ELECTRICIDAD Fuerza eléctrica

CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS NO. 76 “BENITO JUÁREZ GARCÍA”

ENFERMERÍA EN GENERAL

Asignatura:

Física II

Integrantes:

CICLO ESCOLAR:

2019

Docente:

Ing. Manuel Solorio Urbina

Fecha de Entrega:

Contenido

ELECTRICIDAD        3

Fuerza eléctrica        3

Carga Eléctrica        4

Conservación de la carga eléctrica        4

Formas de electrización        4

Ley de Coulomb        5

CAMPO Y POTENCIAL        6

Campo Eléctrico        6

Intensidad del campo eléctrico        6

Líneas de campo eléctrico        6

Potencial Eléctrico        7

Energía potencial eléctrica        7

Potencial        7

CALOR Y TEMPERATURA        8

Escalas de temperatura        8

Cambios provocados por el calor        8

Dilatación        8

Dilatación lineal        8

Formas de transmisión de calor        9

Conducción        9

Radiación        9

Unidades de medición        10

Capacidad calorífica        10

Calor especifico        10

Equilibrio térmico        11

Calor latente y cambio de fase        11

Calor latente de fusión        11

Calor latente de vaporización        11

Leyes de los gases        12

CONCLUSIÓN        13

ELECTRICIDAD

Fuerza eléctrica

El concepto de fuerza se puede definir como una magnitud vectorial que tiene la propiedad de cambiar la forma de los objetos, romper su inercia, modificar su velocidad y cambiar su estado de reposo, poniéndolos en movimiento. También se puede decir que fuerza es toda acción o influencia capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo, imprimiéndole una aceleración que modifica su velocidad, dirección o sentido, o bien, deformándolo. La segunda ley de Newton afirma que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. Matemáticamente se expresa como: F = m * a

La fuerza es una magnitud física que se puede medir con un instrumento llamado dinamómetro. De acuerdo con el Sistema Internacional de medidas, su unidad es el Newton (N). Existen diferentes clases de campos de fuerza, por ejemplo, el campo gravitatorio el cual se origina cuando una masa crea un campo de fuerza cuya acción se manifiesta sobre otra masa, es decir, es una región del espacio donde toda masa se ve sometida a la acción de una fuerza. Además, la fuerza es una cantidad vectorial que consta de magnitud, dirección y sentido.

En el año 1600, el científico William Gilbert utilizó por primera vez el término de electricidad. Gilbert comprobó que la propiedad de atraer partículas diminutas o cuerpos ligeros no era exclusiva del material ámbar, si no de otros materiales como el vidrio, que al ser frotados por un trozo de lana o piel se comportaban de manera similar. De igual manera comprobó que no todos los materiales tienen esta propiedad de atracción, por lo que los clasificó como aislantes y conductores.

La electricidad se divide en dos grandes ramas; electrostática y electrodinámica, la primera tiene que ver con el comportamiento de la carga en estado de reposo, equilibrio o estáticas y la segunda, con cargas en movimiento. En 1752 Benjamín Franklin desarrolló un experimento el cual, al atar un pedazo de metal a un papalote, lo que le permitió demostrar que las nubes se encuentran cargadas de energía eléctrica en estado de reposo y que, al ser atraídas por una carga inversa, se genera una descarga que en la actualidad se conoce como rayo. Más tarde Joseph Priestley comprobó que la carga eléctrica se distribuía de manera uniforme en la periferia de una esfera hueca, mientras que en el interior de ésta había ausencia de carga, además observó que la atracción de dos cuerpos cargados eléctricamente era inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separaba.

Charles Coulomb estudió la fuerza de atracción y repulsión utilizando la balanza de torsión y corroboró que la fuerza entre dos cargas eléctricas era proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. La balanza es un dispositivo que sirve para medir fuerzas débiles, consiste en dos esferas suspendidas por un hilo o material aislante, una de ellas permanece estática durante el experimento mientras que la otra provoca una torsión en el material aislante, esta fuerza de atracción o repulsión se manifiesta mediante un ángulo que puede ser medida con un arillo graduado.

Carga Eléctrica

Los átomos están constituidos por partículas diminutas no perceptibles a simple vista. En el siglo XIX se consideraba que el átomo era como una esfera sólida, y se consideraba como la unidad más pequeña de un elemento químico, después de bastante tiempo se consideró que el átomo contenía pequeñísimas partículas subatómicas, las cuales son las responsables de generar la carga eléctrica de los cuerpos. Estas partículas se conocen como protones y electrones. Un átomo en condiciones normales es eléctricamente neutro, por lo que se considera que está formado por el mismo número de electrones. El espacio que rodea a un cuerpo cargado eléctricamente se conoce como campo eléctrico.

Conservación de la carga eléctrica

En un sistema aislado, la carga neta siempre se conserva. Recordemos que en un átomo neutro hay igual número de electrones que de protones, de tal manera que no existe ninguna carga neta, por consiguiente, se dice que cuando hay un desequilibrio en el número de electrones de cualquier cuerpo, éste se cargará eléctricamente. Este desequilibrio se logra cuando el cuerpo gana o cede electrones, estos electrones son los que generalmente se encuentran más alejados del núcleo. Cabe mencionar que los electrones no se crean ni se destruyen, si no que se redistribuyen de un material a otro.

La ley de la conservación se define como la resultante de la carga total, en un proceso de transferencia de carga eléctrica entre cuerpos, permanecerá siempre constante, o bien, la variación de la carga total en un proceso de transferencia de cargas entre cuerpos es igual a cero. En el sistema internacional de medidas, la unidad de carga eléctrica se llama coulomb y se representa con la letra C.

Formas de electrización

¿Qué necesitamos hacer para que un cuerpo se cargue eléctricamente?

Básicamente, se conocen tres formas de electrización o procesos para cargar eléctricamente un cuerpo: por frotamiento o fricción, por contacto o conducción y por inducción.

• Proceso por frotamiento o fricción: Es necesario frotar en repetidas ocasiones un objeto contra otro para lograr que uno de los dos materiales atraiga los electrones de otro.
• Proceso por conducción o contacto: Es necesario que el cuerpo previamente electrizado entre en contacto con un cuerpo neutro para que lleve a cabo el proceso de electrización por contacto o conducción, esto sucede porque, al entrar en contacto, los electrones se transfieren del material que contiene un exceso de electrones al otro.
• Proceso por inducción: Es necesario saber que la Tierra contiene una reserva ilimitada de electrones, por lo que se toma como un gran cuerpo cargado negativamente. Un ejemplo claro es cuando protegemos los equipos electrónicos, se introduce en la tierra, a una distancia aproximada a dos metros, una varilla de cobre, considerada un excelente conductor de electricidad de la cual se deriva un cable que se conecta al circuito eléctrico, entonces se dice que el circuito esta aterrizado.

Ley de Coulomb

Mediante experimentos en lo que utilizó la balanza de torsión que, entre dos cargas puntuales en reposo, la fuerza eléctrica de atracción o repulsión es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. También descubrió que la fuerza es proporcional al producto de las magnitudes de las cargas q1 y q2 y estableció que la fuerza es de atracción si las cargas son de signos contrarios, y de repulsión, si ambas cargas son de signos iguales.

¿Qué sucede si se incrementa la distancia entre las cargas?

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