Cuestionario de Electrostática (Cargas Eléctricas)

Cuestionario de Electrostática (Cargas Eléctricas)

1.-Supóngase que el sol tiene una carga eléctrica positiva, y que cada uno de los planetas tiene una carga eléctrica negativa; supóngase también que no hay fuerza gravitacional. ¿De qué manera se moverán los planetas debido a este modelo “eléctrico” del sistema solar, a diferencia de los movimientos que se observan?

Al tener el sol una carga positiva y los planetas una carga negativa, abría una diferente fuerza de atracción respecto a la distancia de cada planeta puesto que a menor distancia mayor atracción, y a mayor distancia menor atracción. Tomando en cuenta lo pasado los planetas más cercanos girarían alrededor del sol con mayor velocidad que los que se encuentran más lejos.

2.-Si el valor de la carga del protón fuera un poco diferente del de la carga del electrón, por ejemplo, un 0.1%, ¿Seria este mundo muy diferente? Explique.

Si, ya que la carga del protón da estabilidad al átomo, y permite una órbita mayor de los electrones, si esta se redujera, los átomos lo harían en consecuencia, el problema más grande seria la estabilidad del átomo, ya que la diferencia de potencia de carga es lo que determina la estabilidad de este.

3.-Supóngase que los neutrones tuvieran una pequeña cantidad de carga eléctrica; por ejemplo, de carga positiva. Descríbanse algunas de las consecuencias de esta hipótesis para elcomportamiento de la matera.

Como consecuencia de esta hipótesis se podría decir que si el neutrón tuviera una pequeña carga positiva el comportamiento de la materia sería muy diferente puesto que la materia tendría mayor cantidad de protones y mayor resistencia.

4.-Explique desde el punto de vista atómico por qué la carga es comúnmente transferida por electrones.

La carga eléctrica se transmite por medio de los electrones porque son las partículas atómicas de menor masa y que disponen por ello de facilidad de movimiento.

5.-Un globo se carga negativamente al frotarlo y entonces puede ser pegado en la pared. ¿Significa esto que la pared está cargada positivamente? ¿Por qué finalmente el globo se cae?

Si la pared está con carga neutra y es por esto que el globo se adhiere. Ya que un cuerpo neutro y otro cargado se atraen. El globo se mantendrá pegado a la pared debido a la fuerza atractiva ejercida por dos superficies con cargas opuestas; Y Finalmente el globo caerá porque se produce el equilibrio eléctrico, es decir de cargas eléctricas ya que entre el globo y la pared hay transferencia de carga eléctrica. Ahí el globo se desprende de la pared.

6.-Una esfera ligera metálica no cargada, suspendida de un hilo, es atraída por una barra de caucho cargada. Después de tocar la barra, la esfera se repele por la barra. Dé una explicación.

Si la esfera está descargada es un cuerpo neutro y por lo tanto es atraída por el cuerpo que sí está cargado, que en este caso es el caucho, se establece una transferencia de cargas al entrar en contacto hasta llegar a un equilibrio y repelerse entre sí.

7.-Explique qué se entiende por un átomo neutral.

Aquél átomo en condiciones normales que tiene igual número de protones como de electrones.

8.-Si un objeto suspendido A es atraído por un objeto B, el cual está cargado, ¿se podría concluir que el objeto A esta cargado? Dé una explicación.

Si, está cargado con una carga diferente a la del objeto B (ya que al ser diferentes se atraen). Pero podría ser que el objeto A se encuentre neutro, al estar cerca del objeto B se polarizaría y sería atraído.

9.-Un peine cargado podría atraer algunas piezas pequeñas de papel seco que salen volando después de tocar el peine. Dé una explicación.

Cuando el peine está muy cerca, las moléculas en el papel se polarizan y el papel es atraído. Durante el contacto, la carga del peine se transfiere al papel por conducción. A continuación, el papel tiene la misma carga que el peine y es repelido.

10.-Con frecuencia se observan (o se escuchan) chispazos en un día seco cuando nos quitamos la ropa en la oscuridad. Dé una explicación.

Durante el día la ropa se carga eléctricamente debido al rozamiento o frotación con el cuerpo y con el aire, y al quitarse la ropa se producen descargas por los campos electromagnéticos que se originan en los pliegues de la misma.

11.- ¿Por qué algunas piezas de ropa se adhieren entre sí y a nuestro cuerpo al sacarlas de una secadora?

Porque al estar girando dentro de la secadora y rozando las paredes internas de la misma, se cargan eléctricamente por fricción y después al entrar en contacto con el cuerpo humano, el cual podría estar neutro, se adhieren.

12.-Después de sacar dos pares de calcetines de una secadora, el par A se mantiene pegado durante largo tiempo mientras que en el par B ocurre lo contrario. ¿Cuál de los pares está fabricado con mejor material conductor?

El B. Un cuerpo conductor se desprende fácilmente de la carga que pudiera poseer.

13.-El personal en un hospital debe usar zapatos conductores especiales cuando trabaja en el quirófano cerca de oxígeno puro. ¿Por qué? Compare lo que ocurriría si utilizaran zapatos con suela de hule.

Para evitar hacer una chispa. El calzado con suela de goma adquieren una carga por la fricción con el suelo y podría descargar con una chispa, lo que podría producir una explosión de cualquier material inflamable en la atmósfera oxygen enriched.

14.-Una esfera conductora colgada de un cordón es atraída por una varilla con carga positiva. ¿La esfera tendrá necesariamente carga negativa? Si la esfera es repelida por la varilla cargada positivamente, ¿Tendrá carga positiva necesariamente la esfera?

Si la esfera es atraída no necesariamente debe estar cargada negativamente debido a que al ser conductora los electrones son cedidos, y atraídos por las de la barrilla que está cargada positivamente para lograr un equilibrio de cargas.

Si la esfera es repelida si es necesario que esta cargada positivamente.

15.-Una gran esfera metálica aislada de tierra se carga con un generador electrostático mientras una persona en un banquillo aislante toca la esfera cuando se carga. ¿Por qué está a salvo al hacer esto? ¿Por qué no estaría a salvo otra persona que tocará la esfera después de que se ha cargado?

Estar en contacto directo con un cuerpo cargado eléctricamente por un generador puede ser bastante peligroso ya que el objeto adquiere una gran cantidad de carga eléctrica, la cual podría ser descargada a través del cuerpo humano si se hace contacto con el objeto sin usar un aislante de tierra que propicie la descarga.

16.- ¿Cuál es la diferencia entre cargar un objeto por inducción y cargarlo por conducción?

En la inducción no hay contacto directo entre el objeto cargado y el que se desea cargar. Durante la inducción el cuerpo que se desea cargar adquiere una carga distinta al cuerpo cargado y en la conducción ambos cuerpos terminan con la misma carga.

17.- ¿Cuáles son las similitudes y las diferencias entre la ley universal de la gravitación de Newton F=Gm1m2 / r2 y la ley de Coulomb F=KQ1Q2 / r2?

La ley de Newton trabaja con el macrocosmos mientras que la ley de Coulomb se aplica en el microcosmos. La fuerza de atracción entre masas y cargas eléctricas, en la ley de gravedad y ley de Coulomb respectivamente, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Las masas se atraen, las cargas se pueden atraer o repeler.

18.-Suponga que alguna persona propusiera una teoría que dijera que las personas están sobre la tierra debido a la fuerza eléctrica en vez de por la fuerza gravitacional. ¿Cómo podría probar que la teoría es equivocada?

Acercándonos a otra persona se puede desmentir esa teoría porque si en verdad estuviéramos adheridos a la Tierra por energías eléctricas, nos repelaríamos unas con otros y al estar en contacto con la Tierra y llegar al equilibrio saldríamos disparados por una fuerza de repulsión.

19.- ¿Sería diferente la vida si el electrón tuviera carga positiva mientras que la del protón fuera negativa? ¿Al escoger el signo se tienen que considerar las interacciones físicas y químicas? Dé una explicación.

Al ser los nombres de las cargas un concepto convenientemente convenido por la comunidad científica, el que lo positivo se llame negativo y lo negativo se llame positivo no cambia las fuerzas electromagnéticas en absoluto.

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