1.1. física ii - u1c1!.pdf

Miguel Ángel Aroca Cervantes

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• UNIDAD 1: ELECTROSTÁTICA.

– Carga Eléctrica.

– Ley de Coulomb.

– Campo Eléctrico.

– Ley de Gauss.

– Carga y Campo en la Superficies de los Conductores.

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Se colocan tres objetos, muy cerca uno del otro, dos al mismo tiempo. Cuando se juntan los objetos A y B, se repelan. Cuando se acercan los objetos B y C, se repelan. De los siguientes enunciados, ¿cuál es verdadero?

a) Los objetos A y C tienen cargas del mismo signo.

b) Los objetos A y C poseen cargas de signos opuestos.

c) Los tres objetos tienen cargas del mismo signo.

d) Uno de los objetos es neutro.

e) Es necesario llevar a cabo experimentos adicionales para determinar los signos de las cargas.

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Los protones y los neutrones en un átomoforman el núcleo, pequeño y muy denso.Los electrones rodean al núcleo y semantienen dentro del átomo gracias afuerzas eléctricas de atracción que seextienden hasta ellos, desde el núcleo concarga positiva. (Los protones y losneutrones permanecen dentro del núcleoestable de los átomos, debido al efecto deatracción de la fuerza nuclear fuerte)

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Propiedad de las partículas que componen la materia.

La unidad de carga elemental se representa con la letra e.

donde C significa Coulomb.

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e 1.601019C

Mientras que la carga fundamental o elemental se representa con la letraq, tal que:

Una carga eléctrica Q se compone de una o más cargas fundamentales,tal que:

donde N es cualquier número entero.

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q1e

NqQ

• Partículas cargadas eléctricamente

– Protón: partícula de carga elemental positiva

– Electrón: partícula de carga elemental negativa

• Partículas neutrales.

– Neutrón: partícula que no tiene carga.

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Partícula Carga (C) Masa (Kg)

Electrón(e) –1.60 x 10-19 9,11 x 10-31

Protón (p) +1.60 x 10-19 1,673 x 10-27

Neutrón (n) 0 1,675 x 10-27

1. Tipos de cargas: positiva y negativa, (cargas diferentes seatraen y cargas iguales se repelen).

2. La carga se conserva (principio de conservación de lacarga).

3. La carga está cuantizada.

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Conservación de la cargaSe debe a la transferencia de carga (Un cuerpo gana cierta cantidad decarga negativa mientras que el otro gana la misma cantidad de cargapositiva). Se considera que el principio de conservación de la carga esuna ley universal.

Cuantización de la cargaToda cantidad observable de carga eléctrica siempre es un múltiplo

entero o fracciones de magnitud de la unidad fundamental de carga

e.

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4. La misma cantidad de cargas positivas y negativas, le da ala materia un carácter neutral.

5. Un desbalance de carga, en cantidad o distribución, le da ala materia un carácter eléctrico.

6. Un cuerpo electrizado, recibe la cantidad de electricidadque cede el otro.

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Se colocan tres objetos, muy cerca uno del otro, dos al mismo tiempo. Cuando se juntan los objetos A y B, se repelan. Cuando se acercan los objetos B y C, se repelan. De los siguientes enunciados, ¿cuál es verdadero?

a) Los objetos A y C tienen cargas del mismo signo.

b) Los objetos A y C poseen cargas de signos opuestos.

c) Los tres objetos tienen cargas del mismo signo.

d) Uno de los objetos es neutro.

e) Es necesario llevar a cabo experimentos adicionales para determinar los signos de las cargas.

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V

V

V

F

F

a) Estrictamente hablando, ¿la varilla de plástico de la figura anterior pesamás, menos o lo mismo después de frotarla con la piel?

R/ Mas ya que adquiere mas electrones

b) ¿Y la varilla de vidrio una vez que se frota con seda?

R/ Menos ya que pierde electrones

c) ¿Qué pasa con la piel

R/ Menos ya que pierde electrones

d) ¿Qué pasa con la seda?

R/ Mas ya que adquiere mas electrones

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¿Cuál es la carga neta de un átomo que tiene dos protones (2q+), dos neutrones, y un electrón (1q-)?

Respuesta:

La carga del protón y del electrón son de igual magnitud, pero opuestas en signo, por lo tanto tenemos que la carga neta será:

(2q+) + (1q-) = 2(1.60 x 10-19) + (-1.60 x 10-19)

= 1.60 x 10-19C

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1. ¿En una carga de -800 x 10-19C cuántos electrones hay ?

R/ En -800 x 10-19 C hay (-800 x 10-19 C)/(-1.60 x 10-19 C/e) = 500 electrones.

2. ¿Cuántos protones le faltan a una persona que de pronto adquiere una carga neta de -5e?.

R/ Las personas son materia neutral, por tanto si adquiere -5e de carga le faltan 5e; es decir, cinco protones.

3. ¿Podrán dos electrones estar en el mismo lugar a la misma vez? Explique.

R/ No pueden estar en el mismo sitio a la misma vez, ya que las cargas iguales se repelen.

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