INFORME DE LABORATORIO: LEY DE COULOMB
LEON DUARTE CAMILO ANDRES
1110602
MANUEL ELISEO OSORIO JAIMES
1150715
CARDENAS GARCIA JORGE RICARDO
1111353
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER CUCUTA 2012 1
INFORME DE LABORATORIO: LEY DE COULOMB
MATERIA: FISICA ELECTROMAGNÉTICA
LEON DUARTE CAMILO ANDRES
1110602
MANUEL ELISEO OSORIO JAIMES
1150715
CARDENAS GARCIA JORGE RICARDO
1111353
PROFESOR: CELY CELY MARCO FERNANDO
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER CUCUTA 2012 2
TABLA DE CONTENIDO Pag RESUMEN
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OBJETIVOS
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DESARROLLO TEORICO
5
DETALLES EXPERIMENTALES
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RESULTADOS EXPERIMENTALES
7
PROCESAMIENTO DE DATOS
8
CONCLUSIONES
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RESUMEN
En este informe veremos todo lo referente a “Ley de Coulomb”, empezaremos viendo los objetivos donde nos explican la meta a seguir, que es probar experimentalmente en el laboratorio la ley de Coulomb, y a su vez conocer las relaciones entre la fuerza eléctrica y la distancia entre las cargas. También se explica como Coulomb encontró la fuerza de atracción y de repulsión de dos cargas puntuales, y como dedujo la fuerza eléctrica etc. Se Explica el procedimiento que se siguió para guardar los datos obtenidos, teniendo en cuenta la seguridad que se procura para este tipo de experimentos. En los resultados, están las los resultados obtenidos, como lo son las correspondientes tablas donde están los datos de la fuerza, y la carga de sus diferentes puntos. También están las respuestas a las preguntas y actividades de la guía, y por ultimo las conclusiones acerca del laboratorio.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL: Verificar experimentalmente la ley de Coulomb. OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Establecer la relación entre la fuerza eléctrica y la carga. 2. Establecer la relación entre la fuerza eléctrica y la distancia entre las cargas 3. Determinar una constante eléctrica.
DESARROLLO TEÓRICO: Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa)es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:
El valor de la constante de proporcionalidad (permisividad eléctrica) depende de las unidades en que se exprese En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale
Es importante tener en cuenta: 1. La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga. 2. Cuando un cuerpo transfiere carga a otro, uno de los cuerpos queda con exceso de carga positiva y el otro, con exceso de carga negativa. En cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado, la carga total o neta no cambia. 3. Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen y los objetos cargados son cargas de distinto signo, se atraen.
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DETALLES EXPERIMENTALES Una pequeña carga eléctrica se coloca a cierta distancia frente a una placa de metal conectada a tierra. Por inducción electroestática, se crea una carga imagen (figura 2), la cual genera un campo eléctrico en el punto donde está situado el medidor. La fuerza electroestática que actúa sobre la carga se puede medir con un dinamómetro de torsión sensible.
Considerando la distancia de la carga a la placa, la distancia entre las cargas es 2 fuerza F entre ellas está dada por: (
)
y la
( )
RELACIÓN ENTRE LA FUERZA ELÉCTRICA Y LA CARGA. 1. Realice el montaje mostrado en la figura 3. 2. Nivele la balanza de torsión, adicionando masas si es necesario. Ajuste la posición con la perilla de la parte inferior del dinamómetro 3. Ajuste el dinamómetro a cero con la perilla superior. 4. Coloque la esfera metálica de la balanza a 4 cm de la placa. 5. El amplificador debe estar en posición Q y en la escala 1-10nAs. 6. Coloque el medidor de carga eléctrica (multímetro) en la escala de 20v y ajuste la lectura a cero, manipulando el botón de calibración fina. El rango de medida para las lecturas de carga eléctrica debe ajustarse con los botones ubicados en la parte superior derecha del electrómetro.
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7. Cargue la esfera externa con un potencial de 12 KV y ubíquela muy cerca de la esfera dela balanza, de tal manera que sea atraída por ésta hasta tocarla y de esta forma adquirir carga eléctrica. La esfera de la balanza debe moverse hacia la placa y quedar en equilibrio. 8. Retire la esfera externa conectada a la fuente. 9. Mueva la perilla del dinamómetro (parte superior) hasta que retorne la balanza a la posición inicial y mida inmediatamente la carga de la esfera de la balanza. 10. Registre el valor de la fuerza que marca el dinamómetro y la carga de la esfera en la tabla 1. 11. Descargue todo el sistema (placa metálica, esfera de la balanza y esfera medidora de carga), antes de tomar una nueva medición. 12. Repita el procedimiento para los diferentes potenciales de carga que se muestran en la tabla 1. 13. Varíe la distancia entre la esfera cargada y la placa, (6 cm y 8 cm) y repita todo el procedimiento para cada una de esas distancias y lleve estos datos alas tablas 2 y 3. RESULTADOS EXPERIMENTALES Tabla 1.
12 KV 16 KV 20 KV 24 KV
F 0.41 0.51 0.51 0.58
q 89 112 86 71
7
Tabla 2.
12 KV 16 KV 20 KV 24 KV
F 0.4 0.5 0.58 0.6
Q 72 62 72 73
F 0.40 0.5 0.6 0.61
Q 75 105 65 58
Tabla 3.
12 KV 16 KV 20 KV 24 KV
PROCESAMIENTO DE DATOS 1. Calcule el valor de R:
en las tablas 1, 2, 3, utilizando la ecuación (1)
Tabla 1.
12 KV 16 KV 20 KV 24 KV
F 0.41 0.51 0.52 0.58
q 89 112 86 71
F 0.4 0.5 0.58 0.6
q 72 62 72 73
Tabla 2.
12 KV 16 KV 20 KV 24 KV
8
Tabla 3.
12 KV 16 KV 20 KV 24 KV
F 0.40 0.5 0.6 0.61
q 75 105 65 58
2. en el sistema cartesiano dibuje las graficas de f contra distancias.
para cada una de las
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3. Como es la relación entre la fuerza y R: Su relación es directamente proporcional, ya que a medida que su fuerza aumenta también lo hace y viceversa. 4. Determine el valor de la pendiente de cada una de estas gráficas, y con este valor calcule el valor de en cada caso. R: Tabla 1
Tabla 2
Tabla 3
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5. Encuentre el valor promedio de con su incertidumbre. R:
| | |
| | |
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CONCLUSIONES
La fuerza eléctrica es directamente proporcional ala carga al cuadrado
La materia contiene dos tipos de cagas eléctricas denominadas positivas y negativas
Cuando un cuerpo transfiere carga a otro, uno de los cuerpos queda con exceso de carga positiva y el otro, con exceso de carga negativa
En cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado, la carga total o neta no cambia.
Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen y los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.
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