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Fuerza de Lorentz

Física

Conceptos clave

Una carga en movimiento dentro de un campo magnético experimenta una fuerza magnética.
La fuerza es perpendicular a la velocidad y al campo.
Depende de la carga, la velocidad, el campo y el ángulo entre $v$ y $B$ .
No actúa sobre cargas en reposo ni sobre las que van paralelas al campo.

La fórmula

$F = qvB\sin\theta$ .
$q$ = carga; $v$ = velocidad; $v$ = campo magnético; $\theta$ = ángulo entre $v$ y $B$ .
Máxima cuando $v \perp B$ ( $\theta = 90°$ ); nula cuando son paralelos.

Dirección de la fuerza

Es perpendicular tanto a la velocidad como al campo.
Se halla con la regla de la mano (para carga positiva).
Para carga negativa, la fuerza va en sentido opuesto.

Efecto sobre el movimiento

La fuerza es perpendicular a $v$ → no cambia la rapidez.
Solo cambia la dirección → produce movimiento circular.
La energía cinética se conserva.

Casos particulares

$v$ paralela a $B$ : fuerza cero (la carga sigue recto).
$v$ perpendicular a $B$ : fuerza máxima (trayectoria circular).
En ángulo intermedio: trayectoria en hélice.

Ejemplo resuelto

Problema: una carga de $1{,}6\times10^{-19}\,\text{C}$ va a $2{,}0\times10^{6}\,\text{m s}^{-1}$ perpendicular a $B = 0{,}50\,\text{T}$ . Halla la fuerza.
$F = qvB\sin 90° = 1{,}6\times10^{-19}\times2{,}0\times10^{6}\times0{,}50\times1$ .
$F = 1{,}6\times10^{-13}\,\text{N}$ .

En el examen IB

$F = qvB\sin\theta$ : máxima con $v \perp B$ , nula con $v \parallel B$ .
La fuerza magnética no cambia la rapidez (es perpendicular a $v$ ).
Error frecuente: olvidar el $\sin\theta$ o invertir el sentido para cargas negativas.
Usa la regla de la mano para la dirección.