LABORATORIO ELECTROESTATICA

Fabián Andrés Rubio Sanchez, Jorge Felipe Rojas Puentes, Andres Eduardo Montoya Pinto  

Practica No.1 ELECTROSTÁTICA

1. MARCO TEORICO

La electrostática es la rama de la Física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física

Los cuerpos se electrizan cuando pierden electrones, o bien cuando los ganan. Si un cuerpo está cargado positivamente, no significa que tiene exceso de protones ya que los protones no tienen facilidad de movimiento como los electrones. Por lo tanto se entiende que la carga de un cuerpo es positiva cuando pierdes electrones y negativa cuando los gana.

Los cuerpos se ELECTRIZAN por:

*Frotamiento: Este fenómeno se presenta fácilmente en climas secos o cuando el aire está seco, ya que las cargas electrostáticas se escapan cuando el aire está húmedo.

*Contacto: esta electrización se debe a que cuando un cuerpo tiene abundancia de electrones, al ponerlo en contacto con otro cuerpo, le cede electrones. Pero, si a un cuerpo le faltan electrones, por lo que su carga es positiva y se une con otro, atraerá parte de los electrones de ese cuerpo.  

*Inducción: esta forma de electrización se presenta cuando un cuerpo se carga eléctricamente, si es acercado a otro ya electrizado.

Ley de Coulomb describe la interacción entre cargas eléctricas puntuales, Coulomb mediante una balanza de torsión encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separan) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

                                                  [pic 1]

Donde  k es una constante cuyo valor en el vacío, y en el S.I., es de 9.9876 × 109𝑁𝑁 ∙ 𝑚𝑚2𝐶𝐶2.  K  se  puede  expresar  en  función  de  la  permitividad  eléctrica  del  medio,  𝜖𝜖0 (constante dieléctrica) como:

                                                    [pic 2]

1.  PROCEDIMIENTO

En el siguiente laboratorio electrizaremos un cuerpo por medio de flotación y lo acercaremos a una hoja,

1. RESULTADOS Y OBSERVACIONES

inducción y Frotamiento 

P1. después de frotar el esfero en la ropa y lo acercamos a la hoja pasa que la hoja se pega al esfero esto se debe a que cuando frotamos dos elementos los electrones son expulsados de los átomos en uno de ellos y se pegan a los átomos en el otro. En este caso el bolígrafo gana electrones por lo que queda cargado mayormente con cargas negativas ya que gano electrones al frotarlo con la ropa y al acercarlo a la hoja estando en estado neutro sus cargas positivas se atraen con las cargas negativas haciendo asi que la hoja se pegue al esfero.

P2. Al frotar el globo con el suéter  lo que estamos haciendo es cargarlo de electricidad, los átomos del sueter lecterones al globo haciendo que el globo quede mas negativo y el globo mas negativo, teniendo el globo cargado al acerca a la pared este se pega no pero no se descarga ya que el cemento no es un conductor pero los electrones negativos se atraen por los positivos de la pared.

    P3.  En este experimento veremos como se acerca un conductor neutro a un aislante ene este caso el teflón, Cuando este se toque el material aislante las cargas negativas del conductor estarán en neutro con las cargas positivas del aislante, luego las cargas positivas serán descargadas tocando el conductor.

   P4. Al acercar un palito de madera a un electroscopio va a ve runa reacción en el electroscopio ya que igualmente habrá una repulsión entre las cargas iguales haciendo que se mueva el pan de oro hacia afuera pero no habrá DNI perdida ni ganancia de carga entre los dos.

   P5.  Si acercamos un objeto como en la figura eléctrica se producirá una descarga eléctrica.

  P6. Este moverá el pan de oro hacia afuera y después el generador de Van de Graaff su alrededor quedara en estado neutro.

Ley de Coulomb

Tabla 1: Fuerza ejercida a la partícula de prueba en función de su carga

Figure 1. Graffito F(N) vs q(UC)

[pic 3]

P8. Podemos ver que a medida que la carga de prueba aumenta gradualmente la fuerza también crece de manera lineal ç

P9. Pendiente experimental: 9722222222,222221 𝐶2/𝑁 ∙ 𝑚𝑚2        

P10.  Error experimental : 2.58%

Tabla 2: Fuerza ejercida a la partícula de prueba en función de la distancia

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