¿La fuerza debida al campo eléctrico es instantánea? Si no, ¿por qué?

No hay dos cosas en el universo que sucedan "instantáneamente", a menos que estén exactamente en el mismo lugar, porque "instantáneamente" tendría significados diferentes para los observadores que se mueven a diferentes velocidades. Las ecuaciones de Maxwell, que describen perfectamente las interacciones electromagnéticas para la mayoría de los propósitos prácticos, contienen términos dependientes del tiempo que describen la propagación de cambios en un campo electromagnético. Si su Q se mueve, ya sea rápido o lento, el cambio resultante en su campo a una distancia D no ocurre hasta un tiempo t = D/c . Es decir, el cambio se propaga desde Q a la velocidad de la luz. Este es un hecho observable que, según la relatividad especial, es el mismo para todos los observadores.

Si acelera Q, entonces creará un campo eléctrico cambiante, que crea un campo magnético cambiante, que crea un campo eléctrico cambiante, etc., y el resultado serán ondas EM que emanan de Q, y viajarán de c a q , cambiando la fuerza sobre q cuando llegan.

Pero si no hay aceleración, no hay nada a lo que reaccionar. SR dice que no existe tal cosa como un objeto que se mueve en un sentido objetivo; hay algún marco de referencia en el que Q es estacionario y el campo eléctrico es fijo. experimentara una fuerza electrica q va cambiando a medida que se desplaza por diferentes partes de ese campo, pero el campo en si permanece constante, y no hay nada que propagar.

No es instantáneo. Según el potencial de Lienard Wiechert, donde se puede ver que el efecto de la carga no viaja más rápido que la luz. Entonces, la fuerza no actúa instantáneamente.

Suponga que considera que q está en reposo. Si Q se está moviendo, entonces la fuerza eléctrica que siente q ^※ apuntará a la posición retrasada de Q.

Si Q se mueve uniformemente en línea recta, la aceleración real que siente q, mediante galgas extensométricas dispuestas a su alrededor, apuntará en una posición diferente: ¡a la posición instantánea de Q en su marco de referencia!

Al menos, ese será el estado de equilibrio algún tiempo después de que Q comience a moverse a un ritmo constante.

Esto se debe a los efectos magnéticos de la carga en movimiento. Al menos, así es como interpretas la majestuosidad total de 4 dimensiones de la fuerza electromagnética desde un marco de referencia inercial.

※ ¿Cómo se mide solo la fuerza eléctrica pura? Un dispositivo de medición podría ser un pequeño puntero dipolar. Pero eso se hace utilizando cargas en uno o ambos extremos, que sienten los mismos efectos secundarios. De paso, creo que la carga eléctrica pura "verdadera" no se puede medir localmente, ya que la interpretación de los efectos de corrección depende de su marco de referencia.

Pero si comienza con cargas estacionarias y monitorea todo cuando Q comienza a moverse, cambiar de dirección y otros experimentos; puede ver el retraso inicial de cualquier efecto y elaborar las reglas consistentes con la velocidad finita de propagación.

Puede tratar eso como un instante si está trabajando con distancias y velocidades lo suficientemente pequeñas, pero no lo es. Si alguna vez estudiará la teoría de campos, encontrará potenciales retardados que son solo esto: el campo se propaga a la velocidad de la luz y ya no se ve como un instante.

La fuerza eléctrica es instantánea en la física newtoniana. En la relatividad general no lo es.