Trayectoria en un campo E x B
El Modelo EJS de la trayectoria de una partícula en el campo E x B muestra el movimiento de una partícula cargada en un campo eléctrico y magnético constante. El modelo esta incompleto y debe ser terminado por el estudiante agregando las ecuaciones apropiadas del movimiento.
- Corre la simulación. Observa que al cambiar los campos magnéticos no tiene ningún efecto en el movimiento. Esto se debe a que la fuerza de Lorentz no está completa. Da clic derecho sobre la simulación y da clic en Abrir Modelo EJS. Selecciona Modelo y observa la página de Evolución. La fuerza que gobierna al moviemitno es simplemente:
F = q E or a = (q/m)*E
- La página de Evolución necesita seis ecuaciones. Tres para definer la velocidad y tres para definir la aceleración. ¿Porqué son tres de cada una?
- Para que el campo magnético tenga impacto en el movimiento, necesitas incluir el campo magnético en la ecuación de Lorentz:
F = q (E + v x B)
La componente x de esta ecuación es
Fx = q*(Ex + vy*Bz - vz*By).
Explica porqué y da las componentes restantes
Fy = Fz =
- Completa el modelo usando las ecuaciones apropiadas de la aceleración.
- Para quitar las palabras Modelo Incompleto, ve a la página de Modelo, Variables, Display y cambia ModelComplete de FALSE a TRUE
- Prueba para q/m=1 para ver si has configurado el modelo correctamente.
- Si E = 0, Bx = By = 0 y Bz = 1 (or B = 1k) e incialmente vx = 1, vy = 0 y vz = 0 (v = 1i), deberías ver una trayectoria circular. Explica porque y qué otras configuraciones darían una trayectoria circular. Pruebalas y verifica que son circulares. Explica como generar un circulo de menor radio.
- Si E = 1i, B = 1k e inicialmente v = -1j, Explica porqué se da esa trayectoria.
- Si E = 1i, B = 1i, e incialmente v =0, explica porqué el movimiento es el mismo sin importar el valor de Bx.
- Si E = 1i, B = 1k e inicialmente v = 0, explica porqué la partícula no cambiaría la componente z de su movimiento. Prueba el caso en la simulación.
- Reporta tu actividad de acuerdo al modelo de prácticas.
Nota:
Puedes revisar y modificar un modelo compilado en EJS dando doble clic sobre el archivo en java del modelo. Cuando el programa este en funcionamiento dar clic derecho y seleccionar Abrir el modelo en EJS. Debes tener instalado EJS