Cos'è forza di lorentz?

La forza di Lorentz è la forza che agisce su una carica elettrica in movimento in un campo elettromagnetico. È la combinazione della forza elettrica e della forza magnetica.

Matematicamente, la forza di Lorentz è espressa come:

F = q(E + v × B)

Dove:

• F è la forza di Lorentz (in Newton)
• q è la carica elettrica (in Coulomb)
• E è il campo elettrico (in Volt/metro) - Vedere Campo Elettrico
• v è la velocità della carica (in metri/secondo) - Vedere Velocità
• B è il campo magnetico (in Tesla) - Vedere Campo Magnetico
• × indica il prodotto vettoriale.

La forza elettrica (qE) agisce nella direzione del campo elettrico (o nella direzione opposta se la carica è negativa). La forza magnetica (qv × B) è perpendicolare sia alla velocità della carica che al campo magnetico.

Aspetti Importanti:

• Direzione della forza magnetica: La direzione della forza magnetica può essere determinata con la regola della mano destra. Se punti il pollice nella direzione della velocità (v) e le dita nella direzione del campo magnetico (B), il palmo della mano indicherà la direzione della forza magnetica (F) per una carica positiva. Per una carica negativa, la direzione è opposta.
• Lavoro svolto dalla forza magnetica: La forza magnetica non compie lavoro sulla carica perché è sempre perpendicolare alla direzione del movimento. Questo significa che la forza magnetica può cambiare la direzione della velocità della carica, ma non la sua energia cinetica (e quindi la sua velocità scalare).
• Applicazioni: La forza di Lorentz è fondamentale per il funzionamento di molti dispositivi, tra cui motori elettrici, generatori, spettrometri di massa, e acceleratori di particelle. Vedere Motori Elettrici e Acceleratori di Particelle.
• Moto in un campo magnetico uniforme: Una carica che si muove perpendicolarmente a un campo magnetico uniforme seguirà una traiettoria circolare. Il raggio del cerchio dipende dalla carica, dalla velocità, dal campo magnetico e dalla massa della particella. Se la velocità ha una componente parallela al campo magnetico, la particella seguirà una traiettoria elicoidale.