ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO

LABORATORIO DE FÍSICA ELÉCTRICA

TEMA: ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO

SALOMÉ DIAZ

SINDY ACOSTA

DANIEL PIÑEROS

DULY MARSIGLIA

MARELVIS PALACIO

Institución Universitaria – ITSA

Barranquilla, Atlántico

INTRODUCCIÓN

El fenómeno de la electrización ha generado muchos de los interrogantes más significativos de la física y las ciencias. Grandes mentes del pasado han estudiado este fenómeno y ofrecido teorías y conceptos elementales que nos permiten contemplar y aprender acerca del comportamiento y la estructuración de los átomos que componen la materia y su íntima relación con la electrización, así como también han generado, a través de la experimentación, respuestas a las incógnitas “¿qué?, ¿cómo?, ¿cuándo?  y ¿por qué?”. Un ejemplo evidente es Tales de Mileto, un filósofo griego que vivió en el siglo sexto antes de Cristo. Tales estudió el comportamiento de una resina fósil, el ámbar -en griego elektron-, observando que cuando era frotada con un paño de lana adquiría la propiedad de atraer hacia sí pequeños cuerpos ligeros; los fenómenos análogos a los producidos por Tales con el ámbar o elektron se denominaron fenómenos eléctricos y más recientemente fenómenos electrostáticos. Con base a esto, se infirió que la electrización surge de diferentes modos.

En este informe se describirá de manera teórica y práctica una de las formas o manifestaciones de la electrización: la electrización por frotamiento. Tomando como fundamento el estudio de Tales, se explicará el significado, los efectos y transiciones, y las aplicaciones de este fenómeno. Además, estarán ilustrados y descritos con detalles algunos experimentos, de carácter simple y analítico, que llevamos a cabo en un laboratorio universitario, con los resultados obtenidos y las apreciaciones individuales y colectivas que se lograron como producto de la prueba.

OBJETIVO GENERAL

Describir las propiedades que adquieren los cuerpos al ser frotados.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Comprobar, por medio de la práctica, los efectos de la electrización por frotamiento utilizando materiales determinados.

Mejorar nuestra capacidad para sacar conclusiones o inferencias a partir de los resultados u apreciaciones contemplados en el inicio, desarrollo y finalización de cada prueba.  

MARCO TEÓRICO

Electrización por frotamiento

Para explicar esta manifestación de la electrización, es importante tomar como base la teoría atómica de la materia, en la cual se explica que la materia está constituida por átomos y, a su vez, estos están formados por tres partículas fundamentales que son los protones, neutrones y electrones.  Los protones y los neutrones ocupan un espacio muy pequeño llamado núcleo y alrededor de este giran los electrones. Los primeros tienen carga eléctrica positiva, los segundos carecen de carga y los terceros poseen carga eléctrica negativa. Los electrones están más débilmente ligados al átomo y con fuerzas de atracción fácilmente superables. Por lo tanto, estos electrones pueden pasar de  un cuerpo a otro cuando se ponen dos sustancias en contacto estrecho. Es por ello que al frotar dos objetos, se pueden transferir muchos electrones de un cuerpo a otro. Cuando esto sucede, uno de los cuerpos tendrá exceso de electrones, mientras que el otro tendrá deficiencia de ellos. Entonces el que tenga exceso de electrones se hallará cargado negativamente y el otro se cargará positivamente, pero ambos cuerpos tendrán la misma cantidad de carga eléctrica neta. De manera que cuando un objeto es frotado adquiere propiedades específicas de atraer a otros cuerpos que se encuentren en estado neutro. De esto surge lo siguiente: Cuando un cuerpo neutro es electrizado, sus cargas eléctricas, bajo la acción de las fuerzas correspondientes, se redistribuyen hasta alcanzar una situación de equilibrio.

Otro concepto de suma importancia es el que Benjamin Franklin ofreció, después de diferentes observaciones, el cual nos ayudará a entender mejor los efectos de la electrización por frotamiento. Él concluyó:  “cargas de un mismo signo se repelen y cargas de signos opuestos se atraen.” Por ejemplo, a la carga eléctrica en la varilla de vidrio se le denomina positiva y a la varilla de hule, negativa. Por lo tanto, cualquier objeto con carga que sea atraído por una varilla de hule con carga (o repelido por una varilla de vidrio con carga), deberá tener una carga positiva, y cualquier objeto con carga repelido por una varilla de hule con carga (o atraído por una varilla de vidrio con carga), deberá tener una carga negativa. Todo lo anteriormente dicho lo entenderemos mejor en la siguiente parte de este informe.

MARCO EXPERIMENTAL

Materiales

Barra de ebonita

Barra de plexiglás

Papel de acetato

Piel de gato

Tijeras

Cartulina

Papel

Montaje

[pic 1]

[pic 2][pic 3]

Procedimiento

1. Corta con las tijeras unos trocitos de papel muy pequeños. Ponlos sobre la cartulina. Frota la barra de plexiglás con la piel de gato, apretando la piel con fuerza alrededor de la barra, y acércala después a los trocitos de papel, sin tocarlo. Observa lo que pasa y anótalo.

Toca con la mano toda la superficie de la barra, suavemente y sin frotar. Acerca ahora la barra a los papelitos y observa lo que sucede.

1. Repite el mismo experimento frotando la barra de ebonita con la piel de gato. Anota lo que pasa.
2. Repite el experimento frotando la barra de plexiglás con un trozo de papel de acetato. Observa lo que pasa.
3. Repite lo mismo frotando la barra de ebonita con papel de acetato. Observa.
4. Frota cualquiera de las barras anteriores, por ejemplo, la de plexiglás, con el papel de acetato y acércala perpendicularmente a un suave chorro de agua. Observa el efecto sobre la columna de agua.

OBSERVACIONES Y/O RESULTADOS

1. ¿Qué observas cuando acercas a los trocitos de papel

1. La barra de plexiglás frotada con la piel de gato?

Al frotar el plexiglás con la piel de gato y, luego, al acercarlo a los trozos de papel, notamos que algunos trozos de papel son atraídos hacia la barra de plexiglás de manera instantánea y permanecen por algunos segundos suspendidos. (Este efecto se mantiene por mayor tiempo que con la barra de ebonita).

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