¿Qué fuerza decae una carga oscilante?

Considere este escenario: tenemos una carga en un resorte. A medida que oscila, pierde energía por radiación.

¿Qué fuerza decae la oscilación? Por lo que puedo ver, las únicas fuerzas en el escenario son las fuerzas electromagnéticas y el resorte.
La fuerza del resorte se descarta porque conserva la energía y no disminuye la oscilación.
Las fuerzas electromagnéticas se descartan porque no hay otra carga en el escenario que ejerza una fuerza sobre nuestra carga.

¿Qué me estoy perdiendo? ¿Es esta una fuerza no descrita por las ecuaciones de Maxwell? ¿La carga ejerce una fuerza sobre sí misma? ¿Algo completamente diferente?

Entonces, ¿está cuestionando que el resorte pierda energía debido a la radiación de la carga?
Sí. Pero concretamente, qué fuerza provoca el trabajo que le hace perder energía.
Tu pregunta - muy confusa. Como sistema de parámetros 'agrupados', necesita una masa y un resorte para tener oscilaciones. Un resorte en sí mismo, considerado un continuo de masa y elasticidad, tiene modos de vibración. Entonces, ¿qué tipo de resorte estás considerando? Además, ¿qué tiene que ver la carga con nada? ¿Estás buscando 'fuerza inicial'?
Bueno, si las cargas están radiando , entonces parece que te estás perdiendo una fuerza bastante importante aquí.
cuando se desvía un resorte, hay fuerzas cortantes (basadas en la fuerza electromagnética). Esto provoca el calentamiento y el aumento de la temperatura y la radiación (como calor).

Respuestas (1)

El término técnico para esta fuerza es fuerza de reacción de radiación y es de naturaleza electromagnética.

Las ecuaciones de Maxwell no describen este fenómeno simplemente porque no están destinadas a hacerlo; es como pedirle a la ecuación del calor que describa las reacciones químicas que ocurren en un incendio. Las ecuaciones de Maxwell describen los campos eléctricos y magnéticos generados por una configuración de cargas y corrientes, y para formar una descripción completa de la naturaleza necesitan ser aumentadas con la conexión inversa: cómo actúan los campos sobre las cargas y corrientes.

Esta segunda mitad de la descripción se suele hacer con la fuerza de Lorentz, F = q ( mi + v × B ) . Esto funciona bien para distribuciones de carga continuas (donde los efectos de autointeracción se desvanecen ya que cada carga individual es infinitesimal) y para cargas puntuales donde puede identificar y restar el propio campo de la partícula. Para una carga puntual oscilante y radiante, no puede hacer nada de esto y necesita extender la fuerza de Lorentz a una versión más general. (Una mejor manera de ver esto es que necesita deshacer las aproximaciones que le dieron la fuerza de Lorentz).

Este proceso es un poco complicado e incluso dentro de la electrodinámica clásica hay rincones y grietas para los que nuestras explicaciones no son completamente satisfactorias. La mejor primera puñalada, sin embargo, es la fuerza de Abraham-Lorentz,

F Alabama = q 2 6 π ε 0 C 3 d a d t .

Para dar un ejemplo de las dificultades que presenta esta fuerza, tenga en cuenta que la ecuación de movimiento ahora es de tercer orden en el tiempo. Hay múltiples formas de derivar la fuerza de Abraham-Lorentz, pero en última instancia, esto debe integrarse en un marco más grande, al menos, para dar cuenta del tercer orden de la ecuación de movimiento. Si desea obtener más información, Wikipedia y Duck Duck Go son buenos lugares para comenzar, o haga una pregunta más detallada en este sitio.

Puedo hacerte una pregunta, si no te importa:
mi → = 1 4 π ϵ 0 ∫ { [ ρ ] r 3 1 r 2 C ∂ [ ρ ] ∂ t } r → d V − 1 4 π ϵ 0 C 2 ∫ 1 r [ ∂ j → ∂ t ] d V
es el campo eléctrico debido a la corriente no estacionaria; r es la distancia donde se va a calcular el campo. Ahora, ¿qué sucede cuando r = 0 ? Esto haría explotar la ecuación, ¿no es así?
@ user36790 Esa es una pregunta separada que debería hacerse en el sitio principal, de verdad. (Cuando lo haga, asegúrese de ser claro en toda su notación, incluidos esos divertidos corchetes).
Estaba hablando de autoinducción. La densidad de carga, la densidad de corriente se calculan en tiempo retardado t r = t − r C . [ ] significa que esas cantidades se calculan en tiempo retardado.
¿Puedo preguntarlo en el chat?
Como en: pedirlo por separado . Y no espere que sus lectores comprendan de inmediato que [ · ] tiene un significado especial (pero { · } no lo hace), y cuál es ese significado, sin declararlo. Y no, realmente no tengo tiempo para repasar esto en el chat, ni soy necesariamente la mejor persona a la que deberías preguntar.
Estaba a punto de escribir el significado de esos corchetes en el segundo comentario pero respondiste dentro de mi escrito:/ Sin embargo, gracias por responder.
¿Qué fuerza decae una carga oscilante?
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