1r ciclo Duda sobre fuerza magnética

[Clarck Luis]

Hola con todos, tengo una pequeña duda sobre la fuerza magnética ejercida por un imán sobre un conductor por donde pasa corriente eléctrica. Lo único que quiero saber es ¿de que naturaleza es esta fuerza? Hasta donde he revisado la fuerza de gravedad, la fuerza eléctrica, la fuerza magnética entre polos se ubica siempre sobre la linea que une las fuentes en interacción. Pero la fuerza "magnética" para el caso que planteo, es perpendicular al haz de electrones que pasan y también es perpendicular al campo magnético. De donde viene exactamente esta fuerza? es producto de la interacción entre el campo magnético del imán y el campo magnético generado por la carga en movimiento? y si fuera así tampoco le veo el sentido del porque debe ser perpendicular? Supongamos por un momento que es un hecho experimental, como se puede saber que es de naturaleza magnética? lo pregunto, porque se comporta muy distinto a la fuerza magnética entre polos magnéticos, al menos hasta donde yo lo veo.

PD: Puede que mi enunciado no se entienda muy bien xD, para ser mas claro, la fuerza magnética entre polos y esta fuerza "magnética" funcionan exactamente igual? por ende son de la misma naturaleza magnética? Ojala alguien pueda aclararme alguna de estas dudas, o al menos darme una idea de lo que ocurre. Gracias de antemano.

[angel relativamente]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Hola Clarck Luis. No sé muy bien a qué te refieres con la fuerza entre polos, pero desde luego todas las fuerzas magnéticas tienen la misma naturaleza: son perpendiculares al campo magnético y la velocidad de las cargas.

[visitante20160513]

Re: Duda sobre fuerza magnética

El campo magnético de las cargas eléctricas en movimiento hoy en día se muestra como una consecuencia de la relatividad. Al transformar el campo eléctrico de una carga eléctrica en movimiento mediante las transformaciones compatibles con la relatividad aparece la componente magnética como una parte de la transformada, lo que nos dice que este campo magnético no es más que un efecto relativista. Sin embargo el campo magnético de los imanes (polos magnéticos) necesita una explicación distinta ya que aparentemente no hay movimiento de cargas eléctricas en el fenómeno. Actualmente dicho campo se explica como una consecuencia del spin de los electrones en los átomos de los materiales magnéticos. Ésta es una explicación suficiente pero que plantea algunas dudas que no están suficientemente explicadas. Es un tema complejo y yo no soy un especialista del tema así que no te puedo aportar muchos más detalles.

Salu2

[skynet]

Re: Duda sobre fuerza magnética

es producto de la interacción entre el campo magnético del imán y el campo magnético generado por la carga en movimiento?

no, los campos magnéticos no interaccionan con otros campos magnéticos ni con polos, interaccionan sólo con cargas eléctricas en movimiento, la ecuación es clara: $\vec{F}=q\vec{v}\times\vec{B}$

las interacciones entre imanes aparentan producirse entre dos campos magnéticos o entre polos magnéticos sin que exista ninguna carga en movimiento, pero esto no es así.........en los imanes, el resultado neto de la alineación de spines equivale a un movimiento de cargas de modo que los campos generados por el moviento de cargas de uno de los imanes interacciona con las cargas en movimiento del otro y viceversa

[visitante20160513]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Creo que esto último no es cierto. Un polo magnético situado en el seno de un campo magnético se encuentra de forma general sometido a una fuerza, y por lo tanto existe una interacción entre ambos, es decir los campos magnéticos interaccionan con los polos magnéticos, no solo con las cargas eléctricas en movimiento. La expresión:

$\vec{F}=q\vec{v}\times\vec{B}$

no puede explicar dicha interacción. Es necesario introducir un modelo matemático del polo magnético para poder explicar dicha interacción.

Salu2

[arivasm]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Amigo Jabato: no hay (mono)polos magnéticos. La diferencia entre polo norte y polo sur es simplemente desde qué lado miras una corriente o, en el caso de imanes permanentes, como ha señalado supernena (y de manera muy brillante, por cierto), desde qué lugar se mira el spin de un átomo (o de un dominio).

[visitante20160513]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Ya, ya se que no hay monopolos, al menos no se han descubierto y la teoría electromagnética de Maxwell los niega. Pero el hecho de que no haya evidencia de que tales objetos existen no quiere decir que no pueda desarrollarse un modelo basado en ellos. Tampoco hay evidencia de que existan los quarks y todo el modelo estandar se basa en su existencia. En cualquier caso la fórmula citada en anteriores mensajes no explica la interacción entre los polos de los imanes y los campos magnéticos, y es necesario desarrollar una teoría que dé explicación del campo magnético de los imanes, usando monopolos o cualquier otra clase de modelos, pero una teoría que explique dicha interacción. En cualquier caso afirmas de forma demasiado categórica que los monopolos magnéticos no existen, yo no me atrevo a tanto, la física actual todavía los considera como entes posibles y no pueden descartarse de la forma que tu lo haces.

Salu2

[arivasm]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Tampoco hay evidencia de que existan los quarks

Te aseguro que los chorros (o jets) de partículas, que son una manifestación directa de la existencia de los quarks, forman parte de la cotidianidad de las detecciones en los colisionadores de partículas.

Con respecto a los monopolos magnéticos, de Dirac, no los encuentro relevantes para la cuestión que motivaba el hilo, en la que Clarck Luis manejaba el término polo en referencia a los polos de los imanes.

[visitante20160513]

Re: Duda sobre fuerza magnética

¿Estas tratando de hacer que me crea que alguien ha visto un quark?

Hasta donde son capaces de llegar los crédulos. Si alguien hubiera podido identificar un quark en estado puro, independiente de otras partículas, esa sería la prueba irrefutable de que el modelo estandar no vale y que habría que construir otro modelo.

[Clarck Luis]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Gracias a todos por sus comentarios, la verdad es que comparto la misma idea de jabato. La ecuación que coloca supernena se aplica para cargas en movimiento que son arrojadas dentro de un campo magnético. Pero existe otra ecuación para calcular la fuerza magnética entre polos magnéticos, esta es muy distinta a la que menciona supernena. Es ahi donde nace mi duda, como dos fuerzas de la misma naturaleza magnética pueden tener ecuaciones distintas?
Y con respecto a lo que dice supernena, entiendo que los campos no interactuan entre ellos (error mio al expresarlo así) mas bien que interactuan con las fuentes. Por ejemplo la interacción del campo gravitatorio de la tierra con un objeto cualquiera, es así como lo entiendo. Todos hemos experimentado que cuando acercamos polos magneticos opuestos de dos imanes distintos aparece un fuerza que los atrae, ¿que ocurre aquí? ¿si quisiera explicar la fuerza sobre uno de los imanes, es valido decir que el campo magnético del otro imán interactua con el polo magnético de este?

[arivasm]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Pero existe otra ecuación para calcular la fuerza magnética entre polos magnéticos, esta es muy distinta a la que menciona supernena. Es ahi donde nace mi duda, como dos fuerzas de la misma naturaleza magnética pueden tener ecuaciones distintas?

¿Cuál es esa otra ecuación a la que te refieres?

Todos hemos experimentado que cuando acercamos polos magneticos opuestos de dos imanes distintos aparece un fuerza que los atrae, ¿que ocurre aquí? ¿si quisiera explicar la fuerza sobre uno de los imanes, es valido decir que el campo magnético del otro imán interactua con el polo magnético de este?

La fuerza entre dos imanes es exactamente igual que la fuerza entre dos corrientes: cada una de ellas interactúa con el campo magnético que produce la otra. Por supuesto, la ley de Lorentz es la que está en el centro de la cuestión.

Como te hemos dicho anteriormente, no es que un polo de un imán interactúe con el campo magnético del otro, sino que son los espines de ese imán (y que, en cuanto a que son objetos cuánticos, poseen una equivalencia con una corriente clásica) los que experimentan fuerzas debido al campo magnético del otro.

[Clarck Luis]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Ahora lo tengo mas claro, gracias arivasm. La ecuacion a la que me refiero es ha la planteada en este enlace http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_...a_entre_imanes , yo la vi en un libro pero en el enlace también la plantean igual. De esto solo me interesa saber si la formula plateada ahí viene de la misma definición:

$\vec{F}=q\vec{v}\times\vec{B}$

[arivasm]

Re: Duda sobre fuerza magnética

Imagino que te refieres a la ecuación (b) de la entrada de wikipedia que citas. Se trata de la combinación de dos leyes: por una parte la ley de Biot y Savart, que proporciona el campo que origina una corriente (y que aquí se corresponde con una de las integrales) y por otra la ley de Lorentz, transformada para una corriente de la forma que mencionas, $\vec F=q\vec v\times\vec B$ a $\dd\vec F=I\dd\vec l\times\vec B$ (y que se corresponde con la otra integral). Por otra parte, la combinación de ambas leyes se ha escrito para manejar densidades de corriente en lugar de intensidades, para tomar en consideración que ambas corrientes estarán extendidas a volúmenes.