campo magnetico

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: 1998/06/10

"Mal" ha scritto:
> Se una particella carica passa in un campo magetico su di
> essa agisce la forza qvB (perpendicolare). Se un corpo carico
> genera un campo elettrico attraverso cui passa un magnete
> libero di muoversi, agisce la stessa forza ma applicata al
> magnete (dove v e' la velocita' relativa) per il 3 principio
> di newton o succede qualcos'altro?
> Scusate per questa domanda che sembra stupidissima ma di
> solito non si pone nessuno (che io conosca) e ha messo in
> crisi la mia prof.
Stupidissima? Neanche per sogno: ora vedrai :-).

Prima di tutto, precisiamo la situazione, per poter fare discorsi
definiti.
Guarda la figura:

      S ============================= N * q

(suppongo per comodita' che il magnete sia in forma di parallelepipedo
lungo e stretto).
Se la carica e' positiva, e si muove verso il basso, la forza e' perp.
allo schermo, diretta verso di te.

Ci si puo' porre diverse domande, non solo quella che tu hai fatto:
1) Sempre con carica in moto e magnete fermo, il magnete sente una
forza?
2) Se la carica e' ferma e si muove il magnete, c'e' una forza sul
magnete? (questa e' la tua)
3) sempre con carica ferma e magnete in moto, c'e' forza sulla carica?

Le risposte a 1) e 3) le dovresti sapere.

1) Se la carica si muove produce un campo magnetico, che nel punto N e'
perp. allo schermo e diretto verso l'interno. Questo campo produce una
forza su N, diretta nello stesso verso.
Nota che e' questa la corretta applicazione del 3^ principio: se vuoi
confrontare azione e reazione, non devi cambiare le carte in tavola, ma
devi fare il confronto *nella stessa situazione*.

3) Se il magnete si muove, nella posizione di q c'e' un campo magnetico
variabile, quindi (induzione e.m.) c'e' anche un campo elettrico. Questo
campo produce sulla carica la stessa forza come se fosse lei a muoversi.
Non e' cosi' ovvio, ma e' vero, almeno se la velocita' e' piccola.

2) E qui? Una carica ferma puo' produrre solo un campo elettrico
invariabile nel tempo. Un magnete non e' soggetto a nessuna forza in un
campo elettrico: come la mettiamo?
Per far tornare le cose, bisogna invocare la relativita' (questa non te
l'aspettavi di certo!). Si dimostra che se il magnete si muove verso
l'alto nella figura, sulle facce anteriore e posteriore appare una
carica elettrica (di segno opposto), come se fosse un condensatore.
Questo e' un effetto relativistico.
Queste cariche risentono di una forza da parte di q, e se fai i conti
... torna tutto? Magari! La storia non e' ancora finita, ma credo di
averti dimostrato a sufficienza che la domanda era tutt'altro che
stupida...

Per inciso, e' proprio riflettendo a dissimmetrie come questa, che
Einstein e' stato condotto alla relativita'.
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa
Received on Wed Jun 10 1998 - 00:00:00 CEST