PRACTICA 2 Electricidad Y Magnetismo

Objetivos:

1) Determinamos, empleando un electroscopio, si un cuerpo está cargado, y si está cargado el signo de la carga.

2) Verificamos que en los conductores, la carga eléctrica se distribuye en la superficie exterior, al realizar las experiencias de Cavendish y Franklin.

3) Verificamos, mediante el empleo de un electroscopio, que en un conductor hueco, el campo eléctrico es nulo.

4) Explicamos que sucede con el efecto de puntas al realizar las experiencias de: a) El rehilete electrostático b) La brújula (flama de una vela) c) El mechón de cabellos.

Introducción:

Marco teórico.

Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para influir entre ellas, por tanto, las fuerzas eléctricas son consideradas fuerzas de acción a distancia. Esta es la razón por la que se recurre al concepto de campo electrostático para facilitar la descripción en términos físicos, de la influencia que una o más cargas ejercen sobre el espacio que les rodea.

El concepto de campo surge ante la necesidad de explicar la forma de interacción entre cuerpos en ausencia de contacto físico y sin medios de sustentación para las posibles interacciones. La acción a distancia se explica entonces, mediante efectos provocados por la entidad causante de la interacción, sobre el espacio mismo que la rodea, permitiendo asignar a dicho espacio propiedades medibles. Así, será posible hacer corresponder a cada punto del espacio, valores que dependerán de la magnitud de la propiedad del cuerpo que provoca la interacción y de la ubicación del punto que se considera.

El campo eléctrico representa en cada punto del espacio afectado por la carga, una propiedad local asociada al mismo. Una vez conocido el campo en un punto no es necesario saber qué lo origina para calcular la fuerza sobre una carga u otra propiedad relacionada con él.

Además de las fuerzas y campos eléctricos debidos a cargas puntuales, también es posible encontrar una distribución continua de carga a lo largo de una línea, sobre una superficie o en un volumen.

En los cuerpos conductores las cargas eléctricas se pueden mover con libertad, casi sin resistencia.

En forma experimental se ha descubierto que en los conductores huecos, las cargas no se encuentran en su interior sino en la superficie.

A medida que un cuerpo aislado es más puntiagudo, las cargas se acumulan en mayor proporción en su punta y cuando esta afilada la elevada concentración de las cargas hace que se rechacen entre sí con tan fuerza que pasen al aire. En consecuencia, las moléculas gaseosas próximas se ionizan y son repelidas por la punta cargada con electricidad del mismo signo, originando el llamado VIENTO ELECTRICO (poder de las puntas).

Material:

1 Generador de Van de Graff 1 Rehilete electrostático

1 Copa de Faraday 1 Electroscopio

1 Recipiente de plástico con esferas de cripsota 2 Hemisferios de Cavendish

1 Barra de polietileno 1 Barra de vidrio

1 Esfera hueca 1 Punta de metal

1 Paño de lana 1 Paño de seda

1 Banco aislado 1 Vela

1 Pinza para mesa Cables de conexión

Desarrollo experimental.

1.- El electroscopio

Descripción: es un dispositivo, formado por dos láminas (L, L´) ligerísimas, de aluminio, fijas a una varilla metálica(v), coronada por una esferilla también metálica(E).La varilla se ajusta en un tapón aislador (T), las dos ventanillas de cristal, una frente a la otra, permiten ver el interior.

Procedimiento.

Acerque a la esfera del electroscopio una barra de vidrio sin frotar. Observe. Realizado lo anterior, cargue (frote) la barra de vidrio y acérquela hasta tocar la esfera del electroscopio. Anote sus observaciones. Toque la esfera (E) con la mano y repita el procedimiento anterior con la barra de polietileno y anote sus observaciones.

Con el electroscopio tocándolo con la barra de vidrio frotado con el paño de lana, de manera que las hojas queden sólo un poco separadas, acerque a la esfera, pero sin llegar a tocarla, un objeto cargado negativamente. Anote lo que sucede. Ahora acerque a la esfera, pero sin llegar a tocarla, un objeto cargado positivamente. Anote lo que sucede. Por último aproxime la esfera, pero sin tocarla, un objeto que no haya sido frotado y que en consecuencia esté probablemente descargado. ¿Qué sucede?

En la barra de vidrio (cuando esta no ha sido frotada), al acercarlo al electroscopio o tocar este la laminilla no se mueve. En cambio al frotar la barra de vidrio con el paño de lana, la barra de vidrio al acercarse al electroscopio, se percibe que la lámina se separa. Con la barra de polietileno Sin frotar no hay movimiento ya que tiene la misma cantidad de carga negativa como la carga positiva pero al ser frotada al acercarlo al electroscopio hay un movimiento por parte de la laminita debido a que se carga ya que después al tocar el electroscopio con la mano se neutraliza

Discusión:

¿Por qué desciende la carga de la esfera hasta las hojas? Cuando se cargó el electroscopio con un tipo de carga y se acercó una barra cargada con el otro tipo.

Por qué las cargas existentes se neutralizaron

¿Que se observó? –Si se le acerca una barra cargada con carga del mismo signo.

La lámina se separa, debido a la repulsión de las cargas con mismo signo.

¿Qué sucede? – Empleando los resultados de las observaciones hechas en este experimento, ¿Cómo podría identificar el tipo de carga que adquiere un objeto cualquiera al ser frotado con otro?

En esta práctica identificamos el tipo de carga gracias al electroscopio.

Conclusiones:

De las observaciones hechas en este experimento se puede concluir que un electroscopio es un dispositivo que sirve para: determinar si un cuerpo está cargado.

¿A qué conclusión llego en este experimento?

Llegamos a la conclusión de que sin frotar un objeto, este objeto tiene la misma cantidad de carga negativa

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