dependiendo de la intensidad del campo puede aumentar o disminuir la velocidad con que lo hace

No sé muy bien a qué te refieres con "velocidad". Por si acaso, lo aclararemos.

Si no hay más fuerzas, entonces $q\vec E=m\vec a$. La clave está en la relación que tenga la aceleración con la velocidad. Recuerda los ejercicios que hacías el año pasado sobre aceleración tangencial. Si la aceleración forma un ángulo $\theta$ con la velocidad menor de 90º, como $\dst \frac{\dd v}{\dd t}=a_t=a\cos\theta>0$ (aquí manejo $a_t$ como componente, no como módulo de un vector) la velocidad estará aumentando en módulo. Si el ángulo es mayor de 90º, entonces el módulo de la velocidad estará disminuyendo.

Lo que afecta a la curvatura de la trayectoria es la aceleración centrípeta, $a_c=a\sin\theta$.

[LauraLopez]

Re: fuerza electrica o magnetica

mmm entonces la respuesta a la pregnunta 1 es que depende del modulo de la velocidad, si el mismo no varia la fuerza es magnetica, y si veo que el modulo de la velocidad varia la fuerza sera electrica, es asi?

Igual no me quda bien en claro porque la fuerza magnetica no puede modificar el modulo de la velocidad y el porque la electrica si puede hacerlo....

$\dst \vec{F_e} = m \vec{a}$ donde aca la aceleracion esa es tangencial y en cambio en la fuerza magnetica $\dst \vec{F_b} = m \vec{a}$ y aca la aceleracion es normal? y como la aceleracion tangencial es la que modifica la velocidad es por eso que solo la electrica puede hacerlo?

[arivasm]

Re: fuerza electrica o magnetica

El problema de la respuesta es el siguiente. En realidad lo que es absolutamente cierto es que "si actúa una fuerza magnética entonces el módulo de la velocidad no varía" y también que "si el módulo de la velocidad varía entonces actúa una fuerza eléctrica". Fíjate en la sutileza, porque si el módulo de la velocidad no varía no podemos concluir nada (acuérdate del ejemplo que puse de la carga en movimiento circular uniforme).

¿Recuerdas bien las componentes intrínsecas de la aceleración? Al escribir $\vec F_e=m\vec a$, $\vec a$ no es la aceleración tangencial, sino la aceleración, que podrá tener una componente tangencial y una centrípeta dependiendo del ángulo que forme con la velocidad. En la fuerza magnética sucederá en principio lo mismo: al escribir $\vec F_m=m\vec a$, la $\vec a$ será la aceleración; pero aquí tenemos que esta fuerza (y entonces la aceleración) es perpendicular a la velocidad (pues procede de un producto vectorial con la velocidad) y entonces como $\theta=90\º$, $a_t=0$.

[LauraLopez]

Re: fuerza electrica o magnetica

...entonces la fuerza magnetica solo aporta aceleracion normal, o sea aceleracion tangencial cero. La aceleracion tangencial es la que provoca que cambie el modulo de la velocidad entonces concluimos que la fuerza magnetica no puede cambiar el modulo de la velocidad.

Entonces si el modulo de la velocidad varia es porque actuo uno fuerza electrica ya que es la unica que puede hacerlo y si el modulo de la velocidad no varia puede ser cualquiera de las 2? o sea la electrica puede llegar a estar actuando pero sin embargo no modificar el modulo de la velocidad?

[arivasm]

Re: fuerza electrica o magnetica

Ciertamente: si el módulo de la velocidad no cambia y sólo actúa una de las dos fuerzas no podemos saber el tipo de ésta, pues la magnética *nunca* altera el módulo de la velocidad, pero la eléctrica *podría* no alterarlo si constantemente es perpendicular a la trayectoria. El ejemplo de una carga en órbita circular alrededor de otra de signo contrario es un ejemplo de este último caso.