EXPERIMENTO No. 2LEY DE COULOMB1. FUNDAMENTO TERICO LA CARGA ELCTRICALa carga elctrica es una propiedad que portan los constituyentes de los tomos (concretamente los electrones y protones) y la ley fundamental de la interaccin de dos cargas en reposo es la Ley de Coulomb. Esta ley de fuerza es tan fundamental como la de Gravitacin Universal y tiene la misma forma. Sin embargo, la fuerza que describe la Ley de Coulomb, puede ser de atraccin o repulsin, a diferencia de la Fuerza Gravitacional que solo es de atraccin.Si uno camina sobre una alfombra en tiempo seco, es probable que se produzca una chispa al tocar la perilla metlica de una puerta, o en das de tormenta elctrica presenciamos fuertes descargas elctricas. Estos fenmenos son evidencia de que un cuerpo adquiere carga en determinadas condiciones y que una manifestacin de la presencia de esa carga son justamente las chispas, (En el caso de las nubes cargadas los truenos, los relmpagos, el rayo, etc.).La neutralidad elctrica de la mayora de los objetos oculta el contenido de cantidades enormes de carga elctrica positiva o negativa, ya que se cancelan entre s sus efectos externos, cuando ste equilibrio se perturba la naturaleza nos revela los efectos de una carga positiva o negativa no compensada, esa carga no compensada se llama carga en exceso, y en general representa una pequesima fraccin de la carga total contenida en un cuerpo.FUERZAS ELCTRICASFuerzas Elctricas.- Estas fuerzas que se estudiarn en esta prctica son fundamentales y estn gobernadas por una ley similar a la Ley de Gravitacin Universal.Si dos cuerpos cualesquiera estn cargados elctricamente con cargas puntiformes, existe una fuerza elctrica entre ellos, y si las magnitudes de las cargas son q1 y q2 respectivamente, la fuerza vara en razn inversa al cuadrado de la distancia entre las cargas, segn predice la Ley de Coulomb:

Para cargas de signo diferentes esta ley es similar a la ley de gravitacin, pero para cargas de signos iguales la fuerza es repulsiva, el sentido se invierte.La fuerza est dirigida a lo largo de la lnea entre las dos cargas. La constante en la frmula depende por supuesto de las unidades que se utilicen para la fuerza, la carga y la distancia. Corrientemente la carga se mide en Coulomb, la distancia en metros y la fuerza en Newtons. Entonces toma el valor numrico de:

De donde la permitividad o del espacio vaco valdr:o = 8.85418781762 10-12 C2/N m2

2. OBJETIVOS.2.1. OBJETIVO GENERAL Verificar experimentalmente la Ley de Coulomb.2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS Calibrar la balanza de torsin. Determinar experimentalmente la fuerza elctrica. Determinar la permitividad del medio a travs de dos mtodos.Promedios.Ajuste lineal. Comparar ambos resultados con el valor de tablas.

3. Diagrama de instalacin.

4. Equipo y material utilizado.

Una balanza de torsin Un flexmetro Dos esferas aisladas Dos cables de conexin Dos recipientes Una esptula Un extensor de corriente Un generador de Van der Graaf Una lmpara Dos bases Una varilla de torsin Un sensor de carga Un sensor de fuerza Un equipo de sensor de datos

5. Descripcin de la prctica.

Medir la longitud de la barra y la masa atraves de un sensor de fuerza. Encontrar el momento de inercia La varilla en la balansa de torsin Encontrar la constante de recuperacin Montar las esferas y verificar que esten bien alineadas Medir el brazo de torsin Establecer la separacin entre las esferas Cargar el generador de Van der Graaf Asignar carga a esferas y medir datos

6. Tabulacin de datos.

6.1. Determinacin del momento de inercia.

NMasa(Kg)Longitud(m)Inercia(Kg m2)

1.-0,05450,242,616*10-4

6.2. Determinacin de la constante de recuperacin

NPeriodo(seg)K= Cte de recuperacin(N*m)

13,817,114*10-4

23,827,077*10-4

33,847,004*10-4

43,617,925*10-4

53,767,305*10-4

Prom3,7727,271*10-4

6.3. Evaluacin de la permitividad

X (m)L (m)q1(C )q2(C )r(m)K(N*m)(rad)F(N)(C^2/Nm^2)d(m)

0,85

4,052,75*10-92,75*10-90.032

7,271*10-40,1056,639*10-42,833*10-14

0,115

0,143,42*10-93,42*10-90.0310,01731,094*10-41,775*10-13

0,153,88*10-93,88*10-90.0330,01851,170*10-41,559*10-13

Promedio 2,968*10-41,206*10-13

7. Clculos.

I= 2,616 E-4 (Kg m2)

De la misma forma se procedi para calcular los dems valores de K tabulados en la tabla 6.3

De la misma forma se procedi para calcular los dems valores de tabulados en la tabla 6.3

De la misma forma se procedi para calcular los dems valores de tabulados en la tabla 6.3

(C2/Nm2)De la misma forma se procedi para calcular los dems valores de tabulados en la tabla 6.3

8. Cuestionario.

1.- En el desarrollo de la prctica, cules cree que han sido las causas, desde el punto de vista experimental, para que los resultados no sean ms precisos?Rep.

Al realizar la prctica se observ lo siguiente: El mal manejo de los materiales. La falta de precisin y exactitud en la prctica. La falta de atencin y coordinacin de los compaeros.Estos factores influyeron bastante en los resultados obtenidos.

2.- Si la tierra tiene carga, Cul es esta y como podra medirla?Rep.

La tierra tiene carga negativa. Se puede medir esa carga con un sensor de carga.

3.- Cundo se considera que la carga es esttica?Rep.

Cuando hay una acumulacin de un exceso de carga elctrica en una zona con poca conductividad elctrica, un aislante, de manera que la acumulacin de la carga persisten.

4.- Puede una carga esttica ponerse en movimiento? Cmo se llama este fenmeno?Rep.

Una carga esttica si puede ponerse en movimiento. A este fenmeno se lo llama electrodinmica5.- Cmo cargara una esfera de 2cm de dimetro sin tocarla? Explique el procedimiento mediante un esquema.Rep.

6.- Indique las diferencias de estudiar la interaccin elctrica de dos cargas puntuales en los siguientes medios: dentro de un cuarto al vaco, dentro de un recipiente lleno de agua y en la luna. Justifique sus respuestas con datos y conceptos tericos, analticos y experimentales.Rep.

En el medio acuoso (medio dipolar) las interacciones electrostticas son mucho menos intensas que en un medio apolar (el vaco) esto debido a que, la constante dielctrica o permisividad E depende del medio, y es un parmetro que indica el grado de apantallamiento que sufre el campo elctrico en el medio en el cual se encuentran las cargas, en el vaco vale 1 en hidrocarburos aproximadamente 2, mientras que en el agua, y debido a su elevado momento dipolar la carga se apantalla rpidamente; la constante dielctrica tiene en este caso un valor de 78,5. En la luna segn teora esta constante tiene un valor 27, por lo tanto, llegamos a la conclusin de que la constante dielctrica en el vaco y es uno y en diferentes medio como ser la luna y el agua va aumentando.

9. Conclusiones.

Estudiando la ley de Coulomb experimentalmente no pudimos comprobar que la fuerza elctrica entre dos esferas cargadas que interactan es directamente proporcional al producto de las mismas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia existente entre los centros de las esferas, debido a que la condiciones en las que se realiz el experimento fueron muy malas, estas fueron por ejemplo, la temperatura del da en el que se realiz la prueba, las vibraciones que repercutan en el laboratorio situado en una planta superior al nivel del suelo, y tambin las ocasionadas por el elevado nmero de alumnos que se encontraban dentro de laboratorio, y que imprevistamente causaban vibraciones en la mesa donde se montaba el experimento.

Por otra parte, cabe resaltar que el montaje del equipo y su calibracin se realiz cuidadosa y satisfactoriamente, lo cual indica que el error se debi a condiciones externas.

A causa de los pocos datos que se tomaron, la confiabilidad de los resultados obtenidos es totalmente nula, ya que para un ajuste lineal se necesita por norma ms de 10 ensayos en un laboratorio de clase y ms de 20 para uno de estudios estrictamente cientficos, y en nuestro caso solo tuvimos 3. Por la misma razn tampoco se puedo comparar los resultados del ajuste lineal y promedio con el valor de tablas.

Tambin se logr determinar la permisividad en el vaco para distancias diferentes entre las esferas; tambin se cumpli con el objetivo de verificar la iteracin elctrica.

10. Bibliografa.

YOUNG, HUGH D. y ROGER A. FREEDMAN. Fsica universitaria, con fsica moderna volumen 2. Decimosegunda edicin PEARSON EDUCACIN, Mxico, 2009 http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Coulomb

UNIVERSIDAD MAYOR REAL Y PONTIFICIA DE SAN

FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA

FACULTAD DE TECNOLOGA

LABORATORIO DE FSICA 200

LEY DE COULOMB

GRUPO N3PRCTICA N 2INTEGRANTES:1.- Conde Morales Pamela2.- Dulon Porcel Jhoselin

3.- Edwin

4.- Velasquez Sanchez Ximena

Docente: Ing. Felix RodriguezFECHA DE REALIZACIN:13/04/2015FECHA DE PRESENTACIN20/04/2015

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