A2C - Salerno

La forza di Lorentz si manifesta su un corpo elettricamente carico quando esso attraversa una regione in cui è presente un campo elettromagnetico. Tale forza si manifesta anche se è presente solo il campo di induzione magnetica, purché l'oggetto sia elettricamente carico e in movimento.

Vediamo dunque in cosa consiste la forza di Lorentz e come agisce.

Nella forma più generale e sempre valida, la forza di Lorentz è data dalla seguente relazione:

F = q(E + v x B)

dove

• F è la forza di Lorentz, ossia la forza che agisce su una carica in moto in un campo elettromagnetico;
• q è la carica in movimento
• E è il campo elettrico
• v è la velocità con cui si muove q
• B è il campo di induzione magnetica

L'intensità della forza è proporzionale al valore della carica q, all'intensità del campo elettrico E, alla velocità v con cui si muove la carica e all'intensità del campo di induzione magnetica B.
Ciascuno dei due campi da un contributo diverso però.
La forza di Lorentz ha la stessa direzione del campo elettrico, mentre è sempre perpendicolare sia al campo di induzione magnetica sia alla direzione in cui si muove la carica con velocità v.
Come risultato, la forza agisce sulla carica facendola curvare e accelerare nella direzione del campo elettrico. Il verso dipenderà dal segno della carica.
Nel caso di cariche positive, il segno è dato dalla regola della mano destra, mentre è opposto per le cariche negative.

Nel caso sia presente solo il campo di induzione magnetica, l'equazione precedente si riduce nella forma seguente:

F = q v x B

Tuttavia, anche in questo caso la forza di Lorentz è perpendicolare sia alla direzione del campo magnetico che alla direzione in cui si muove la carica con velocità v.

Osservando tali equazioni possiamo concludere che se il corpo è immobile (v=0) o se la sua carica è nulla (q=0), allora la forza di Lorentz è nulla e non ci sarà alcuna accelerazione.
Anche nel caso in cui la carica si muove nella stessa direzione del campo di induzione magnetica risulta che la forza è nulla.
Questo perché l'intensità della forza è uguale al prodotto tra v e B per il seno dell'angolo compreso fra i due vettori.
Se essi sono paralleli (cioè se la carica si muove nella stessa direzione di B) allora l'angolo compreso è zero. Ed il seno di zero fa zero.

Si ringrazia il Dott. Luigi Rescigno per il supporto scientifico.