UnADMxicoFISICA

FACILITADOR: ENRIQUE FIERRO HERNANDEZGRUPO: TM-FIS1-1302-002

UNIDAD 3ACTIVIDAD 1. PRACTICA 1. Fuerza de Lorentz

Equipo 2

Hctor Aguilar Macas al11502711 @unadmexico.mxMiguel de Jess lvarez cruz al10519755@unadmexico.mxSamuel Edmundo pavn Galindo al10524706@unadmexico.mx Carlos Gonzlez padilla al11500070@unadmexico.mxJaime Chvez Garca al10518945@unadmexico.mxJos Andrs Almada Hernndez al11500200@unadmexico.mxFabin Prez Crdova al10520151@unadmexico.mxAntonio Castro Mendoza al11504204@unadmexico.mxVctor Manuel Gonzlez Katt al10524258@unadmexico.mxLucas Alberto Caldern Rocher al10529501@unadmexico.mx

IntroduccinElectromagnetismo:El electromagnetismo, estudia los fenmenos elctricos y magnticos que se unen en una sola teora aportada por Faraday, que se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos elctricos y magnticos conocidas como las ecuaciones de Maxwell . Gracias a la invencin de la pila de limn, se pudieron efectuar los estudios de los efectos magnticos que se originan por el paso de corriente elctrica a travs de un conductor. De esta manera es la parte de la Fsica que estudia los campos electromagnticos y los campos elctricos , sus interacciones con la materia y, en general, la electricidad y el magnetismo y las partculas subatmicas que generan flujo de carga elctrica. El electromagnetismo, por ende se comprende que estudia conjuntamente los fenmenos fsicos en los cuales intervienen cargas elctricas en reposo y en movimiento, as como los relativos a los campos magnticos y a sus efectos sobre diversas sustancias slidas, lquidas y gaseosas. Por lo tanto podemos considerar que es la intervencin de un campo elctrico y un campo magntico sobre una misma partcula, la fuerza electromagntica es el resultado de la interaccin entre las cargas elctricas. Las cargas aceleradas generan ondas electromagnticas e interactan sobre las cargas elctricas.

Fuerza de Lorentz:

La fuerza de Lorentz, es la ley que relaciona la fuerza de un campo electromagntico con la fuerza mecnica, es decir, explica como una fuerza mecnica se puede convertir en un campo electromagntico o viceversa.

Aplicaciones, motores elctricos (licuadoras, lavadoras, automviles, polipastos, etc), bocinas, micrfonos, solenoides, relevadores, portones elctricos, hidroelctricas, aceleradores de partculas.

Modelo Terico

La fuerza de Lorentz aparece siempre en las cargas en movimiento que se desplazan dentro de un campo magntico. Su expresin es:

Ajustndonos a la definicin de campo elctrico como la fuerza que acta sobre la unidad de carga tanto debida a la fuerza electrosttica (Coulomb) como a la correspondiente al movimiento de las Carga a travs de un campo magntico (Lorentz), el Campo Elctrico total E, en un punto del espacio a una distancia d de una carga q en movimiento a travs de un campo magntico B ser:

Se utiliza para encontrar la fuerza que acta sobre una partcula en funcin de E y B. FL = FE + FM FL = qE + qv x B FL = q (E + v x B)

DesarrolloModelar la trayectoria de una partcula cargada en un campo magntico y elctrico constante.El modelo que se muestra est incompleto y deben terminarlo agregando las ecuaciones de movimiento apropiadas.1. Descarga la simulacin ejs_trayectoriaCampoExB.jar que se encuentra en el Aula virtual.2. Corre la simulacin1.3. Observa que al cambiar los campos magnticos no tiene ningn efecto en el movimiento. Esto se debe a que la fuerza de Lorentz no est completa

4. Da clic derecho sobre la simulacin y da clic en Abrir Modelo EJS2.5. Selecciona Modelo y observa la pgina de Evolucin. La fuerza que gobierna al movimiento es simplemente:

La pgina de Evolucin necesita seis ecuaciones. Tres para definir la velocidad y tres para definir la aceleracin. Por qu son tres de cada una?Por el hecho de ser un modelo tridimensional en x,y,z.Para la velocidad dx / dt = vx dy / dt = vy dz / dt = vz

Para que el campo magntico tenga impacto en el movimiento, necesitas incluir el campo magntico en la ecuacin de Lorentz: La componente x de esta ecuacin es:

Explica por qu y da las componentes restantes:Para obtener el sentido de la fuerza, se toma el dedo ndice de la mano (izquierda) apuntando a la direccin del campo magntico que interacta con el conductor y con el dedo corazn se apunta en direccin a la corriente que circula por el conductor, formando un ngulo de 90 grados. De esta manera, el dedo pulgar determina el sentido de la fuerza que experimentar ese conductor.Las tres ecuaciones para la fuerza completas:Fx = q*(Ex + vy * Bz vz * By)Fy = q*(Ey + vz * Bx vx * Bz)Fz = q*(Ez + vx * By vy * Bx)Completa el modelo usando las ecuaciones apropiadas de la aceleracin.

Datos

Agregado de las formulas tanto para la velocidad como para la fuerza de Lorentz.

El resultado de la simulacin

Anlisis de datos

Prueba para q/m=1 para ver si has configurado el modelo correctamente. Si E = 0, Bx = By = 0 y Bz = 1 (or B = 1k) e inicialmente vx = 1, vy = 0 y vz = 0 (v = 1i), deberas ver una trayectoria circular. Explica porque y qu otras configuraciones daran una trayectoria circular. Prubalas y verifica que son circulares. Explica cmo generar un crculo de menor radio. Si E = 1i, B = 1k e inicialmente v = -1j, Explica por qu se da esa trayectoria. Si E = 1i, B = 1i, e inicialmente v =0, explica por qu el movimiento es el mismo sin importar el valor de Bx. Si E = 1i, B = 1k e inicialmente v = 0, explica por qu la partcula no cambiara la componente z de su movimiento. Prueba el caso en la simulacin.

Ingreso de los datos para comprobacin

Partcula en movimiento circular

ResultadosEl movimiento de la partcula es afectada por la fuerza de Lorenza que es perpendicular a la velocidad que resulta en una fuerza centrfuga ya que el campo magntico es perpendicular al movimiento de la partcula.Y por consiguiente al aumentar la fuerza de Lorentz el movimiento circular de la partcula generado ser de menor radio.

ConclusionesExperimentalmente se lleg a las siguientes conclusiones: La fuerza es proporcional a la carga y a la velocidad con la que la partcula entra en el campo magntico. Si la carga incide en la direccin del campo, no acta ninguna fuerza sobre ella. Si la carga incide en la direccin al campo, la fuerza adquiere su mximo valor y es a la velocidad y al campo. Si la carga incide en direccin oblicua al campo, aparece una fuerza a este y a la velocidad cuyo valor es proporcional al seno del ngulo de incidencia.Cargas de distinto signo experimentan fuerzas de sentidos opuestos

Referenciashttp://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisicaII/electromagnetismo.cfmhttp://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3000/3232/html/2_campo_magnetosttico_fuerza_de_lorentz.htmlhttp://www.slideshare.net/kurtmilach/seminario-de-la-semana-9-magnetismo-fuerza-de-lorentz