informe nº1
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Informe Nº1 2012
CARGAS ELÉCTRICAS Y CUERPOS ELECTRIZADOS
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INTRODUCCIÓN
Un cuerpo puede ser cargado sin importar su tamaño, tal preposición es totalmente cierta, para cargar un cuerpo u objeto no necesariamente debe ser de tamaño atómico, luego de esto se puede dar paso a las diferentes formas como de cómo hacerlo, este aspecto es el que se desea desarrollar en este informe basado en las experiencias realizadas en el laboratorio además de los conceptos estudiados los cuales serán expuesto en una parte posterior del informe.
Este trabajo es realizado por alumnos de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos los cuales pertenecen al curso de electromagnetismo, en tal asignación se ha propuesto el estudio de los fenómenos eléctricos que se presentan con más frecuencia de lo que se cree y son parte fundamental de la actual vida que llevamos, al punto que se podría decir que gran parte de la tecnología que se ha desarrollado y la que está en proceso de creación están basadas en los fenómenos eléctricos y por ende estos modifican toda nuestra vida. La importancia de los distintos fenómenos por llamar de alguna forma a las propiedades pertenecientes al mundo eléctrico hace necesario el estudio del mismo.
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OBJETIVOS
1.- Comprobar experimentalmente la existencia de una de las propiedades de la materia llamada carga eléctrica.
2.- Experimentar con la electrificación de los cuerpos mediante loas diversas formas.
3.- Verificar la interacción electrostática entre cargas de igual signo y de signos opuestos.
4.- Conocer el funcionamiento y los principios físicos de un generador electrostático-máquina de Wimshurst y la máquina de Van de Graff.
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MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO
El Equipo de electrostática U8491500 consta de un tablero de destellos, cubierta de electrodos esféricos, rueda con punta, barra de fricción de plástico, con clavijero de 4 mm, soporte de depósito, rodamiento de agujas con clavija de conexión , soporte con gancho para péndulo doble de bolitas de sauco, clavija de conexión en pantalla de seda en varilla, trozos de médula de saúco, tablero de base en clavija de conexión y carril de rodamiento con bolas, cadenas de conexión, esfera conductora de 30 mm de diámetro, con clavija de conexión, cubierta con electrodos de punta, pie de soporte, varilla de soporte, aislada, con manguitos de soporte y de conexión y juego de campanas.
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Péndulos de tecnoport.
Electroscopio.
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Barras de acetato y vinilita.
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Máquina de Wimshurts modelo U15310.
Máquina de Van de Graft.
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FUNDAMENTOS TEORICOS
Se atribuye a Thales de Mileto (640-548 A.C) haber observado que un trozo de ámbar frotado con un paño o una piel adquiere la propiedad de atraer cuerpos livianos. W. Gilbert (1540-1603) comprobó que no solo el ámbar al ser frotado atraía cuerpos ligeros, sino también lo hacían muchos otros cuerpos como la ebonita, el vidrio, la resina, el azufre, etc. Cuando sucede esto se dice que el cuerpo ha sido electrizado por frotamiento. Aceptamos que ha aparecido en ellos una “cantidad de electricidad” o una cierta carga eléctrica que es la causante de las atracciones, o repulsiones entre ellas.
Existen dos tipos de cargas eléctricas. Se comprueba experimentalmente que cuerpos con cargas de igual tipo se repelen, mientras que los de tipo distinto se atraen. Los dos tipos de cargas
eléctricas existentes son denominados cargas positivas y cargas negativas. A un cuerpo que no esté cargado eléctricamente se le denomina cuerpo electrostáticamente neutro, en este caso decimos que tiene igual número de cargas de ambos tipos.
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Generador Electrostático (Maquina de Wimshurst)
La máquina de Wimshurst es un generador electrostático de alto voltaje desarrollado entre 1880 y 1883 por el inventor británico James Wimshurst (1832-1903). Tiene un aspecto distintivo con dos grandes discos a contra-rotación (giran en sentidos opuestos) montados en un plano vertical, dos barras cruzadas con cepillos metálicos, y dos esferas de metal separadas por una distancia donde saltan las chispas. Se basa en el efecto triboeléctrico, en el que se acumulan cargas cuando dos materiales distintos se frotan entre sí.
Descripción y datos técnicos:
El generador electrostático consta de dos discos de cristal acrílico, de igual tamaño, montados sobre un eje horizontal, paralelamente y con escasa distancia entre sí. El accionamiento de los discos se realiza independientemente el uno del otro, por medio de correas de accionamiento, a través de poleas y una manivela. Una correa se desplaza de manera cruzada, por lo cual los discos giran en sentido opuesto. La cara externa de los discos está ocupada circularmente por hojas de estaño. Frente a cada disco, se ha fijado un conductor transversal, girable, con dos pinceles de metal, que frotan las hojas de estaño.
Para la toma de corriente se emplean dos escobillas fijadas a un estribo, en el extremo del listón de aislamiento. La distancia entre las escobillas y los discos es regulable y debe ser de algunos milímetros. Éstas se encuentran conectadas con las barras de electrodos, cuyos extremos tienen forma de doble esfera y entre las que se efectúa la descarga de chispas.
Diámetro de los discos: 310 mmLongitud de chispa: 120 mm (máximo)Dimensiones: 360 mm x290 x450 mmCorriente de cortocircuito: 30 µA (aproximadamente)
Funcionamiento:
La teoría de esta máquina es algo compleja, consistiendo lo fundamental en que al girar por el manubrio los discos en sentido opuesto el uno del otro, el roce de los sectores con las escobillas produce por inducción en éstas una carga inicial a expensas de la cual, y por inducción, se electrizan los discos con electricidad de nombre contrario en las dos mitades de cada disco, y en cada sector del uno y el correspondiente del
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otro: de este modo mantenidas las cargas contrarias en cada sector y su opuesto, que marchan en sentido inverso, al pasar por los peines atrae, para su neutralización, la electricidad de nombre contrario, y los conductores quedan así cargados, el uno con electricidad positiva y el otro con negativa, con lo cual se recoge el fluido de signos contrarios en cada peine colector, pasando a las escobillas, entre las que se hace saltar la chispa en la descarga.
Generador Electrostático: Maquina De Van De Graff
Van de Graff inventó el generador que lleva su nombre en 1931, con el propósito de producir una diferencia de potencial muy alta (del orden de 20 millones de volts) para acelerar partículas cargadas que se hacían chocar contra blancos fijos. Los resultados de las colisiones nos informan de las características de los núcleos del material que constituye el blanco.
El generador de Van de Graff es un generador de corriente constante, mientas que la batería es un generador de voltaje constante,
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lo que cambia es la intensidad dependiendo que los aparatos que se conectan.
El generador de Van de Graff es muy simple, consta de un motor, dos poleas, una correa o cinta, dos peines o terminales hechos de finos hilos de cobre y una esfera hueca donde se acumula la carga transportada por la cinta.
En la figura, se muestra un esquema del generador de Van de Graff. Un conductor metálico hueco A de forma aproximadamente esférica, está sostenido por soportes aislantes de plástico, atornillados en un pié metálico C conectado a tierra. Una correa o cinta de goma (no conductora) D se mueve entre dos poleas E y F. La polea F se acciona mediante un motor eléctrico. Dos peines G y H están hechos de hilos conductores muy finos, están situados a la altura del eje de las poleas. Las puntas de los peines están muy próximas pero no tocan a la cinta.La rama izquierda de la cinta transportadora se mueve hacia arriba, transporta un flujo continuo de carga positiva hacia el conductor hueco A. Al llegar a G y debido a la propiedad de las puntas se crea un campo lo suficientemente intenso para ionizar el aire situado entre la punta G y la cinta. El aire ionizado proporciona el medio para que la carga pase de la cinta a la punta G y a continuación, al conductor hueco A, debido a la propiedad de las cargas que se introducen en el interior de un conductor hueco (cubeta de Faraday). Funcionamiento del generador de Van de Graff
Hemos estudiado cualitativamente como se produce la electricidad estática, cuando se ponen en contacto dos materiales no conductores. Ahora explicaremos como adquiere la cinta la carga que transporta hasta el terminal esférico.
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En primer lugar, se electrifica la superficie de la polea inferior F debido a que la superficie de la polea y la cinta están hechas de materiales diferentes. La cinta y la superficie del rodillo adquieren cargas iguales y de signo contrario.
Sin embargo, la densidad de carga es mucho mayor en la superficie de la polea que en la cinta, ya que las cargas se extienden por una superficie mucho mayor.
Supongamos que hemos elegido los materiales de la cinta y de la superficie del rodillo de modo que la cinta adquiera una carga negativa y la superficie de la polea una carga positiva, tal como se ve en la figura.
Si una aguja metálica se coloca cerca de la superficie de la cinta, a la altura de su eje. Se produce un intenso campo eléctrico entre la punta de la aguja y la superficie de la polea. Las moléculas de aire en el espacio entre ambos elementos se ionizan, creando un puente conductor por el que circulan las cargas desde la punta metálica hacia la cinta.
Las cargas negativas son atraídas hacia la superficie de la polea, pero en medio del camino se encuentra la cinta, y se depositan en su superficie, cancelando parcialmente la carga positiva de la polea. Pero la cinta se mueve hacia arriba, y el proceso comienza de nuevo.
La polea superior E actúa en sentido contrario a la inferior F. No puede estar cargada positivamente. Tendrá que tener una carga negativa o ser neutra (una polea cuya superficie es metálica).
Existe la posibilidad de cambiar la polaridad de las cargas que transporta la cinta cambiando los materiales de la polea inferior y de la cinta. Si la cinta está hecha de goma, y la polea inferior está hecha de nylon cubierto con una capa de plástico, en la polea se crea una carga negativa y en la goma positiva. La cinta transporta hacia arriba la carga positiva. Esta carga como ya se ha explicado, pasa a la superficie del conductor hueco.
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Si se usa un material neutro en la polea superior E la cinta no transporta cargas hacia abajo. Si se usa nylon en la polea superior, la cinta transporta carga negativa hacia abajo, esta carga viene del conductor hueco. De este modo, la cinta carga positivamente el conductor hueco tanto en su movimiento ascendente como descendente.
PROCEDIMIENTOS
1.- Ubique en la mesa de trabajo en la posición más adecuada la Maquina de Wimshurts y de Van de Graft.
2.- Experimente la interacción entre las barras cargadas y la esfera de tecnoport que está suspendida en el péndulo eléctrico.
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Máquina de Wimshurts
3.- Identifique las partes de las maquinas electrostáticas.
4.- Gire lentamente la manivela en sentido horaria, los conductores transversales deben señalar, por arriba, hacia la izquierda y, por debajo, hacia la derecha, en un ángulo de 45, en relación con la barra de aislamiento.
5.- Mantenga el interruptor, anote lo observado.
6.- Ahora cierre el interruptor, anota lo observado.
7.- Conecte las botellas de Leyden, anote lo observado. Los pasos 5,6 y 7 se efectúa girando las manivelas del equipo.
8.- Determine la polaridad del generador electrostático por medio de un electroscopio. Este último se carga con un electrodo y se toca luego con una barra de plástico previamente frotada con lana, anote el signo de la carga.
9.- Ahora acerque una lámpara de fluorescente y anote lo observado, identifique la polaridad de la lámpara.
10.- Descarga de punta (figura -04); colocar la rueda de punta sobre el rodamiento de agujas en el soporte, conectar la fuente de carga y transmitir la carga, anote lo observado.
11.- Péndulo Doble (figura-05); colocar un péndulo de bolitas de sauco en soporte con gancho, conectar a la fuente de carga y transmitir un carga a través de esta, anote lo observado.
12.- Clavija de conexión en pantalla de seda;(figura-06) colocar la clavija de conexión en pantalla de seda sobre el soporte, conectar a las fuentes de carga y acrecentar lentamente la carga aplicada, anote lo observado.
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13.- Juego de campanas; (figura -07) colocar sobre el juego de campanas, conectar a la fuente de carga aumentar lentamente la carga suministrada, anote lo observado.
14.- Tablero de Destellos; (figura-08) colocar el tablero de destellos en el soporte, conectar las fuentes de carga y aumentar lentamente el volumen de la carga suministrada, anote lo observado.
15.- Danza Eléctrica; (figura-09) colocar el tablero de base sobre el soporte, colocar sobre bolitas de sauco de 5 a 8 unidades, y poner encima de la cubierta con electrodos esféricos invertida, conectar la fuente de carga y aumentar lentamente la cantidad de carga suministrada, anote lo observado.
16.- Aparato fumívoro; (figura-10) colocar el tablero de base sobre el soporte, invertir sobre este la cubierta con electrodos de punta y conectar la fuente de carga. Hacer penetrar en la cubierta el humo de un cigarro o de una vela de humo, anote lo observado.
17.- Carril de rodamiento con bolas; (figura-11) colocar sobre el soporte la placa de base, y el carril de rodamiento de bolas. Al hacerlo, asegúrese de que la distancia del carril de rodamiento con bolas no caigan hacia un lado. Coloca la bola, limpia y seca, sobre la placa de base de tal manera que entre en contacto con el canto del electrodo esférico superior. Conectar la fuente de alimentación y suministrar lentamente la carga, anote lo observado.
Máquina de Van Der Graff
18.- Conecte la máquina de van der Graff, a la fuente de 250V de C.A. Tenga cuidado, si tiene dudas consulte al profesor.
19.- Una vez encendido, la faja vertical comenzará a girar, identifique el signo de las carga de la esfera, con la ayuda de un electroscopio, anote lo observado.
20.- Utilice los dispositivos efectuados en los procesos del 9 al 17, anote lo observado.
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21.- Acerque el electroscopio lentamente a la esfera y anote el máximo valor del ángulo que se desvía las hojuelas.
Péndulo Eléctrico
1.- Acerque cualquiera de las barras, sin frotarla, a la esfera de tecnoport que está suspendida en el péndulo eléctrico como muestra la ilustración. Anote lo observado.
2.- Frote la barra de acetato con el paño de seda, luego acérquela a la esfera de tecnoport. Repita a operación frotando la barra de vinilito. Anote sus observaciones.
3.- Ponga frente a frente dos esferas de tecnoport suspendida en los péndulos eléctricos. A continuación frote la barra de vinilito con el paño de lana, luego toque a la esfera 1 y a la esfera 2. Anote sus observaciones.
4.- Frote nuevamente la barra de acetato con el paño de seda y la barra de vinilito con el paño de lana y toque la esfera 1 con la barra de acetato y a la esfera 2 con la barra de vinilito. Anote sus observaciones.
5.- Asigne el nombre que usted desee a las cargas eléctricas obtenidas en los pasos 3 y 4.
6.- Frote nuevamente la barra de acetato con el paño de seda, luego toque la esfera 1 y la esfera2. Anote sus observaciones.
7.- Frote nuevamente la barra de vinilito con el paño de lana, luego acérquela a la esfera 1 y esfera 2. Anote sus observaciones.
8.- Acerque sin tocar la barra de acetato a la esfera 1, simultáneamente acerque sin tocar, la barra de vinilito a la esfera 2 .Anote sus observaciones.
9.- La ilustración 3 nos muestra un electroscopio, aparato que nos permite observar si un cuerpo electrizado o no lo está. Acerque la
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barra de acetato previamente frotada con el paño de seda a la esfera metálica del electroscopio. Anote sus observaciones.
10.- Manteniendo cerca de la esfera metálica la barra de acetato, coloque un dedo de su mano sobre la esfera. Anote sus observaciones.
11.- Manteniendo cerca de la esfera metálica la barra de acetato, retire el dedo que había colocado sobre ella. Anote sus absorciones.
12.- Retire la barra de acetato de la vecindad de la esfera metálica. Anote sus observaciones.
13.- Repita los pasos 7, 8, 9 y 10 con la barra de vinilito que ha sido previamente frotada con el paño de lana.
CUESTIONARIO
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1.- ¿Cómo puede usted determinar el signo de las cargas de las esferas de tecnoport? Explique.
Como el ser humano está en contacto con la tierra obtiene carga negativa por lo que al ponerse en contacto con el péndulo del tecnoport, el cuerpo atraerá o repelerá al tecnoport si la carga del tecnoport es positiva o negativa respectivamente.
Esto significa que como el cuerpo humano está cargado negativamente entonces el péndulo si está cargado positivamente será atraído por el cuerpo, puesto que necesita balancear su carga negativa y si tuviese carga negativa el dedo lo repelerá puesto que tienen la misma carga.
2.- En las experiencias efectuadas, ¿cómo podría aplicar el principio de superposición? Explique.
Podemos explicarla en la máquina de Vandergraff, pues se nota que es un objeto de dimensión apreciable, podríamos tomar un diferencial de carga para la esfera de la máquina de Vandergraff y la interacción con un cuerpo de dimensión despreciable de carga Q, entonces cada diferencial de carga interactúa con la carga q y la suma de todas las fuerzas obtenidas sería la fuerza ejercida entre la carga Q y la carga q. Aquí podríamos apreciar el principio de superposición.
3.- ¿Del experimento realizado, se puede deducir que tipo de carga se traslada de un cuerpo a otro?
En nuestra experiencia el tipo de carga que se traslada de un cuerpo a otro es negativa (paso de electrones).
4.- Enuncie los tipos de electrización, explique cada caso.
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Electrización por frotamiento
La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la explicación, desde la teoría atómica, del principio de conservación de la carga eléctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teoría sobre la base de observaciones sencillas.
Electrización por contacto
La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aun cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones.
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Electrización por inducción
La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.
5.- ¿Por qué el cuerpo humano es un buen conductor de la electricidad? Explique detalladamente.
Porqué casi el 70% del organismo consta de agua ionizada, un buen conductor de electricidad. De acuerdo con la electrofisiología, ciencia que estudia las reacciones que produce la corriente eléctrica, cada uno de los tejidos de nuestro cuerpo reacciona cuando una descarga circula por el organismo y los efectos biológicos dependen de su intensidad. Se ha descubierto que las partes más sensibles son la retina y el globo ocular, pues ante cualquier estímulo eléctrico producen una sensación luminosa. Le sigue la lengua, la cual manifiesta un sabor alcalino.
El aislamiento de la persona del suelo por usar suelas de material no conductor (goma, plástico) o estar situada sobre pavimento no conductor es la condición necesaria para que ésta pueda acumular cargas electrostáticas considerables.
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6.- En la ilustración 6 considere que la bola 1 tiene una carga Q y la bola 2 está descargada. Considere además que las colas tiene igual radio r. ¿Qué sucederá?
Así un "cuerpo neutro" (descargado), es atraído tanto si la carga Q es positiva como también negativa, porque la atracción funciona como diferencial de potencial eléctrico. Ejemplo: Supongamos que tienes un cuerpo neutro (igual cantidad de cargas positivas (+) y negativas (-)), y acercas uno cargado negativamente, con exceso de electrones, algunos de estos saltarán al neutro, para igualar su potencial, y ambos quedarán cargados negativamente, pero un poco menos, que el primero, porque habrá menor cantidad de cargas relativas, ahora se desparramaron en los dos cuerpos. Igualmente sucede en uno positivo (defecto de electrones).La carga de un cuerpo es relativa a otro, como diferencia potencial.
7.- Siguiendo con la ilustración 6, suponga que mediante algún deslizamiento del hilo la esfera 1, que contiene una carga Q, se pone en contacto con la esfera 2, que está descargada ¿Qué es lo que se observará? ¿Cuál será la carga que adquiere de la esfera 2?
Si la esfera 1 tuviera el doble de radio que la esfera 2, esta tendría más superficie, es decir la fuerza de atracción seria mayor que la fuerza producida por la carga del cuerpo neutro como es la otra esfera, formaría el desplazamiento angular, un ángulo de θ grados.
8.- Respecto a la pregunta 5, suponga ahora que la bola 1 tiene un radio 2r y la bola 2 un radio r. Si la bola 1, que contiene una carga Q, se pone en contacto con la bola 2, ¿Cuál será la carga que adquiere de la esfera 2?
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Cuando el cuerpo 1, negativo por ejemplo se aproxima a un conductor neutro2, algunos electrones libres de este se alejan del cuerpo 1, dejando iones positivos en la parte más próxima a la esfera 1. Así en el conductor 2 hay una separación de carga.
La fuerza de atracción es demasiado pequeña ya que la distancia es considerable. El desplazamiento sería muy pequeño.
9.- En un experimento de electrostática se observa que la distancia entre las esferas idénticas 1 y 2, inicialmente descargadas es de 12 cm, (ilustración 6), luego de trasmitirle la misma carga que a ambas esferas se separan hasta 16 cm ¿Cuál es el valor de esta carga, si la masa de cada una de ellas es de 5g y la longitud los hilos en los que están suspendidas las esferas es 30 cm?
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Graficamos el diagrama de cuerpo libre donde:T : tensiónm :masag : gravedadd :distancia(Longitud de lacuerda)∝: el anguloentre laubicacion inicial y final de las esferas
Sabemos:∑ Fy=0
Tcos∝=mg…………… .. (1 )
∑ Fx=0Tsen∝=F………………. (2 )
De laecuación(1) y (2)obtenemos :
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F=mg tan∝
De acuerdo con la ley de Coulomb:
F= k q2
L2
Reemplazando valores :d=0.30m; L=0.16m;m=5 x 10−3 kg ; g=9.8m /s2
q=√ Fx L2
K=√ mgtan∝ L2
k=√ 5 x10−3 x 9.8 tan (3.823 ) x0.162
9x 109
q=9.65 x 10−8 c
10.-Un objeto cargado positivamente se acerca a la esfera de un electroscopio y se observa que las laminillas se cierra; y cuando se sigue acercando, sin tocar la esfera, de pronto las hojuelas se abren. ¿qué tipo de carga tiene el electroscopio?
Al acercar el objeto las laminillas se cierran, pues está habiendo un acomodamiento de cargas, al acercar más el objeto a la esfera metálica del electroscopio sin llegar a tocarla estas laminillas se abren, pues ya hubo un mejor acomodamiento y la parte de la esfera del electroscopio está cargada positivamente parcialmente, por lo que en la parte inferior las laminillas se cargan negativamente parcialmente por lo que se rechazan. Entonces la carga del electroscopio es neutra solo hubo un reordenamiento de cargas que sumadas dan cero ya que es por inducción.
11.-¿Qué función cumple las botellas de Leyden en la máquina de Wimshurst, expliquen detalladamente.
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La botella de Leyden es un dispositivo eléctrico realizado con una botella de vidrio que permite almacenar cargas eléctricas. Históricamente la botella de Leyden fue el primer tipo de condensador.
La botella de Leyden es un dispositivo que permite almacenar cargas eléctricas comportándose como un condensador o capacitor. La varilla metálica y las hojas de estaño conforman la armadura interna. La armadura externa está constituida por la capa que cubre la botella. La misma botella actúa como un material dieléctrico (aislante) entre las dos capas del condensador. El nombre de condensador proviene de las ideas del siglo XIX sobre la naturaleza de la carga eléctrica que asimilaban ésta a un fluido que podía almacenarse tras su condensación en un dispositivo adecuado como la botella de Leyden.
Este es el principio por el cual, si un rayo cae por diferencia de potencial en un avión, este no sufrirá en su interior ningún tipo de descarga ni alteración eléctrica.
12.-Durante el uso del generador electrostático se percibe un olor característico, investigue a que se debe. Explique detalladamente.
En 1785 Martinus Van Marum sometió algunos gases a intensas descargas eléctricas generadas con la máquina electrostática. Entre ellos experimentó con oxígeno puro, cuyo volumen se redujo un 5% tras 15 minutos de exposición, y con aire atmosférico, que se redujo un 1,5% después de 30 minutos. Como el volumen de los gases siempre se reducía, dedujo que durante las descargas eléctricas tenían lugar reacciones químicas. Tras aquellos experimentos percibió un olor característico, único y punzante, alrededor del generador; van Marum se refirió al mismo como «el olor de la materia eléctrica». Este olor era producto de la formación de ozono, siendo el primero en describirlo científicamente.
No obstante, el término ozono fue acuñado posteriormente por Christian Schönbein en 1840,[ ]quien tras repetir los experimentos
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del neerlandés describió por vez primera sus principales propiedades químicas.
13.-Explique el poder de las puntas, y sus aplicaciones.
En Electrostática, el poder de las puntas está íntimamente relacionado con el concepto de la rigidez dieléctrica. Ésta es el mayor valor de campo eléctrico que puede aplicarse a un aislante sin que se vuelva conductor. Este fenómeno fue descubierto hace 200 años por Benjamín Franklin, al observar que un conductor con una porción puntiaguda en su superficie, descarga su carga eléctrica a través del aguzamiento y por lo tanto no se mantiene electrizado.
Actualmente se sabe que esto se produce debido que en un conductor electrizado tiende a acumular la carga en la región puntiaguda. La concentración de carga en una región casi plana es mucho menor que la acumulación de carga eléctrica en un saliente acentuado. Debido a esta distribución, el campo eléctrico de las puntas es mucho más intenso que el de las regiones planas. El valor de la rigidez dieléctrica del aire en la porción más aguzada será sobrepasado antes que en las otras regiones, y será por ello que el aire se volverá conductor y por allí escapará la carga del conductor.
14.-MENCIONA AL MENOS 5 APLICACIONES DEL EQUIPO DE VANDER GRAFT
El generador del Van der Graff es un generador de corriente constante, mientras que la batería es un generador de voltaje constante, lo que cambia es la intensidad dependiendo que los aparatos que se conectan.
Producción de Rayos X
Esterilización de los alimentos
Experimentos de física de partículas y física nuclear.
Comprender los principios de cargas eléctricas.
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CONCLUSIONES
Se pudo demostrar experimentalmente que cargas iguales se repelen y cargas distintas se atraen.
Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).
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Finalmente, se realizaron con éxito los objetivos propuestos,
terminada la experiencia se reconoce y comprende claramente los tres métodos para cargar un objeto, fricción, inducción y contacto. Esta experiencia abre la mente al estudiante para identificar y entender estos procesos que hacen parte de nuestro diario vivir, nos parece interesante haber estudiado estos fenómenos invisibles pero fundamentales que rigen severamente las leyes físicas de nuestro universo. Obviamente, esto solo es un incentivo para atreverse a profundizar en los campos de la física eléctrica.
BIBLIOGRAFÍA
[1] SEARS, Francis W. ZEMANSKY, Mark W, YOUNG; Hugh D; FREEDMAN, Roger A; Física universitaria con física moderna. Duodécima edición, México: Pearson Educación 2008
[2] www.wikipedia.com
[3] PAUL TIPLER Volumen 2
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[4] Electromagnetismo de SADIKU
[5]Fundamentos de Electromagnetismo, Cheng Finney, Volumen I (Paris- Francia)
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