FENOMENOS ELECTROSTATICOS.

1. OBJETIVOS[pic 1]

- Comprender los fenómenos que ocurren por los procesos de carga por contacto y carga por inducción.

- Evidenciar las fuerzas electrostáticas que se dan entre dos objetos de material distinto (Globo y cabello, barras y papel).              - Ser testigos de la diferencia que existe en las fuerzas de atracción debido a los distintos materiales de con los que están

echas las barras.

- Probar que los objetos realmente se encuentran cargados gracias a la medición que realiza el electroscopio al acercar el objeto cargado.

-Justificar que existen solo dos tipos de carga eléctrica únicamente con los materiales que se encuentran en el laboratorio.

1. FENOMENOS ELECTROSTATICOS

Son sucesos que experimentamos en nuestro entorno en forma cotidiana. Por ejemplo, los electrodomésticos que usamos a diario en nuestras casas tienen motores en los cuales ocurren fenómenos eléctricos y magnéticos. Los aparatos electrónicos, como el televisor y el computador, también funcionan a partir de mecanismos en los que ocurren fenómenos eléctricos y magnéticos, pero esto no solo es aplicable a las máquinas, sino que gracias a señales eléctricas. En la atmósfera, la electricidad se evidencia cada vez que se producen tormentas eléctricas.

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Fig. 1. Atracción electromagnética por fricción

Carga eléctrica

El concepto de carga surge de la observación de fenómenos electrostáticos. Todos los cuerpos están formados por átomos que contienen partículas con carga eléctrica; esta es una propiedad intrínseca de las partículas elementales, así como de la masa.

Donde quiera que exista materia existe carga eléctrica, sin embargo, no toda la materia manifiesta fenómenos de tipo eléctrico. La materia que nos rodea está formada por átomos que constan, a su vez, de protones, neutrones y electrones, Los protones y electrones tienen una propiedad que se conoce con el nombre de carga eléctrica, esta carga eléctrica puede ser de dos tipos: los protones tienen carga eléctrica positiva, los electrones tienen carga eléctrica negativa.

Generalmente, los átomos de los cuerpos tienen tantos protones como electrones, por lo que tendrán tantas cargas eléctricas positivas como negativas, esto hace que sean neutros. Los cuerpos neutros pueden adquirir una carga eléctrica, cuando los

átomos ganan electrones, el cuerpo adquiere carga eléctrica negativa, cuando los átomos pierden electrones, entonces el cuerpo adquiere carga eléctrica positiva.

Ley de Coulomb:

Cuando se consideran dos cuerpos cargados (supuestos puntuales), la intensidad de las fuerzas atractivas o repulsivas que se ejercen entre sí es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que las separa, dependiendo además dicha fuerza de la naturaleza del medio que les rodea, como fuerzas de interacción, las fuerzas eléctricas se aplican en los respectivos centros de las cargas y  están dirigidas a lo largo de la línea que los une.

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Fig. 2. Repulsión de dos electrones

Ley de la Conservación de la Carga

Una de las propiedades básicas de la interacción electromagnética es que la carga se conserva localmente, esto es, no puede crearse ni destruirse una carga neta en ningún punto, esto se traduce matemáticamente en que si en un volumen ‘T’ la carga contenida disminuye, ello se debe al flujo exterior a través de la frontera:

-dQintdt=J.dS

La versión diferencial de esta ley se escribe:

pt+.J=0

Fuerza eléctrica:

Es aquella que se presenta entre dos o más cargas, cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las cargas de distinto signo se atraen.

1. RESULTADO

III.I. PRACTICAS

4.1.1 Al cargar la barrada negativamente y pasarla sobre los pequeños trozos de papel                                se crea una fuerza atractiva entre los materiales inversamente cargados.

4.1.1.2 Al frotar el material con la barra de plástico genera menos intensidad en la fuerza

4.1.2 Al frotar la barra de vidrio y pasarla por encima de los trozos de papel no se genera fuerza (atractiva o repulsiva) debido a que el vidrio es un material que no contiene bien la electricidad y debido a que el ambiente presenta humedad lo que altera la obtención de datos.

4.1.3 Se presenta una interacción entre más de una carga, donde entra en juego la ley de coulomb y vemos la interacción o la fuerza que genera cada carga sobre la carga q0 siendo q0= las tiras de papel.

4.1.4 Pudimos identificar que al acercar la bomba y la barra de plástico con cargas iguales los materiales se repelen.  

4.1.5 Como vimos en el procedimiento anterior las barras de vidrio permanecen       estáticas (no se alteran o se repelen).

4.1.6 Se frotan dos objetos de igual material con pelo, al acercarlos ligeramente uno al otro ambos se repelen, si frotamos dos

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