¿Puede un campo magnético en movimiento realizar trabajo sobre una partícula cargada?

Imagine una partícula cargada suspendida entre 2 placas magnéticas horizontales, que crean un campo magnético uniforme. Ahora instantáneamente, la partícula se acelera a la velocidad v . Según tengo entendido, la partícula ahora comenzará a hacer un movimiento circular uniforme, debido a la fuerza de Lorentz.

Sin embargo, ¿qué pasa si el campo magnético se mueve, en lugar de la partícula cargada? En lugar de acelerar la partícula, ahora las placas magnéticas se aceleran instantáneamente a la velocidad. v .

¿Qué le sucede a la partícula cargada?

  1. ¿Experimenta ahora el mismo movimiento circular uniforme (en el marco de referencia de las placas magnéticas), y al hacerlo, se "mantiene" con las placas magnéticas?

O

  1. ¿Es acelerado por la fuerza de Lorentz, pero eventualmente cae fuera del campo magnético?

Si lo que sucede es 1, ¿cómo ganó energía cinética la partícula? Pasó de estar estacionario a moverse, pero me enseñaron que el campo magnético no puede trabajar con partículas cargadas. Entonces, ¿qué hizo el trabajo sobre la partícula?

Si 2 es lo que sucede, entonces ¿por qué este escenario es diferente a acelerar la partícula en lugar de acelerar las placas? ¿No deberían ser iguales esos dos escenarios en el marco de referencia de las placas magnéticas?

Respuestas (2)

¿Qué es un "campo magnético en movimiento"? Si tienes un imán en movimiento, entonces el campo magnético en cada punto del espacio cambia con el tiempo... lo que, según las leyes de Maxwell, genera un campo eléctrico. Este campo eléctrico puede hacer trabajo.

Concéntrese en un breve intervalo de tiempo en el que la partícula se mueve con velocidad constante. En el marco del imán hay un componente de corriente paralelo a su velocidad. En el marco de reposo de la partícula aparece una densidad de carga debida a esta componente de corriente. Aparece un campo eléctrico neto perpendicular a la velocidad y la partícula se desvía. Se moverá en una órbita que se puede derivar de su órbita en el marco del imán transformándolo directamente. Para responder a la pregunta no relacionada en el título: no se realiza ningún trabajo.

¿Es que no se realiza ningún trabajo en absoluto, o que el campo magnético no realiza ningún trabajo, pero el campo eléctrico generado realiza algo de trabajo?