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Balanza de CoulombParte B
“Ley de Coulomb”, que dice:
“La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas, es directamente proporcional al producto de ellas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”
La expresión matemática de esta Ley es:
En donde:
F es la fuerza eléctrica con que se accionan las cargas.
q1 y q2 son las cargas eléctricas.
r es la distancia entre las cargas.
K es la constante de Coulomb, K= 8,98742*109 N.m2/ C2.
Parte B fuerza versus carga
- Con la separación de la esfera (R) se dejó en un valor constante (9cm en nuestro caso) cargar las
esferas a diferentes valores y medir la fuerza resultante. Mantener la carga constante en una
esfera y puede variar la carga en el otro.
Nota: la carga se varió utilizando el método siguiente:
- Si la fuente de alimentación es ajustable, simplemente cargar las esferas de deferentes potenciales
como 6, 5, 4, 3 Kv (nuestro caso), cuando la carga de las esferas deben estar siempre a su
máxima separación. La carga sobre la esfera es proporcional al potencial de carga.
Parte B:
En esta segunda parte de la práctica como ya mencionado anteriormente en los
procedimientos se trabajó con una distancia fija de 9 cm entre las esferas cargadas,
variando el potencial suministrado para cada esfera en el experimento.
Distancia R (m) Angulo θ (°) ∆ V (kV) ∆ V (V) Potencial (kV)
0.09
20 11 11000 6
16 11 11000 5
10 9 9000 4
11 8 8000 3
Capacitancia de la jaula de Faraday = 250 pF.
C = 2,5 x 10-10 F.
Así conociendo la capacitancia de la jaula de Faraday, y teniendo los valores de la
variación del potencial obtenidos en el laboratorio mediante medición, podemos calcular
la carga q, que posee la esfera, mediante la siguiente formula:
Obteniendo los siguientes valores, mostrados a continuación:
q q2 Angulo θ (°)
0,00000275 7,5625E-12 20
0,00000275 7,5625E-12 16
0,00000225 5,0625E-12 10
0,000002 4E-12 11
Gráfico: carga q2 (C) versus ángulo θ (°)
• En la segunda parte del experimento se concluyó que cuando mantenemos fija la distancia entre las esferas, en nuestro caso 9 cm y variamos el potencial suministrado a cada una de ellas, conociendo y utilizando la Capacitancia de la Jaula de Faraday que es igual a 250 pF.
• Obtenemos un comportamiento linear, entre la carga al cuadrado de las esferas “q2” (calculado) y el ángulo de torsión marcado experimentalmente por la Balanza de Coulomb.