Momento angular de los campos electromagnéticos. La paradoja de Feynman.

Actividades

Se introduce

  • La constante del tiempo τ, en el control de edición titulado Cte. tiempo
  • El radio del disco R, en el control de edición titulado Radio disco.
  • El número de cargas puntuales que se sitúan en el bode del disco, eligiendo un número en el control de selección titulado Número de cargas.

El programa interactivo ha fijado, los valores de:

  • el momento magnético inicial de la bobina i0·Nπa2
  • la carga q de cada una de las pequeñas esferas conductoras situadas en el borde del disco. La carga total es Q=n·q
  • el momento de inercia Ic del disco

Se activa los botones de radio que indican

  • Bobina conectada o desconectada de la batería
  • Carga positiva o negativa

Se pulsa el botón titulado Empieza

Se observa el movimiento de rotación del disco. En la parte superior derecha, se proporcionan los valores del tiempo t y de la velocidad angular de rotación ω en unidades arbitrarias.

Observaremos que

  • la velocidad angular tiende hacia un valor límite constante.

  • la velocidad angular final es proporcional al número de cargas n

  • la velocidad angular final es inversamente proporcional al radio R (se supone que el momento de inercia Ic es constante e independiente del radio R)

Se muestra mediante vectores.

  • El momento magnético m en el centro de la bobina. Aumenta cuando se conecta la batería y disminuye cuando se desconecta.
  • El campo eléctrico E, en la posición de una de las cargas en el borde del disco.
  • La fuerza que ejerce dicho campo sobre una de las cargas positivas (en color rojo) o negativas (en color azul).

Se aconseja al lector:

  • Determinar el sentido del campo E, aplicando la ley de Lenz
  • Determinar el sentido del momento M de las fuerzas sobre las cargas (o de la rotación del disco), compararlo con el proporcionado por el programa interactivo
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