Problema resuelto de Física: Movimiento de cargas: fuerza de LorentzSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2022 · Junio

Fuerza de Lorentz. Sobre una partícula de carga $q$ que se mueve con velocidad $\vec v$ en un campo magnético $\vec B$ actúa la fuerza$$\vec F = q\,(\vec v\times\vec B)$$Por ser un producto vectorial, $\vec F$ es perpendicular a la vez a $\vec v$ y a $\vec B$ (su sentido lo da la regla de la mano derecha, invertido si $q < 0$). Su módulo es$$F = |q|\,v\,B\,\operatorname{sen}\theta$$donde $\theta$ es el ángulo que forman $\vec v$ y $\vec B$. Como es siempre perpendicular a la velocidad, no cambia su módulo, solo su dirección.

Fuerza nula. La partícula está cargada ($q \neq 0$), se mueve ($v \neq 0$) y el campo no es nulo, así que la fuerza solo se anula si $\operatorname{sen}\theta = 0$, es decir, $\theta = 0^\circ$ o $180^\circ$: cuando la partícula entra paralela o antiparalela a las líneas del campo. Entonces sigue en línea recta con velocidad constante.

Fuerza máxima. El seno vale como mucho 1, con $\theta = 90^\circ$: cuando la partícula entra perpendicular al campo. Entonces$$F_\text{máx} = |q|\,v\,B$$y, como la fuerza es perpendicular a la velocidad y de módulo constante, la partícula describe un movimiento circular uniforme.