INFORME 3 FISICA 3

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

UNIVERIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS LABORATORIO FISICA III PROFESOR: MARTIN CALVO CHIA TURNO: MARTES 12-2 PM

INTEGRANTES

ALTES NOLASCO LUZ MELZI ALVA ALV ARADO GALINDO BERI

15160068 1516006 8

AYLAS BARRANCA, MELISS MELISSA A DESSIRE

1510102 151010 2

GUERRERO CASARIEGO DINA MONTELLANOS LLAMOCA DANIEL

152001!

SARAVIA SARAV IA TORRES MIGUEL ANGEL

1516011"


INDICE

I#

O$%&'()*+

2

II#

M'&(.&+

/

III#

P(((*+ '&3(*+

5

IV#

P*&4((&'*

8

V#

C&+'(*(*

11

VI# C*.+(*&+

16

VII# R&*&4(*&+

1!


OB7ETIVOS  Trazar en hojas milimetradas las suer!i"ies e#uioten"iales$  Cal"ular la intensidad del "amo el%"tri"o$  Esta&le"er las rela"iones #ue tienen las l'neas de "amo ( los "amos el%"tri"os "on las suer!i"ies e#uioten"iales$  Reresentar las l'neas e#uioten"iales ara una "on!i)ura"i*n de "ar)as el%"tri"as$

MATERIALES: CU+ETA DE VIDRIO


,UENTE DE VOLTA-E DE CD

VOLT.METRO

ELECTRODOS DE CO+RE

/ 0UNTA DE 0RUE+A


SAL

1 0A0EL MILIMETRADO

PRINCIPIOS TEORICOS 1# C* &.'(*

El "amo el%"tri"o es la zona del esa"io donde "ar)as el%"tri"as ejer"en su in!luen"ia$ Es de"ir #ue "ada "ar)a el%"tri"a "on su resen"ia modi!i"a las roiedades del esa"io #ue la rodea$

2 Intensidad de "amo el%"tri"o Definición:

Se llama intensidad de "amo el%"tri"o en un unto al 3alor de la !uerza resultante de ori)en el%"tri"o #ue a"t4a so&re una "ar)a untual di3idido el

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS 3alor de la "ar)a 5"ar)a e6loradora7 elemental o testi)o8 "olo"ada en di"ho unto$

Considera"iones9 0or lo tanto el "amo el%"tri"o ser: una ma)nitud 3e"torial "u(as "ara"ter'sti"as son9

a8 Su dire""i*n ser: la misma #ue la del 3e"tor !uerza &8 Tendr: el mismo sentido de la !uerza dado #ue se o&tiene de di3idir or un es"alar ositi3o "8 Su m*dulo ser: i)ual al "o"iente entre el m*dulo de la !uerza resultante ( la "ar)a so&re la "ual se ali"a di"ha !uerza$

E;,<#o d8 Se u&i"a a artir del unto en donde se "olo"* la "ar)a e6loradora ositi3a

e8 El 3alor de la "ar)a e6loradora #o de&er: ser mu( e#ue=a ara #ue no altere el 3alor del "amo ( siemre se "onsidera ositi3a$ Ve"torialmente se uede e6resar "omo lo #ue nos estar'a indi"ando dado #ue es un rodu"to de un es"alar or un 3e"tor #ue el sentido del "amo deende del si)no de la "ar)a7 si %sta es ositi3a am&os 3e"tores tendr:n el mismo sentido ( se es ne)ati3a7 ser:n de sentidos "ontrarios$

Unidad de campo eléctrico

Dado #ue el "amo el%"tri"o resulta del "o"iente entre una !uerza ( una "ar)a su unidad ser: la unidad de !uerza so&re la unidad de "ar)a #ue en el sistema

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS S$I$ 5Sistema Interna"ional8 es un Ne>ton 5N8 di3idido or un Coulom& 5C8 o sea N
Campo creado por una Carga Puntual

Como el "amo el%"tri"o tiene la e6resi*n )eneral de

E =

F q

( or la le( de

Coulom& enton"es9

0or lo tanto el 3alor del "amo es dire"tamente roor"ional a la "ar)a #ue lo )enera e in3ersamente roor"ional al "uadrado de la distan"ia entre la "ar)a untual ( el unto "onsiderado$ En "uanto a la dire""i*n ( sentido del "amo ser: "omo si)ue9 La dire""i*n es la de!inida or la "ar)a ( el unto "onsiderado ( el sentido ser: alej:ndose de la "ar)a )eneradora "uanto esta es ositi3a ( auntando ha"ia la "ar)a "uando la misma es ne)ati3a$

2# D(9&&( 4& P*'&(. E.'(*

Si dos untos de un "amo el%"tri"o oseen distinto oten"ial el%"tri"o7 entre am&os untos e6iste lo #ue se denomina una 4(9&&( 4& *'&(. * '&+(37 ?V$ Este 3alor se en"uentra 'ntimamente rela"ionado "on el tra&ajo el%"tri"o$ 0or de!ini"i*n7 el tra&ajo #ue de&e realizar un "amo el%"tri"o ara trasladar una "ar)a # desde un unto A a otro + dentro del "amo se o&tiene or medio de la si)uiente e6resi*n9


@e5A+8;B5E+ B EA8 ; EA  E+ Si ali"amos la de!ini"i*n de oten"ial el%"tri"o7 o&tenemos #ue9

@e5A+8 ; EABE+ ; #⋅VA B #⋅V+ ; #⋅5VABV+8 La di!eren"ia de oten"ial el%"tri"o entre dos untos A ( + de un "amo el%"tri"o es el ouesto del tra&ajo realizado or el "amo el%"tri"o ara trasladar una unidad de "ar)a ositi3a desde el unto A al +$

V; V+ B VA ; B@e 5A+8#

PROCEDIMIENTO Ca&e notar #ue no e6iste instrumento al)uno #ue ermita medir la intensidad del "amo el%"tri"o en las 3e"indades de un sistema de "ondu"tores "ar)adas el%"tri"amente "olo"ados en el esa"io li&re$ Sin em&ar)o7 si los "ondu"tores est:n en un l'#uido "ondu"tor7 el "amo el%"tri"o esta&le"er: e#ue=as "orrientes en este medio7 las #ue se ueden usar ara tal !in$

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS /$ Arma el "ir"uito del es#uema$ El 3olt'metro mide la di!eren"ia de oten"ial entre un unto del ele"trodo ( el unto #ue se en"uentra en la unta de rue&a$

1$ U&i#ue en !orma de!initi3a los ele"trodos so&re el !ondo de la "u&eta de 3idrio7 ates de e"har la solu"i*n ele"trol'ti"a7 rearada re3iamente en un re"iiente "om4n$

F$ Con el 3olt'metro mida la di!eren"ia de oten"ial entre un unto del ele"trodo ( el unto e6tremo in!erior del ele"trodo de rue&a$ G$ En "ada una de dos hojas de ael milimetrado tra"e un sistema de "oordenadas HY7 u&i"ando el ori)en en la arte "entral de la hoja$ Di&uje el "ontorno de "ada ele"trodo en las osi"iones #ue #uedar:n de!initi3amente en la "u&eta$ $ Sit4e una de las hojas de ael milimetrado de&ajo de la "u&eta de 3idrio$ Esta ser3ir: ara ha"er las le"turas de los untos de i)ual oten"ial #ue ir: anotando en el otro ael$

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS J$

K$ E"he la solu"i*n ele"trol'ti"a en el re"iiente !uente de 3idrio$ $ Sin ha"er "onta"to "on los ele"trodos mida la di!eren"ia de oten"ial entre ellos a"er"ando el ele"trodo de rue&a a "ada uno de los otros dos "asi or "onta"to ( tomando nota de las le"turas del 3olt'metro$5 Varia"ion de 3oltaje entre los ele"trodos8 ∆ V electrodos=V electrodoanillo − V electrodo placa


$ Desla"e la unta de rue&a en la "u&eta ( determine untos ara los "uales las le"tura del 3olt'metro ermane"e "onstante 5m'nimo  untos or "ada suer!i"ie e#uioten"ial8$ Anote lo o&ser3ado ( reresente estos untos en su hoja de ael milimetrado au6iliar$ /$Sele""ione  lineal e#uioten"iales 5dos en los e6tremos uno en el "entro8 //$ Determine la ma)nitud del "amo el%"tri"o ara "ada re)i*n usando la e"ua"i*n9

E=

V B−V A d

/1$Una los untos de i)ual oten"ial mediante trazo "ontinuo7 ha&r: usted determinado "ada uno de las suer!i"ies9 V 17 VF7 VG7 V7

CUESTIONARIO /$ Determine la ma)nitud del "amo el%"tri"o entre las l'neas e#uioten"iales$ PEl "amo el%"tri"o es uni!ormeQ P0or #u%Q Un "amo el%"tri"o uni!orme tiene el mismo 3alor ( la misma dire""i*n en todos los untos de la re)i*n$ Un "amo el%"tri"o uni!orme se o&tiene

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS "on 1 la"as aralelas "ar)adas de di!erente si)no tal #ue las l'neas de "amo no "am&ian$ En el e6erimento7 la ma)nitud del "amo el%"tri"o no es uni!orme or#ue las l'neas de "amo no tienen la misma dire""i*n$

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS 1$ En su )r:!i"a7 di&uje al)unas l'neas e#uioten"iales ara el

sistema

de

ele"trodos

#ue

utiliz*



F$ PC*mo ser'an las l'neas e#uioten"iales si los ele"trodos !ueran de di!erentes !ormasQ Como 3emos en nuestra )r:!i"a7 las l'neas e#uioten"iales se ajustan a la )eometr'a del ele"trodo$ La la"a re"ta tiene l'neas e#uioten"iales son m:s re"tas a "omara"i*n del ele"trodo "ir"ular7 donde odemos 3er #ue mientras nos a"er"amos a di"ho ele"trodo7 las l'neas e#uioten"iales se "ur3an m:s$

G$ P0or #u% nun"a se "ruzan las l'neas e#uioten"ialesQ 0or#ue las l'neas e#uioten"iales de&en ser erendi"ulares a las l'neas de "amo$


$ Si Ud$ Ima)inariamente "olo"a una "ar)a de rue&a en una "orriente ele"trol'ti"a PCu:l ser: su "amino de re"orridoQ El mo3imiento de la "ar)a ir'a de una l'nea e#uioten"ial a otra ( su "amino ser'a aralelo a la l'nea de "amo

J$ P0or #u% las l'neas de !uerza de&en !ormar un :n)ulo re"to "on las l'neas e#uioten"iales "uando las "ruzanQ Las l'neas de !uerza salen de una "ar)a ositi3a ( lle)an a una "ar)a ne)ati3a$ Cuando uno transorta una "ar)a so&re una l'nea e#uioten"ial7 al no ha&er di!eren"ia de oten"ial7 se dedu"e #ue no es ne"esario realizar tra&ajo ara mo3er la "ar)a so&re di"ha suer!i"ie$ Y "omo el tra&ajo es "ero7 las l'neas de !uerza de&en ser erendi"ulares a las l'neas e#uioten"iales$

K$ El tra&ajo realizado ara transortar la unidad de "ar)a de un ele"trodo a otro es9 El tra&ajo realizado or el a)ente e6terno so&re una "ar)a entre los ele"trodos en "ual#uier tra(e"toria ( misma dire""i*n ser: la misma ma)nitud$ 0or de!ini"i*n de tra&ajo7 tenemos9 Se)4n la e"ua"i*n

V +¿=W ab (¿ ¿ b −V a )q ¿

¿

Como el E ; "amo el%"tri"o uni!orme$ Es #ue se "umle la !ormula anterior$ Reemlazando datos9 →W ab

$ Siendo

=

( 13.8

E=

−

2

) × 1.6 × 10

V B−V A d

−

19 =

Es;$ =

J

7 el error a&soluto de E es9

E= 8.429

σ

18

−

1.888 × 10

1.04 , E A =2.16

∆ E =2.165

$ El error relati3o de la medida de E es 9


∆E E

=

0.2569

/$ Pu% semejanza ( di!eren"ia e6iste entre un "amo el%"tri"o ( un "amo )ra3itatorioQ -

D(9&&(+:

Camo El%"tri"o9 se resenta s*lo en "ueros "ar)ados el%"tri"amente7 si un "uero no tiene "ar)a7 este no )enera "amo el%"tri"o$ Camo ra3itatorio9 Un "uero "ual#uiera ne"esariamente )enera "amo )ra3itatorio7 aun#ue este no se ueda er"i&ir en "ueros de masa e#ue=a$ -

S&&%+:

Camo El%"tri"o9 El "amo el%"tri"o es "onser3ati3o7 el tra&ajo realizado or un a)ente e6terno ara trasladar una "ar)a de rue&a de un unto a otro no deende de la tra(e"toria re"orrida7 sino solamente de las osi"iones ini"ial ( !inal$ Si "olo"amos una "ar)a de rue&a dentro del "amo el%"tri"o7 esta e6erimenta una !uerza 5de atra""i*n o reulsi*n8$ El "amo el%"tri"o uede reresentarse mediante l'neas de !uerza saliendo de la !uente #ue lo )enera 5si tiene "ar)a ositi3a8 o entrando 5si la "ar)a es ne)ati3a8 Camo ra3itatorio9 Tam&i%n es "onser3ati3o$ El @ ara mo3er una masa de rue&a solo deende de las osi"iones ini"ial ( !inal$ Si "olo"amos una masa de rue&a dentro del "amo )ra3itatorio 5en un unto donde el "amo no es nulo87 esta tam&i%n e6erimenta una !uerza7 ero en este "aso siemre es de atra""i*n$ El "amo )ra3itatorio uede reresentarse mediante l'neas de !uerza$

//$Si el oten"ial el%"tri"o es "onstante a tra3%s de una determinada re)i*n del esa"io$ Pu% uede de"irse a"er"a del "amo el%"tri"o en la mismaQ$ E6li#ue$ Si el oten"ial es "onstante en una re)i*n dada del esa"io7 su deri3ada ser: "ero en "ual#uier dire""i*n #ue se elija$ Esto imli"a #ue el )radiente de di"ho oten"ial es "ero7 ( or tanto el "amo es tam&i%n "ero$

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS E ; B ∇

CONCLUSIONES •

•

•

El oten"ial el%"tri"o aumenta en el ele"trodo ositi3o ( disminu(e en el ele"trodo ne)ati3o$ Las l'neas e#uioten"iales no se "ruzan (a #ue un unto no uede tener di!erentes oten"iales en un mismo momento$ Las l'neas e#uioten"iales tienden a "ur3earse se)4n la !orma del ele"trodo$

•

Las l'neas e#uioten"iales son erendi"ulares al "amo el%"tri"o$

•

Cada l'nea e#uioten"ial indi"a una di!eren"ia de oten"ial di!erente$

•

E6iste una simetr'a rese"to a la horizontal de las l'neas e#uioten"iales


RECOMENDACIONES •

•

•

Veri!i"ar #ue el sistema ten)a la su!i"iente "antidad de a)ua ( sal ara dar un "orre"to medio donde se "ondu"ir: la ele"tri"idad$ Tomar una l'nea de re!eren"ia ara u&i"ar "orre"tamente los untos de las l'neas e#uioten"iales$ ,ijarnos la olaridad ade"uada esto nos a(udara a #ue el "ir"uito este "orre"to$

INFORME 3 FISICA 3

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