6. Movimiento de partículas en campos magnéticos

EJERCICIO 2

   Hasta ahora, habíamos supuesto que la velocidad inicial de la partícula era perpendicular al campo magnético y, aunque en algunos dispositivos técnicos se procura que sea así, en la naturaleza o en los experimentos eso no ocurre, salvo casualidad. En ese primer caso más sencillo, la velocidad de la partícula y la fuerza que actúa sobre ella están siempre en le mismo plano, del que la partícula no puede salirse, describiendo en él una circunferencia.

 

Figura a.6.2

   En la figura a.6.2 se muestra la reconstrucción electrónica de las huellas que dejan en un detector (cilindro negro) las partículas creadas en un experimento de colisión. En ese detector hay un campo magnético que los físicos introducen para poder medir el momento y ayudar a identificar la partícula (ver el ejercicio anterior). Se han individualizado dos trayectorias; dos hélices que giran en sentidos contrarios
 

   Observa la figura a.6.3 en la que hemos representado un caso más complicado que el que conoces, en el que la velocidad v era perpendicular al campo B.

   Aquí la velocidad no tiene esa limitación, pero siempre podemos escribirla como suma de una componente perpendicular al campo, , y otra paralela a él, , así:
v = +

   Fíjate ahora simultáneamente en una de las trayectorias helicoidales y en el diagrama vectorial.

 
Figura a.6.3

a) ¿Qué pasaría si sólo estuviera ? (¡esta es fácil!)

b) ¿Y si sólo estuviera la componente paralela al campo, ?
¿Cuál sería la fuerza F = qv x B sobre la partícula?

c) A la vista de lo anterior, ¿Qué modificación introduce en el movimiento de la partícula del apartado a)?

d) Vuelve a la expresión de la “Fuerza de Lorentz” F = qv x B e intenta explicar por qué tenemos dos trayectorias tan parecidas. (no es tan fácil, aunque así te lo parecerá cuando veas la respuesta)