CARGA ELÉCTRICA

INTRODUCCION

La electrostática es la parte de la física que estudia este tipo de comportamiento de la materia. Se preocupa de la medida de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en los cuerpos y, en general, de los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo o con movimiento despreciable a efectos de que casi no se observan fenómenos magnéticos por parte de esas cargas.

Sir William Gilbert: En el siglo XVII, William Gilbert utilizó los estudios sistemáticos acerca de las características de los imanes. Observó que la máxima atracción ejercida por los imanes sobre trozos de hierro se realiza en las llamadas "polos de imán".

Coulomb ideó un método ingenioso para hallar como depende de su carga la fuerza ejercida por o sobre un cuerpo cargado. Para eso se basó en la hipótesis de que si un conductor esférico cargado se pone en contacto con un segundo conductor idéntico, inicialmente descargado, por razones de simetría la carga del primero se reparte por igual entre ambos. De este modo dispuso de un método para obtener cargas iguales a la mitad, la cuarta parte, etc., de cualquier carga dada.

La formación de estas dos regiones o polos de características eléctricas opuestas hace que a la electrización por influencia se la denomine también polarización eléctrica. A diferencia de la anterior este tipo de electrización es transitoria y dura mientras el cuerpo cargado se mantenga suficientemente próximo al neutro. Finalmente, un cuerpo puede ser electrizado por frotamiento con otro cuerpo, como aprecio Tales de Mileto en el siglo sexto antes de Cristo.

LA ELECTROESTÁTICA

Es la parte de la física que se ocupa del estudio de las propiedades y las acciones de las cargas eléctricas en reposo, este estudio ha sido producto de un desarrollo histórico que se describe a continuación:

Alrededor del 600 a. C. el filósofo griego Tales de Mileto descubrió que si frotaba un trozo de la resina vegetal fósil llamada ámbar, en griego electrón, este cuerpo adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos. Algo más tarde, otro griego, Teofrasto (310 a. C.), realizó un estudio de los diferentes materiales que eran capaces de producir fenómenos eléctricos y escribió el primer tratado sobre la electricidad.

Sir William Gilbert: En el siglo XVII, William Gilbert utilizó los estudios sistemáticos acerca de las características de los imanes. Observó que la máxima atracción ejercida por los imanes sobre trozos de hierro se realiza en las llamadas "polos de imán".

Gilbert esperaba que las fuerzas que mantienen a los planetas en movimiento alrededor del Sol fueran de origen magnético. Para estudiar este problema hizo unas esferas de magnetita y estudió la interacción de éstas con agujas de brújula puestas en diferentes direcciones y distancias.

Observó que en un punto de la esfera había un máximo de atracción de un extremo de la aguja y en el punto opuesto un máximo de atracción del otro extremo. En los distintos puntos de la superficie de la esfera, la aguja siempre se orientaba en una posición definida a lo largo de un círculo máximo que enlazaba las puntas de atracción máxima o polos magnéticos de la esfera.

Este comportamiento era similar al de las agujas de la brújula en los distintos puntos de la Tierra, y Gilbert concluyó que nuestro globo puede ser considerado como un imán gigantesco con sus polos situados cerca de los polos norte y sur geográficos.

El polo de la aguja magnética que queda orientado hacia el norte geográfico se denomina polo norte magnético del imán. El otro polo es el sur magnético.

El norte geográfico de la Tierra es un polo sur magnético debido a que atrae el polo norte de un imán y el polo sur geográfico es un polo norte magnético.

Charles Agustín Coulomb: desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargas son negativas o positivas.

Variación de la Fuerza de Coulomb en función de la distancia.

En la barra de la balanza, Coulomb colocó una pequeña esfera cargada y a continuación, a diferentes distancias, posicionó otra esfera también cargada. Luego midió la fuerza entre ellas observando el ángulo que giraba la barra.

Dichas mediciones permitieron determinar que:

• La fuerza de interacción entre dos cargas y duplica su magnitud si alguna de las cargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas: Y en consecuencia:

• Si la distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en un factor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar , la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:

Asociando ambas relaciones:

Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relación anterior en una igualdad:

ÁTOMO

Es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.

ESTRUCTURA DEL ÁTOMO:

 Protones:( carga positiva) los cuales tienen una carga electrónica positiva, están ubicados en el núcleo del átomo y son de una masa bastante grande comparada con los electrones.

 Neutrones: (carga neutra) se ubican en el núcleo del átomo, no presentando carga eléctrica, su masa es aproximadamente igual a la del protón.

Un átomo en estado neutro o eléctricamente neutro,

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