INFORME #1 ELECTROSTÁTICA
1.
INTRODUCCION
Los griegos descubrieron la carga eléctrica en
600 A.C. cuando frotaban ámbar con lana y apreciaron como el ámbar atraía otros
objetos, con esto decimos que el ámbar ha adquirido una carga eléctrica neta
esto nos dice que está cargado, la palabra ‘Eléctrica’ viene de la palabra griega elektron, que significa ámbar. Todo esto
lo podemos ver cuando frotamos una peinilla sobre nuestro cabello y observamos
como este puede atraer pequeños pedazos de papel, esto es un claro ejemplo del
fenómeno de la Electroestática, cuando las interacciones entre cargas
eléctricas que están casi en reposo. [1]
2.
OBJETIVOS
2.1 Comprender el fenómeno de la Electroestática.
2.2 Saber porque los objetos con carga positiva y
los objetos con carga negativa se atraen mutuamente.
2.3 Saber porque los objetos con carga negativa y
otro con carga negativa se repelen.
2.4 Conocer el funcionamiento de un electroscopio.
3.
INQUIETUDES PREVIAS
3.1 Como se cargan los cuerpos?
Los cuerpos se cargan por medio de una interacción que hay
entre dos cuerpos la cual produce una carga.
3.2 Porqué se cargan los cuerpos?
Para que tenga cierta característica o propiedad o un
desequilibrio energético.
3.3 que es carga?
4.
MARCO TEORICO
4.1 Carga Eléctrica
La mejor definición para
carga eléctrica resulta ser una propiedad
intrínseca que presentan algunas partículas
subatómicas la cual se manifestará a
través de atracciones y repulsiones que determinarán las interacciones
electromagnéticas entre ellas, siendo las mismas cargas positivas y cargas
negativas.[2]
Fig. 1.Ejemplo de Carga Eléctrica [3]
4.2 Electroestática
Es el área de la física que
se encarga de estudiar Fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo. [4]
4.3 Electroscopio
El electroscopio es un instrumento que se utiliza para
saber si un cuerpo está cargado eléctricamente.
5. Montaje Experimental
Fig. 2. Electroscopio.
Fig. 3.Esferas de icopor.
Fig. 4.Varrilla de vidrio.
Fig. 5.Lamina
de Plástico.
6. Materiales
·
1 Electroscopio
·
1 Pelota de icopor con grafito.
·
1 Pelta de icopor.
·
1 Lamina de platico.
·
1 Varilla de vidrio.
7. Procedimiento:
7.1. Tocamos con la mano las dos esferas de icopor y la punta metálica del
electroscopio para descargarlas eléctricamente y queden en un estado neutro ya
que pueden estar cargadas por prácticas
de laboratorio anteriores.
7.2. Procedemos a ubicar la esfera de icopor con grafito en la parte superior del electroscopio.
7.2. Procedemos a ubicar la esfera de icopor con grafito en la parte superior del electroscopio.
7.3. Tomamos la probeta de vidrio o plástico y la frotamos contra la
ropa o un paño de lana para hacer que esta se cargue por exceso.
7.4. Acercamos la probeta a la esfera de
icopor que se ubica en la parte superior del electroscopio, la acercamos de
manera que esta no toque la esfera y empezamos a desplazar la probeta alrededor
de la esfera.
7.5. Realice el mismo procedimiento para la
esfera de icopor sin grafito y tenga en cuenta las diferencias respecto a la
esfera de icopor con grafito.
8. Análisis:
- A continuación observaremos el Diagrama de
Cuerpo Libre (D.C.L) respectivo a el
fenómeno que ocurrió en el
electroscopio durante la práctica
8.1. Diagrama de cuerpo libre ( electroscopio
neutro)
Fig. 6. DCL electroscopio neutro.
- En este caso observamos cuando el
electroscopio esta en carga neutra por lo tanto la fuerza normal se compensa
con la fuerza de la gravedad dejando el objeto que tiende a rotar en una
situación estática.
Fig. 7. DCL electroscopio cargado positivamente.
- En este caso determinamos la interacción de
una fuerza eléctrica por exceso en el sistema, lo que hace que el objeto que
está libre a la rotación gire en sentido horario por ende en nuestro DCL
observamos que la fuerza normal ahora tiene componentes en X y Y; Obtenemos una
fuerza eléctrica en exceso que tiene una magnitud mayor a la fuerza de la
gravedad y el sistema se ve equilibrado por la fuerza normal.
8.3. Análisis de ecuaciones :
8.3.1 Formula de la fuerza Gravitacional:
Fig. 8. Formula de la fuerza gravitacional[1]
- Donde G es la constante de gravitación
universal y m1, m2 son las masas de los cuerpos en
cuestión, la separación entre los cuerpos es indicado por r (la
distancia entre los centros de las masas) la
constante G es igual a: [2]
Fig. 9. Valor numérico de la constante G de
la formula de fuerza gravitacional.
8.3.1 Formula de la fuerza Gravitacional:
Fig. 10. Formula de la fuerza gravitacional
Donde K es
una constante que tiene que ver con la permeabilidad del medio entre los dos
cuerpos cargados, q1 y q2 son
las cargas de los cuerpos, la separación
entre los cuerpos también es indicado por r. La constante k es igual a:
entre los cuerpos también es indicado por r. La constante k es igual a:
[ 5]
Fig. 11. Valor numérico de la constante K de
la formula de fuerza electrica.
- En
estas dos ecuaciones de fuerza encontramos que tienen en comun que al haber
mayor distancia existira menor magnitud por parte de las fuerzas; en la
practica con el electroscopio podemos observar un fenomeno muy especial ya que
cuando el electroscopio estaba neutro, en este solo actuaban dos fuerzas una
normal y la fuerza gravitacional que lo hacia permanecer en un estado
totalmente estatico, pero cuando le acercamos la carga en exceso este rompio su
estado estatico dejando de un lado la fuerza gravitacional y empezar a girar
por accion de la fuerza electrica en exceso,
es decir que la fuerza electrica es mayor a la fuerza de la gravedad ya
que hace romper el estado de atraccion hacia la tierra por los objetos permitiendoles
adquirir movimiento.
9. Conclusiones
·
Por medio del instrumento
Electroscopio podemos comprender mejor el fenómeno de la Electroestática la
cual sabemos que cuando se frota un cuerpo este queda cargado.
·
Apreciamos que cuando dos cuerpos quedan con la misma carga poseen
ciertas propiedades iguales lo cual hace que los cuerpos se repelen.
·
Observamos cuando dos cuerpos tienen diferentes propiedades de carga se
atraen mutuamente.
·
Conocimos las partes y el buen manejo del Electroscopio.
10. Bibliografía
·
[1] Marc W. Zemansky. Fisica Universitaria con física moderna. Undécima
Edición , volumen 2. Pg (793). Pearson.
·
[2] Visto (31/08/2014 – 9:10pm)
http://www.definicionabc.com/tecnologia/carga-electrica.php
·
[3] visto (31/08/2014 – 9:35pm)
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/ElectricidadCargayCorriente.htm
·
[5] http://dieumsnh.qfb.umich.mx/ELECTRO/fuerza_electrica.htm
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