Departamento de Física y ElectrónicaINFORME DE LABORATO-

RIO

ELECTROSTATICA Hilder Escobar Hernández, esteban Mendoza Rodríguez

Departamento de Física: Universidad de córdoba

ResumenEn este informe estudiaremos algunos tipos de electrización que se le aplicaron a unos cuerpos en el laboratorio, refiriéndonos a la electrostática. Para lo cual se observa los distintos comportamientos de dichos cuerpos cargados, el cual lo haces de manera diferente dependiendo la condición que tenga caga uno al momento de la carga. Cuando se observa que los cuerpos se repelen indica que poseen cargas iguales; mientras que los cuerpos cuando se atraen indican que las cargas son opuestas. A estos fenómenos se les llama repulsión y atracción respectivamente.Palabras claves: Electrostática, Repulsión, Atracción, Electrización.

Introducción

ELECTROSTATICACARGA ELECTRICA: Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, genera-dora de ellosUn cuerpo cualquiera está formado por moléculas y estas a su vez por átomos. Los átomos poseen básica-mente tres tipos de partículas, a decir: electrones, protones y neutrones. Se ha descubierto que los electrones y protones tienen carga eléctrica mientras que los neutrones no la poseen. A los electrones se le asignó la propiedad de tener o estar cargados negati-vamente y los protones carga positiva. Se dice, enton-ces, que un cuerpo está cargado negativamente si tiene un exceso de electrones y está cargado positiva-mente si tiene ausencia de electrones, es decir si tie-ne más protones que electrones.La carga eléctrica siempre se conserva, es decir cuan-do un cuerpo se frota contra otro, no se crea carga en el proceso. El estado electrificado se debe a una transferencia de carga de un cuerpo a otro, un cuerpo gana una cantidad igual de carga positiva y otra nega-tiva.

Hay dos tipos de cargas, con propiedad de que cargas diferentes se atraen unas a otras y cargas similares se rechazan entre sí.

ELECTRIZACION: Es el fenómeno por el cual los cuer-pos adquieren carga eléctrica. La electrización se debe a la transferencia de electrones de un cuerpo a otro. TIPOS DE ELECTRIZACION:

Electrización por frotamiento; se produce cuando se frotan materiales con distinta capacidad para retener electrones. Cuando este tipo de electrización ocurre, Cuando se frotan dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones igual al número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.

Electrización por contacto; se produce cuando se pone en contacto un cuerpo con otro previamente electrizado. En este caso ambos cuerpos quedan car-gados por cargas del mismo signo.

Electrización por inducción; es un tipo de electriza-ción que no precisa de contacto directo entre los ma-teriales. Se produce cuando se acerca un cuerpo car-

DILATACIÓN TERMICAClaudia Patricia Negrete Varela, Ana María PetroVillalba

gado eléctricamente a otro cuerpo neutro (que tiene el mismo número de cargas positivas que negativas). Entonces se produce una interacción eléctrica entre las cargas del objeto electrizado y las del cuerpo neu-tro, dando como resultado que la distribución de car-gas se altera pues el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en la parte más próxima del cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.

ELECTROSCOPIO: El electroscopio es un aparato que permite detectar la presencia de campos eléctricos en un cuerpo e identificar el signo de los mismos. Al acercar un objeto electrizado al electroscopio, la vari-lla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. Un electroscopio cargado pierde gra-dualmente su carga debido a la conductividad eléctri-ca del aire producida por su contenido en iones. EXPLICACION DEL FUNCIONAMIENTO:Un electroscopio es un dispositivo que permite detec-tar la presencia de un objeto cargado aprovechando el fenómeno de separación de cargas por inducción.Si acercamos un cuerpo desnudo cargado con carga positiva, por ejemplo un bolígrafo que ha sido frotado con un paño, las cargas negativas del conductor expe-rimentan una fuerza atractiva hacia el bolígrafo. Por esta razón se acumulan en la parte más cercana a éste. Por el contrario las cargas positivas del conduc-tor experimentan una fuerza de repulsión y por esto se acumulan en la parte más lejana al bolígrafo.Lo que ha ocurrido es que las cargas se han desplaza-do, pero la suma de cargas positivas es igual a la suma de cargas negativas. Por lo tanto la carga neta del conductor sigue siendo nula.

Montaje y procedimiento 1

Fig. 1 Montaje realizado para el experimento de las varillas de plástico.

RESULTADOS 1

VARILLA DE POLIPROPILENO (gris): Al frotar la varilla de polipropileno por un extremo con una hoja de papel áspera, y seca, se puede observar claramente que cuando se le acerca la punta del tubito de neón a la parte frotada de la varilla se genera una chispa o una lucecita de color amarilloso rojizo.VARILLA ACRILICA (transparente): ): Al frotar la vari-lla acrílica por un extremo con una hoja de papel ás-pera, y seca, se puede apreciar que cuando se le acerca la punta del tubito de neón a la parte frotada de la varilla se genera una chispa o una lucecita de color amarilloso rojizo poco visible.

Montaje y procedimiento 2Pon la grapa en el centro de una varilla de polipropi-leno, frotar enérgicamente una de sus mitades y cuél-gala del electroscopio. La varilla debe quedar perpen-dicularmente al pie del electroscopio y horizontal.

Fig. 2 montaje sobre las fuerzas que actúan sobre cuerpos cargados

1. Frotar también una mitad de la otra varilla de polipropileno energéticamente con el papel.

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ELECTROSTATICA

Aproximar el extremo frotado de esta varilla al extremo frotado de la que está colgada.

2. Repetir el experimento, pero la segunda vari-lla ahora es acrílica.

3. Pon la placa de policarbonato sobre la mesa, y la hoja de acetato encima de ella. Frotar la hoja de acetato con el papel. Levanta las dos juntas, y después separa la hoja de acetato. ¿Qué se observa?

4. Aproximar el extremo frotado de la varilla que está colgada primero a la placa de poli-carbonato, y después la hoja de acetato. Ob-serva la varilla.

RESULTADOS 2

Al aproximar la varilla de polipropileno frotada con el papel a la varilla de polipropileno colgada se observó que se repelen.

Al aproximar la varilla acrílica frotada fuertemente con el papel áspero a la varilla de polipropileno que colgaba se pudo apreciar que se atraían la una a la otra.

Al separar la placa de policarbonato y la hoja de ace-tato se observa que existe una atracción entre ambas; es decir tienden a pegarse, esto indican que una está cargada positivamente y la otra negativamente.

Al aproximar la placa de policarbonato se atrae con la varilla de polipropileno colgada en el electroscopio.

Al aproximar la hoja de acetato se repelen con la vari-lla de polipropileno colgada en el electroscopio.

Montaje y procedimiento 3

Fig. 3 Montajes realizados para observar lo que nos indica el electroscopio.

Colocar la aguja en el electroscopio. La aguja pasa por el orificio central y le eje queda en las muescas. Uno de los extremos de la aguja es más largo, por lo que es más pesado, ese extremo va hacia abajo. Si la aguja no queda vertical basculada, seguramente se ha colo-cado la parte más pesada hacia arriba. Dale la vuelta la aguja debe quedar libre y vertical. La aguja está fabricada con una chapa muy fina y es muy fácil que se doble.

1. Frotar enérgicamente la varilla de polipropileno con el papel, y pasa el extremo cargado por encima del electroscopio, girando la varilla longitudinalmen-te.2. Pon la mano en el electroscopio. Observando otra vez la aguja.3. Frotar con el papel la varilla acrílica y proceder como el procedimiento 1.4. Pon otra vez la mano en el electroscopio. Frota la varilla de polipropileno y pásala por encima del elec-troscopio. Frota después la varilla acrílica y pásala igualmente por encima del electroscopio. Repetir el proceso otra vez con la varilla acrílica.

RESULTADO 3

1. se observa que cuando se va jalando la varilla de polipropileno frotada con el papel hacia adelante la aguja del electroscopio se mueve hacia adelante también.

DILATACIÓN TERMICAClaudia Patricia Negrete Varela, Ana María PetroVillalba

2. No sucede nada, se neutralizan las cargas.

3. Al acercar la varilla acrílica atrae la aguja.

4. se observa que cuando se va jalando la varilla de acrílico frotada con el papel hacia adelante la aguja del electroscopio se mueve hacia adelante también.

5. Al colocar las placas hubo una pequeña atrac-ción y al retirar la placa de acetato y quedar solo con la placa de policarbonato hay más atracción de la aguja, mientras que con la placa de acetato se repela. Al invertir las pla-cas se observa que con las dos la atracción es mínima, en cambio cuando se retira la placa de polipropileno la atracción es mayor.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. ¿QUÉ PODEMOS DESMOSTAR FROTANDO VARI-LLAS DE PLASTICO?2. ¿QUE FUERZAS ACTUAN SOBRE CUERPOS CARGA-

DOS?Un cuerpo cualquiera está formado por moléculas y átomos. Los átomos poseen básicamente, tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones. Estos poseen propiedades eléctricas mientras que los neu-trones no la poseen. Se dice entonces que un cuerpo está cargado negativamente si tiene un exceso de electrones y está cargado positivamente si tiene una ausencia de electrones, es decir si tiene más protones que electrones.En este caso, Las clases de carga que se pueden ob-servar en la hoja de acetato y la placa de policarbona-to son opuestas, ya que al frotar estos dos objetos se apreciaba una fuerza de atracción entre los dos, entre

la varilla de polipropileno frotada con el papel son iguales las cargas porque se repelen, entre varilla acrílica frotada fuertemente con el papel áspero a la varilla de polipropileno que colgaba se pudo apreciar que se atraían; en este caso poseen cargas diferentes y la placa de policarbonato se atrae con la varilla de polipropileno colgada en el electroscopio lo que indi-ca que poseen cargas desiguales.

3 ¿QUÉ ES LO QUE NOS INDICA UN ELECTROSCOPIO?Gracias a los procedimientos realizados se puede decr que la función del electroscopio es determinar si un cuerpo está cargado, ya que al acercar las dos varillas, la aguja se movió, sin importar que tipo de carga te-nían estas, en algunos casos, la aguja se movió más que en otros, esto demuestra que hay cuerpos con mayor carga.

Como bien sabemos, la función del electroscopio es determinar si un cuerpo está cargado, lo cual el movi-miento de la aguja se demuestra, ya que esta tiene la misma carga del electroscopio cuando este queda electrizado gracias a la varilla y por ende, se repele.Por otro lado Cuando la placa de policarbonato y la hoja de acetato están pegadas luego de ser frotadas, se encuentran en equilibrio electrostático, pero al despegar una de las dos, la que queda encima del electroscopio, queda cargada, lo cual hace que la aguja se mueva.

CONCLUSIÓN

Con esta práctica se pueden corroborar los principios más básicos de la electricidad, además se demuestra las nociones de las cargas positivas y negativas, sus características y comportamiento, y lo que puede indicar un electroscopio. Al frotarse varillas de plástico podemos demostrar que Los cuerpos se encuentran cargados eléctrica-mente, esto quiere decir que un cuerpo cualquiera está formado por moléculas y estas a su vez por áto-mos. Los átomos poseen básicamente tres tipos de

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partículas, a decir: electrones, protones que tiene carga eléctrica y los neutrones que no tiene carga. Los electrones están cargados negativamente y los proto-nes positivamente, ahora bien a estos se le atribuye que exista carga eléctrica puesto que si un cuerpo tiene más electrones entonces se dice q se encuentra cargados negativamente y si tiene más protones en-tonces se dirá que se encuentra cargado positivamen-te. Al frotarse dos cuerpos eléctricamente neutros, es decir el número de electrones es igual al número de protones, ambos se cargan, uno positivamente y otro negativamente. La carga eléctrica es transferible.Los cuerpos cuando están cargados con igual clase de carga existe una fuerza de repulsión; pero cuando se encuentran con cargas diferentes se atraen.Un electroscopio es un aparato que sire para detectar si un cuerpo esta electrizado.

REFERENCIAS Serway 5ta edición. Tomo II. https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el

%C3%A9ctrica http://es.wikipedia.org/wiki/Electroscopio https://rmsola.wikispaces.com/

file/view/Electricidad-1.pdf