Fuerza electrica

FUERZA ELECTRICA

Universidad Nacional De Colombia

9 de marzo de 2021

Resumen

Por medio de un simulador web se busca identificar que la magnitud de la fuerza eléctrica depende del inverso al cuadrado de la distancia entre las cargas como primer procedimiento, como segundo procedimiento obtener el valor de la constante de Coulomb (k) y en el tercer procedimiento una parte demostrativa. Donde atreves de graficar en escala logarítmica los valores obtenidos en el primer procedimiento (Fuerza vs Distancia) junto con el segundo procedimiento (Fuerza vs carga en q2) y usando la ecuación de la recta en ambos poder demostrar los objetivos antes mencionados.

Introducción

Una de las fuerzas fundamentales es la naturaleza es le fuerza eléctrica la cual se da entre partículas con cargas.

A partir de los experimentos de Coulomb, se generalizan las propiedades de la fuerza eléctrica.

Entre esos experimentos “Coulomb midió las magnitudes de las fuerzas eléctricas entre objetos con carga; para hacerlo usó la balanza de torsión, que él mismo inventó (figura 1). El principio de operación de la balanza de torsión es el mismo que el del aparato usado por Cavendish para medir la constante de la gravedad con esferas eléctricamente neutras reemplazadas por esferas con carga. La fuerza eléctrica entre las esferas A y B de la figura 1 provoca que se atraigan o se repelan, y el movimiento resultante provoca que la fibra suspendida se tuerza. Gracias a que el momento de torsión de recuperación de la fibra torcida es proporcional al ángulo de rotación de la fibra, una lectura de este ángulo da una medida cuantitativa de la fuerza eléctrica de atracción o de repulsión.

Una vez cargadas las esferas por frotación, la fuerza eléctrica entre ambas se vuelve muy grande en comparación con la atracción de la gravedad y, por lo tanto, esta última fuerza se puede ignorar.”1

[pic 1]

Figura 1. Balanza de torsión tomado de

Marco teórico

Procedimiento

Para todas las actividades realizadas durante la práctica se utilizó un simulador web (figura 2), que permite controlar dos cargas, la fuerza eléctrica y la distancia que hay entre estas.

[pic 2]

Figura 2. Simulación web tomada de https://phet.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_en.html

• Primer procedimiento: Para el primer procedimiento tomamos cargas puntales y vamos a tomar los valores de la magnitud de la fuerza vs distancia entre cargas para generar una gráfica con el fin de ver qué relación cumplen estas cantidades, esto se repitió 4 veces con distintas cargas.

• Segundo procedimiento: Para esto vamos a fijar una distancia entre cargas y un valor de carga, por ejemplo, r = 5cm, q1 = −8µ. Vamos a tomar valores de la magnitud de la fuerza y q2, con el fin de graficar la magnitud fuerza en función de q2 y obtener el valor de ke

• Tercer procedimiento: 

Resultados

Primer Procedimiento

Se tomo como valor q1=-4µC y como q2=6µC en donde q1 se mantuvo fijo y q2 Se dispuso a distintas distancias generando así fuerzas de atracción con valores los cuales aumentaban entre más cerca estuvieran las cargas, como lo muestra la tabla 1.

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