PRACTICA N° 1 ELECTROSTÁTICA (CARGAS ELECTRICAS)
DIANA BEDOYA ANDRES DIAZ DUVAN ACEVEDO JOHANA BELTRAN
Presentado al profesor: GHENLI YANEZ
UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE CIENCIAS AGRICOLAS MONTERIA - CORDOBA 2013
INTRODUCCION En las siguientes prácticas podemos observar las interacciones entre los objetos cargados eléctricamente y observar las distintas reacciones que poseen cada uno de estos. Podemos notar los distintos comportamientos atracción o repulsión) entre objetos cargados y no cargados. Además reconocer los tipos de cargas con la que se trabajo en el laboratorio.
OBJETIVOS Objetivo general Estudiar el comportamiento de cuerpos cargas eléctricamente por fricción, determinando su tipo de carga con el electroscopio y la lámpara de efluvios. Objetivos específicos
Observar el comportamiento de las cargas eléctricas debido al signo que tengan. Conocer como se carga un cuerpo por fricción con la interacción de otro material aislante. Comprender que la formación de cargas eléctricas generan fuerzas de esta misma naturaleza que les permite repelerse y atraerse.
MATERIALES Para las siguientes practicas. 1.) ¿Qué podemos demostrar frotando varillas de plástico? Varilla de polipropileno, d= 8mm, l= 175mm 13027.07 Varilla acrílica, d= 8mm, l=175mm 13027.08 Tubito de neón 06656.00 Hoja de papel áspero, seco. 2.) ¿Cómo se cargan hojas y laminas? Electroscopio (sin aguja) 13027.01 Placa de policarbonato 13027.05 Varilla de polipropileno, d= 8mm, l= 175mm 13027.07 Tubito de neón (lámpara de efluvios) 06656.00 Grapa de varillas redondas 13027.16 Hoja de acetato, 1, 08186.10
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Cortada de hoja de papel áspero, seco. 3.) ¿Qué fuerzas actúan entre cuerpos cargados? Electroscopio (sin aguja metálica) Varilla de polipropileno, d= 8mm, l= 175mm Varilla acrílica, d= 8mm, l=175mm Placa de policarbonato Hoja de acetato, 1, cortada de hoja de papel áspero, seco.
13027.01 13027.07 13027.08 13027.05 08186.10
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FUNDAMENTO TEÓRICO CARGAS ELÉCTRICAS
En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad de la partícula para intercambiar fotones. La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Existen dos clases distintas, que se denominan cargas positivas y negativas. Estas tienes dos cualidades fundamentales: cargas iguales se repelen y las cargas distintas se atraen. Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones). Coulomb ideó un método ingenioso para hallar como depende de su carga la fuerza ejercida por o sobre un cuerpo cargado. Para eso se basó en la hipótesis de que si un conductor esférico cargado se pone en contacto con un segundo conductor idéntico,
inicialmente descargado, por razones de simetría la carga del primero se reparte por igual entre ambos. De este modo dispuso de un método para obtener cargas iguales a la mitad, la cuarta parte, etc., de cualquier carga dada. Los resultados de sus experimentos están de acuerdo con la conclusión de que la fuerza entre dos cargas puntuales, q y q', es proporcional al producto de éstas.
MONTAJES 1.) ¿Qué podemos demostrar frotando varillas de plástico?
2.) Como se cargan hojas y laminas
3.) ¿Qué fuerzas actúan entre cuerpos cargados?
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Figura 4
PROCEDIMIENTOS
Practica N°1 (que podemos demostrar frotando varillas de plástico)
Se sujeto fuertemente la varilla de polipropileno por un extremo, y se froto enérgicamente con un papel en el otro extremo. Luego se tomo lámpara de efluvios por uno de sus casquillos y se coloco en el extremo de la varilla que se froto. Este mismo paso se repitió con la varilla acrílica.
Practica N° 2 (como se cargan hojas y laminas)
se froto con un papel la mitad de una varilla de polipropileno y se realizo el montaje de la figura 2. Después se coloco la hoja de acetato sobre la placa de policarbonato y se froto enérgicamente con el papel. Más tarde se toco con uno de los extremos de la lámpara de efluvios como lo muestra la figura 2 del montaje y se observaron los electrodos de la lámpara. Esta parte del procedimiento se repitió con la placa de policarbonato. Luego se froto nuevamente la hoja de acetato junto a la placa de policarbonato con el papel, pero esta se llevo al electroscopio para observar su comportamiento. Finalmente se descargaron la hoja de acetato y la palca de policarbonato, se frotaron con el papel por separado y se comprobaron sus cargas con la lámpara de efluvios y el electroscopio.
Practica N°3 (como se cargan hojas y laminas)
OBSERVACIONES ¿Qué podemos demostrar frotando varillas de plástico?
Varilla de polipropileno (gris) Al colocar la lámpara de efluvios en el extremo frotado de la varilla, esta se encendió dando un destello de luz roja. Varilla acrílica (transparente) Ocurrió lo mismo que con la varilla de polipropileno, pero notamos que tuvo mayor intensidad la luz con la varilla gris (polipropileno)
¿Cómo se cargan hojas y láminas? 1. Tanto la placa de policarbonato como la hoja de acetato encendieron la lámpara por separado y juntas. 2. Al aproximar la placa de policarbonato (cargada por separado) al extremo frotado de la varilla colgada estas se atraen y al acercar la hoja de acetato (cargada por separado) también se atraen. 3. Tanto la placa como la hoja encienden la lámpara de efluvio y las dos atraen la varilla cargada de la balanza eléctrica.
¿Qué fuerzas actúan entre cuerpos cargados? 1. Al aproximar la varilla de polipropileno (frotada) al extremo frotado de la varilla que estaba en el electroscopio estas dos se repelen. 2. Al aproximar la varilla acrílica estas se atraen 3. Al separar la placa de policarbonato de la hoja de acetato estas se atraían 4. Al aproximar la placa de policarbonato (cargada por separado) al extremo frotado de la varilla colgada estas se atraen 5. al acercar la hoja de acetato (cargada por separado) al extremo frotado de la varilla colgada también se atraen.
EVALUACIÓN 1) ¿Qué puedes saber sobre la carga de la hoja y de la placa por la lámpara de efluvios? R// Según lo observado podemos deducir que la carga que se obtuvo de la placa y de la hoja al frotarse fue la siguiente: PLACA POLICARBONATO Y HOJA DE ACETATO: Esta obtuvo una carga negativa, ya que al hacer contacto con la lámpara de efluvios (tubito de neón) esta encendió con un color rojizo, lo que hace suponer que la placa transfirió electrones que ionizó al gas neón, lo mismo sucede con la hoja de acetato. También se llega a esta conclusión debido a que la lámpara solo funciona en presencia de una carga negativa. HOJA DE PAPEL: Esta se cargo positivamente, ya que se pudo comprobar que la placa tiene una carga negativa, lo que hace deducir que el papel cedió electrones a la placa y la hoja, quedando esta cargada positivamente. 2) Compara los resultados de este experimento con los del primero. R// Se obtuvieron los mismos resultados, ya que al frotar la varilla de polipropileno con el papel y hacer contacto inmediatamente con la lámpara de efluvios esta se encendió con un color rojizo, lo mismo que sucedió con la placa de policarbonato y el acetato. También se pudo comprobar con la balanza eléctrica estos resultados. 3) ¿Qué clase de carga has visto en los objetos frotados, la hoja y la placa? ¿Concuerdan los resultados con los de las dos primeras partes del experimento? ¿Cómo podemos explicar la diferencia de los resultados? R// Cuando frotamos la hoja y la placa por separado con el papel estas quedan cargadas negativamente, ya que encienden la lámpara de efluvio. al comparar los
resultados de las dos primeras partes estas no concuerdan pues si la hoja y la placa quedan cargadas negativamente deben repeler la varilla de la balanza eléctrica, lo cual no ocurre, ya que lo pasa es todo lo contrario, se atraen.
4) Por otro experimento sabemos que al frotar con papel la varilla de polipropileno se carga negativamente, y la acrílica positivamente. ¿Qué podemos deducir de las observaciones 1 y 2 sobre el efecto fuerza entre cuerpos cargados eléctricamente? Distingue entre ellos los cuerpos con igual clase de carga y con distinta clase de carga. R// Se puede deducir que los cuerpos cargados eléctricamente con la misma clase de cargas se repelan, mientras que con cargas de distinta clase estos se atraen. 5) ¿Qué deduces de la observaciones 3 sobre las cargas de los cuerpos? R// Se puede deducir que la hoja de acetato quedo cargada negativamente, ya que la hoja de papel al momento de frotar le cedió electrones y la placa de policarbonato tiene una carga positiva, por eso al momento de separarlas estas quedaron unidas, es decir, se atrajeron. 6) Las observaciones 4 y 5 informan sobre la carga de la placa de policarbonato y la hoja de acetato. ¿Qué has visto? R// Se observa que al aproximar la placa policarbonato hacia el extremo frotado de la varilla de polipropileno estas se atraen, lo mismo acurre con la hoja de acetato 7) Menciona un ejemplo de la vida diaria en el que aparezca un fenómeno similar al observado en 3. R// Cuando nos peinamos durante un rato y acercamos la peinilla por nuestro brazo, se puede observar como la peinilla atrae a los bellos que se encuentran en el. Otro ejemplo seria cuando apagamos la televisión desde su botón, podemos observar cómo se levantan los bellos de nuestro brazo.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
durante toda la práctica trabajamos con la lámpara de efluvios y la balanza eléctrica con el fin de demostrar que clase de cargas encienden la lámpara, atraen o repelen la varilla de la balanza eléctrica.
Al frotar la varilla de polipropileno (la de la balanza) queda cargada negativamente, por tanto al acercarle la otra varilla de polipropileno cargada se repelen. Entonces los elementos que se atrajeron estaban cargados positivamente como la varilla acrílica, la placa de policarbonato(frotada por separado) y la hoja de acetato(frotada por separado) por la anterior afirmación tanto la hoja como la placa quedan cargadas positivamente cargadas por separado mientras que juntas no ocurre lo mismo.
CONCLUSION De las anteriores practicas se puede concluir que los objetos cargados eléctricamente se pueden atraer o repeler dependiendo del tipo de carga que estos posean ya sea positiva o negativa. Cuando interactúan cargas del mismo signo, están se repelen y cuando interactúan cargas de diferente signo, estas se atraen. Estos movimientos o comportamientos son generados por fuerzas creadas por las cargas eléctricas las cueles son de la misma naturaleza. BIBLIOGRAFIA Libros SERWAY, raymond a. y JEWETT, John w. Fisica para ciencias e ingeniería con fisica moderna, vol 2, séptima edición. Cengage learning editores, 2009. Páginas webs http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
