Electromagnetismo II

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ELECTROMAGNETISMO II
FUERZA MAGNÉTICA
FÍSICA
OBJETIVOS
• Conocer en que condiciones una partícula 
experimenta fuerza magnética y como determinar 
su modulo y dirección.
• Conocer los efectos de la fuerza magnética sobre 
partículas electrizadas en casos particulares. 
¿ Sabias que la fuerza magnética 
sobre electrones permitió el 
desarrollo de televisores?
¿Qué relación existe 
entre las auroras 
boreales y la fuerza 
magnética?
Interacción electromagnética
Para que dos cuerpos interactúen magnéticamente es
necesario que ambos manifiesten campo magnético.
Por ejemplo: Dos imanes interactúan magnéticamente
porque ambos manifiestan campo magnético:
Sin embargo, un imán y un bloque de madera no
interactúan magnéticamente porque la madera no
manifiestan campo magnético:
mF 0=
¿un imán y una partícula electrizada pueden interactuar
magnéticamente?
q
+
Si la partícula
electrizada está en
reposo dentro de
la región con
campo magnético
Experimentalmente se observa lo siguiente
+
q
V=0
𝐹𝑀 = 0
Pero si esta partícula se mueve dentro de la región con campo magnético
no experimenta 
fuerza alguna.
electrones en 
movimiento
imán
+
mF
B
+
B
mF +
q
q
Entonces toda partícula con carga eléctrica que se mueve en el
interior de un campo magnético experimenta una fuerza
magnética.
B
θ
REGLA DE LA MANO 
IZQUIERDA
Si la partícula electrizada es negativa,
aplicamos la regla de la mano derecha como
si fuera positiva y al final invertimos la
dirección de la fuerza magnética:
mF
+
v
v v m
F
q
v
+
B
θq
v
-
vmF
mF
FUERZA MAGNÉTICA SOBRE UNA PARTÍCULA
Para partículas electrizadas 
positivamente 
El módulo de esta fuerza es:
𝑞 : Valor de la cantidad de carga (C)
𝑣: rapidez (m/s)
𝐵: Inducción magnética (T)
𝐹𝑚 = 𝑞 𝑣𝐵𝑠𝑒𝑛𝜃
Donde:
Practiquemos indicando la dirección de la fuerza magnética en algunos casos.
X
Y
Z
𝑣
𝐵
+𝑞
𝑭𝒎 X
Y
Z
𝑣
𝐵
−𝑞
𝑭𝒎 X
Y
Z
𝑭𝒎
𝑩
+𝑞
−𝑞
𝐵
𝑣
𝑭𝒎
+𝑞
𝑭𝒎
𝑭𝒎
+𝑞
Aplicación 1:
Una partícula electrizada con q = 2mC se
encuentra dentro de un campo magnético. Para
el instante mostrado, determine el módulo de
la fuerza magnética sobre la partícula.
𝑩 = 𝟓𝟎𝑻
53°
𝑣 = 100𝑚/𝑠
Resolución:
Piden el módulo de la fuerza magnética “𝐹𝑚”.
𝐹𝑚
Se tiene: 𝐹𝑚 = 𝑞 𝑣𝐵𝑠𝑒𝑛𝜃
𝐹𝑚 =
𝐹𝑚 = (2𝑥10
−3)(5𝑥103)
4
5
𝐹𝑚 = 8𝑁
𝑩 = 𝟓𝟎𝑻
53°
2𝑥10−3 100 50 𝑠𝑒𝑛53
Observaciones:
1) Si la partícula se mueve paralelamente al campo (sin cortar
líneas de inducción):
B
q v
Fm = 0
qv
2) Si la partícula se mueve en un campo magnético homogéneo
perpendicular a su velocidad y solo actúa la fuerza magnética
(despreciamos efectos gravitatorios):
La fuerza magnética
(por ser perpendicular
a la velocidad) solo
varia la dirección de la
velocidad pero no su
módulo (rapidez).
mF
B=const.
v
mF
mF
vm
F
𝐹𝑚 = 𝑞 𝑣𝐵
𝐹𝑚𝑚𝑎𝑥
+
+
r
v
Fm
+
B=const.
Por ello la partícula 
experimenta un 
movimiento 
circunferencial 
uniforme (MCU).
En este caso la fuerza 
magnética actúa como 
fuerza centrípeta.
𝐹𝑚 = 𝐹𝑐𝑝
𝑞 𝐵𝑣𝑠𝑒𝑛(90°) =
𝑚𝑎𝑐𝑝
𝑞 𝐵𝑣 =
𝑚𝑣2
𝑟
𝑞 𝐵 =
𝑚𝑣
𝑟
𝑟 =
𝑚𝑣
𝑞 𝐵
APLICACIÓN 03:
En la naturaleza, un ejemplo del
movimiento de partículas cargadas
cuya trayectoria es afectada por un
campo magnético es la aurora polar,
fenómeno en forma de brillo o
luminiscencia que se observa en el
cielo nocturno en las zonas polares.
Con esta ilustración, calcule el radio
de la órbita de un protón que entra
perpendicularmente a un campo
magnético uniforme de
5,0 𝑥 10−2𝑇 con una rapidez de
1,0 𝑥 105 𝑚/𝑠.
RESOLUCIÓN:
A) 2,0 cm B) 4,0 cm C) 3,0 cm
D) 5,0 cm E) 6,0 cm
UNMSM 2016 - II
(Use: 𝑒+ = 1,6 𝑥 10−19 𝐶 y 𝑚𝑝 = 1,67 𝑥 10
−27 𝑘𝑔)
Toda partícula electrizada que se mueve en un campo magnético
experimenta una fuerza por parte de este denominada fuerza
magnética, en este caso el protón entra perpendicular al campo
magnético uniforme:
𝑅 =
𝑚𝑣
𝑞 𝐵
𝑅 =
(1,67 𝑥 10−27)(1 𝑥 105)
(1,6 𝑥 10−19)(5 𝑥 10−2)
𝑅 = 0,02 𝑚
𝑅 = 2 𝑐𝑚
𝒗
𝑭𝒎
𝑭𝒎
Regla de la 
mano izquierda:
La Tierra se comporta como un inmenso imán. Hay teorías sobre su
origen que plantean que dentro de la tierra hay corrientes eléctricas
que la genera.
El polo sur magnético está cerca al polo norte geográfico y el polo norte
magnético está cerca al polo sur geográfico.
Una brújula o aguja magnética se orienta según las líneas de inducción
del campo magnético terrestre. El polo norte de la aguja apunta hacia el
polo sur magnético.
Se sabe que la línea norte sur magnética cambia de orientación a través
del tiempo.
Campo magnético terrestre
Cerca a la superficie terrestre las líneas 
de inducción son paralelas.
La Inducción magnética varia desde 
25μT a 65μT
Auroras boreales se 
dan gracias a las 
fuerzas magnéticas 
sobre partículas 
ionizadas
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