La DIREZIONE della forza è perpendicolare al piano formato dai vettori v e B.
Il VERSO è dato dalla regola della mano destra:
1)indice nella direzione della velocità
2)medio nella direzione del campo B.
NB: è equivalente considerare il pollice per la velocità, l'indice per il campo B e il medi per la forza.
Altra regola equivalente: "dal verso positivo di F si vede il vettore v ruotare su B in verso antiorario descrivendo l'angolo minore"
NB: la regola vale per una carica POSITIVA. Se la carica è negativa il verso è opposto.
Si definisce la forza di Lorentz come:
F = q · v × B,
dove q è la carica elettrica, v il vettore velocità della particella,
B il campo magnetico e × indica il prodotto vettoriale tra i due vettori.
Il modulo della forza è:
F = q · v · B · sin α,
dove α è l’angolo compreso tra i vettori v e B.
Da questa relazione si ricava l’unità di misura del campo magnetico B
nel Sistema Internazionale: il tesla (T).
Vale la definizione:
1 T = 1 N / (A · m)
poiché 1 C / 1 s = 1 A.
Un’altra unità di misura del campo magnetico è il gauss (G):
1 G = 10-4 T,
circa il doppio dell’intensità del campo magnetico terrestre.
NB: Per convenzione, i vettori uscenti dal piano si indicano con un punto, mentre i vettori entranti si indicano con una x.
Forza magnetica su una particella carica
Una particella carica subisce una forza magnetica solo se è in moto all’interno di un campo magnetico.
Una carica ferma in un campo magnetico B non interagisce con il campo.
La forza di Lorentz è nulla quando la particella si muove parallelamente alle linee di campo (α = 0 → sin α = 0), mentre è massima quando si muove perpendicolarmente alle linee di campo (α = 90° → sin 90° = 1).
La traiettoria della carica in un campo magnetico è in generale elicoidale.
Come sappiamo, nel caso in cui forza e spostamento siano perpendicolari, il lavoro compiuto dalla forza (dato dal prodotto scalare di forza e spostamento) è nullo. Ricordando il teorema dell'energia cinetica possiamo dire che in questo caso l'energia cinetica è costante.
In particolare se la carica entra con velocità v perpendicolare al campo magnetico B UNIFORME (cioè costante) allora la forza F è costante sempre perpendicolare allo spostamento. F è quindi una forza centripeta. La traiettoria è CIRCOLARE di raggio r.
Come sempre, per una carica negativa la direzione della forza è invertita.
Ponendo la forza magnetica uguale alla forza centripeta:
q · v · B = m · v2 / r
si ricava il raggio dell’orbita:
r = m · v / (q · B)
q/m=v/r⋅B. Significa che cariche diverse hanno rapporti carica/massa diversi.
Nello studio sperimentale delle particelle si misura il raggio della sua orbita in un campo magnetico perpendicolare noto e con la sua velocità misurata.
Fissato il valore di B e della velocità v le particelle con maggiore massa hanno orbite più grandi e quelle con maggiore carica hanno orbite più piccole.
applet per lo studio del moto di una carica in piano dove agisce un campo magnetico perpendicolare: CLICCA QUI
Se la velocità non è perpendicolare al campo B la compenente di v// nella direzione di B determina il passo dell'orbita elicoidale mentre v⟂ determina il raggio.
aurora boreale: fasci di particelle cariche entrano nel campo magnetico terrestre. Vengono accelerate ed emettono radiazioni colorate. 
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