Cuestionario 1. ¿Cómo puede usted determinar el signo de las cargas de las esferas de tecnopor?
Por medio de la inducción magnética cargamos con carga positiva o negativa a la de la esfera de tecnopor. Lo acercamos lentamente a la máquina de van de Graff cargada negativamente y observamos si se atrae o repele 2. En las experiencias efectuadas, ¿Cómo podría aplicar el principio de superposición?
Sabemos que le principio de superposición es una herramienta matemática que permite descomponer un problema (que es difícil de comprender si se ve en todo el sistema) en dos o más sub problemas simples (fáciles de abstraer).De este modo usando los sub problemas se comprende el original, esto es, la suma o superposición de los sub problemas es equivalente al problema original. En los experimentos realizados se puede usar el principio de superposición en la comprensión de los fenómenos observados por ejemplo: Evaluar que carga tiene cada bola de acero, a qué distanciase encuentran, en qué sentido gira la máquina de Wimshurst si esta tiene un objeto que hace que las cargas se orienten siempre al mismo sentido, que tanto afecta la humedad en la máquina de Wimshurst, si la máquina de Wimshurst está conectada a otro objeto del experimento, porque se atraerían o repelerían, etc. Es decir al analizar cada parte del sistema comprenderíamos el sistema y su funcionamiento completo. 3. ¿Del experimento realizado, se puede deducir que tipo de carga se traslada de un cuerpo a otro?
Si, para comprender que cargas se trasladan de un cuerpo a otro primero se debería haber probado que tipo de carga posee el cuerpo, esto se puede lograr acercando una carga de prueba (de carga positiva y que sea puntual) sise repela entonces el cuerpo posee carga positiva mientras si es atraída el cuerpo está cargada negativamente. Luego de haberlas identificado podemos deducir que tipo de cargas se trasladan, estas cargas son flujo de electrones que irán del cuerpo que está cargado negativamente (con exceso de electrones) al cuerpo que está cargado positivamente (con déficit de electrones), una vez concluida este proceso los cuerpos se neutralizaran 4. Enuncie los tipos de electrización, explique cada caso.
Formas para cambiar la carga eléctrica de los cuerpos, se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro. Los tipos de electrificación son los siguientes: 1. Electrización por contacto:
Cuando ponemos un cuerpo cargado encontacto con un conductor se puede dar una tr ansferencia de carga de un cuerpo al otro y así el conductor queda cargado, positivamente si cedió electrones o negativamente si los ganó. 2. Electrización por fricción: Cuando frotamos un aislante con cierto tipo de materiales, algunos electrones son transferidos del aislante al otro material o viceversa, de modo que cuando se separan ambos cuerpos quedan con cargas opuestas. 3. Carga por inducción: Si acercamos un cuerpo cargado negativamente a un conductor aislado, la fuerza de repulsión entre el cuerpo cargado y los electrones de valencia en la superficie del conductor hace que estos se desplacen a la parte más alejada del conductor al cuerpo cargado, quedando la región más cercana con una carga positiva, lo que se nota al haber una atracción entre el cuerpo cargado y esta parte del conductor. Sin embargo, la carga neta del conductor sigue siendo cero (neutro). 4. Carga por el Efecto fotoeléctrico Sucede cuando se liberan electrones en la superficie de un conductor al ser irradiado por luz u otra radiación electromagnética. 5. Carga por Electrólisis: Descomposición química de una sustancia, producida por el paso de una corriente eléctrica continúa. 6. Carga por Efecto termoeléctrico: Significa producir electricidad por la acción del calor
5.
¿Por qué el cuerpo humano es un buen conductor de la electricidad? Explique
Porque todos los compuestos químicos de los cuales estamos compuestos, incluyendo el agua, la sangre y los minerales dentro de ella. Además de las siempre constantes pulsos eléctricos de nuestro sistema neurológico que está presente en todo nuestro cuerpo Casi el 70% del organismo consta de agua ionizada, un buen conductor de electricidad. De acuerdo con la electrofisiología, ciencia que estudia las reacciones que produce la corriente eléctrica, cada uno de los tejidos de nuestro cuerpo reacciona cuando una descarga circula por el organismo y los efectos biológicos dependen de su intensidad. Se ha descubierto que las partes más sensibles son la retina y el globo ocular, pues ante cualquier estímulo eléctrico producen una sensación luminosa. Le sigue la lengua, la cual manifiesta un sabor alcalino.
6. En la ilustración 6 considere que la bola 1 tiene una carga Q y la bola 2 esta descargada. Considere además que las bolas tienen igual radio r. ¿Qué sucederá?
Si entran en contacto la bola blanca adquirirá carga y ambos se repelerán por ser de cargas del mismo signo Por influencia, la bola blanca empezará a ser atraída por la bola negra. (La bola blanca se polarizará). 7. Siguiendo con la ilustración 6, suponga que mediante algún deslizamiento del hilo la esfera 1, que contiene una carga Q, se pone en contacto con la esfera 2, que esta descargada ¿Qué es lo que se observa? ¿Cuál será la carga que adquiere la esfera 2?
Después del contacto las bolas se repelerían. La carga de la bola blanca, dependiendo del tamaño de la bola negra, será del mismo signo de la bola negra
8. Respecto a la pregunta 5, suponga ahora que la bola 1 tiene un radio 2r y la bola 2 un radio r. si la bola 1, que contiene una carga Q, se pone en contacto con las bola 2 ¿Cuál será la carga que adquiere la esfera 2?
Si tenemos q+ como en el caso anterior, las cargas inducidas de la bola blanca se localizan en los extremos, como la bola blanca es más pesada quela negra, ésta atraerá a la negra poniéndose en contacto, entonces la bola blanca cederá los electrones a la bola negra poniéndola en equilibrio, quedando la bola blanca cargada positivamente. 9. En un experimento de electrostática se observa que la distancia entre las esferas idénticas 1 y 2, inicialmente descargadas es de 12 cm, (ilustración 6), luego de trasmitirle la misma carga q a ambas esferas estas se separan hasta16 cm ¿Cuál es el valor de esta carga, si la masa de cada una de ellas es de5g y la longitud de los hilos en los que están suspendidas las esferas es de 30cm? 10. Un objeto cargado positivamente se acerca a la esfera de un electroscopio y se observa que las laminillas se cierran; y cuando se sigue acercando sin tocar la esfera, de pronto las hojuelas se abren. ¿Qué tipo de carga tiene el electroscopio?
Si el electroscopio está en estado neutro, entonces la manecilla estará junto a la varilla vertical. Si se acerca un cuerpo electrizado a la esfera metálica P, cierta cantidad de la misma carga que la del cuerpo es repelida al interior observándose un movimiento de la manecilla
11. Que función cumple las botellas de Leuden en la máquina de Wimshurst, explique detalladamente
La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas eléctricas comportándose como un condensador o capacitador. La varilla metálica y las
hojas de estaño conforman la armadura interna. La armadura externa está constituida por la capa que cubre la botella. La misma botella actúa como un material dieléctrico aislante entre las dos capas del condensador. El nombre de condensador proviene de las ideas del siglo XIX sobre la naturaleza de la carga eléctrica que asimilaban está a un fluido que podía almacenarse tras su condensación en un dispositivo adecuado como la botella de Leyden. Este es el principio por el cual, si un rayo cae por diferencia de potencial en un avión, este no sufrirá en su interior ningún tipo de descarga ni alteración eléctrica
12. Durante el uso del generador electrostático se percibe un color característico, investigue a que se debe. Explique detalladamente.
Tras aquellos experimentos se punzante, generador; V
percibió un
olor característico,
En Marum se refirió al mismo como “el olor de la materia producto de la formación de ozono, siendo
eléctrica”. Este
único y
olor era
el primero en describirlo científicamente. Es el olor a Ozono O3 (variedad alotrópica del Oxigeno O2), que se genera a partir de él, por efecto de las chispas. También se percibe cuando hay una tormenta eléctrica. 13. Explique el poder de las puntas, y sus aplicaciones
En electrostática, el poder de las puntas está íntimamente relacionado con elconcepto de la rigidez dieléctrica. Ésta es el mayor valor de campo eléctrico que puede aplicarse a un aislante sin que se vuelva conductor. Este fenómeno fue descubierto hace 200 años por Benjamín Franklin, al observar que un conductor con una porción puntiaguda en su superficie, descarga su carga eléctrica a través del aguzamiento y por lo tanto no se mantiene electrizado. Actualmente se sabe que esto se produce debido a que un conductor electrizado tiende a acumular la carga en la región puntiaguda. La concentración de carga en una región casi llana es mucho menor que la acumulación de carga eléctrica en un saliente acentuado. Debido a esta distribución, el campo eléctrico de las puntas es mucho más intenso que el de las regiones planas. Valor de la rigidez dieléctrica del aire en la porción más aguzada será sobre pasado antes que en las otras regiones, y será por ello que el aire se volverá conductor y por allí escapará la carga del conductor. 14.
Menciones al menos 5 aplicaciones del equipo de Van De Graaff
Las diferentes aplicaciones de esta máquina incluyen producción de rayos esterilización de alimentos y experimentos de física de particulares y física nuclear gracias al generador podemos hacer experimentos de ruptura dieléctrica en alta tensión sin peligro para el que los realiza Experimentos físicos: Se usa para realizar experimentos en física nuclear en los que se aceleran partículas cargadas que se hacían chocar contra blancos fijos a gran velocidad. Los resultados de las colisiones nos informan de las características de los núcleos del material que constituye el banco. Aceleración de electrones para esterilizaciones los alimentos y materiales usados en procesos industriales o científicos. Generará Rayitos X mediante grandes flujos de energía Fines educativos y de instrucción en temas de cargas eléctricas, gracias a este generador podemos hacer experimentos de ruptura dieléctrica en alta tensión sin peligro para el que lo realiza.
Conclusiones
Los electrones se conservan, por lo tanto no se crean ni se destruyan solo se trasladan. Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que en el proceso de adquirir cargas eléctricas unas ceden y otras ganan electrones de modo que hay una equivalencia en transferencia de electrones. Se comprueba experimentalmente que los cuerpos con cargas eléctricas de igual especie se repelen mientras que los tiene cargas de distinto signo sea traen. En todo cuerpo conductor, las cargas se distribuyen superficialmente buscando las zonas de mayor convexidad. En este caso la distribución de las cargas es uniforme Los fenómenos de electrización son por frotamiento, por contacto y por inducción, los cuales alteran el equilibrio de cargas eléctricas que se encuentran en los cuerpos.
Bibliografía
FÍSICA GENERAL Juan Goñi GalarzaLIMA - PERU
FÍSICA GENERAL Addison Wesley Longman Boulevard de las cataratas N3México 01900, DF. FÍSICA GENERAL Sears Zemansky Young Freedman Volumen II. Fundamentos de Electromagnetismo Cheng Finney Volumen I Paris –
Francia.
