Imagen de la trayectoria de una partícula en campos eléctricos cruzados E y B

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.

  1. 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
  2. La página de Evolución necesita seis ecuaciones. Tres para definer la velocidad y tres para definir la aceleración. ¿Porqué son tres de cada una?
  3. 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 =
  4. Completa el modelo usando las ecuaciones apropiadas de la aceleración.
  5. Para quitar las palabras Modelo Incompleto, ve a la página de Modelo, Variables, Display y cambia ModelComplete de FALSE a TRUE
  6. Prueba para q/m=1 para ver si has configurado el modelo correctamente.
  7. 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.
  8. Si E = 1i, B = 1k e inicialmente v = -1j, Explica porqué se da esa trayectoria.
  9. Si E = 1i, B = 1i, e incialmente v =0, explica porqué el movimiento es el mismo sin importar el valor de Bx.
  10. 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.
  11. 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