Electrostatica

TITULO: Estudio de la Teoría Electrostática.

INTRODUCCIÓN

Es un hecho muy familiar entre nosotros, que cuando un peine de plástico o un bolígrafo son frotados con un paño de lana, aquellos adquieren la propiedad de atraer cuerpos muy livianos tales como trocitos de papel, de corcho o partículas de polvo. Estos mismos fenómenos pueden observarse si se usa una varilla de vidrio o de ebonita. Estos fenómenos no son nuevos, puesto que desde la antigüedad han sido conocidos, iniciándose desde la época del filósofo Thales de Mileto aproximadamente en el siglo V a. C. El observó, que el ámbar al ser frotado con un paño seco adquiría la propiedad de atraer cuerpos ligeros.

Más tarde William Gilbert (1544-1603) descubrió que otros cuerpos como el vidrio también eran capaces de adquirir la misma propiedad. A la propiedad que adquirían ciertos cuerpos en atraer cuerpos ligeros cuando eran frotados convenientemente se le llamó electricidad por frotamiento, diciéndose que dichos cuerpos están electrizados.

Para hacer el estudio de estas interacciones se puede hacer uso del péndulo eléctrico, y el electroscopio. El primero consiste en una pequeña esfera de médula de saúco, corcho o anime colgando de un hilo de seda y el segundo es un dispositivo que tiene como función detectar la presencia de carga en un cuerpo.

Cuando en una región del espacio se localiza un cuerpo cargado eléctricamente, se dice que las propiedades de ese espacio están modificadas, pues dicho espacio adquiere la propiedad de ejercer una fuerza sobre cualquier cuerpo localizado en ese espacio. Esa propiedad de la cual hemos hablado no es más que el campo eléctrico el cual puede definirse diciendo: Es el espacio dentro del cual la carga que crea el campo es capaz de actuar sobre otra, atrayéndola o repeliéndola.

Responde en tu cuaderno las siguientes preguntas en un ensayo libre:

1. ¿Por qué se dice que un átomo es eléctricamente neutro?

2. ¿Cuándo un cuerpo queda con carga negativa?

3. ¿Cuándo un cuerpo queda con carga positiva?

4. ¿Qué función tiene el recipiente de vidrio en el electroscopio?

5. Escribe la diferencia entre los conductores, aisladores y semiconductores.

6. Explica por qué al frotar un cuerpo conductor con otro ambos se cargan.

7. Explica en qué consiste la carga por inducción.

8. Explica cómo cargas un electroscopio con carga positiva:

a. Por contacto

b. Por inducción.

9. Explica cómo cargas un electroscopio con carga negativa:

Profesor: Julio C. Barreto G. 2 Escuela: 73

a. Por contacto

b. Por inducción.

10. Escribe las comparaciones entre la Ley de Coulomb y la Ley de Gravitación Universal en cuanto a los siguientes aspectos:

a. Magnitud de la fuerza

b. Constantes

c. Distancia

d. Partículas

11. ¿Qué es una carga de prueba?

12. Escribe las diferencias entre un campo eléctrico y un campo gravitacional en cuanto a los siguientes aspectos:

a. Magnitud de la fuerza

b. Leyes que las rigen

13. Haz un diagrama representativo de la fuerza que actúa sobre una carga de prueba en cada uno de los siguientes casos:

a. Cuando la carga puntual es positiva

b. Cuando la carga puntual es negativa

14. Haz el diagrama de las líneas de fuerza para:

a. Una carga positiva.

b. Una carga negativa.

c. Dos cargas positivas.

d. Dos cargas negativas.

e. Una carga positiva frente a una carga negativa.

15. Escribe la ecuación para calcular la magnitud del campo eléctrico en un punto.

16. Escribe la ecuación para calcular la magnitud del campo eléctrico originado por una carga puntual en un punto.

Construcción de un electroscopio

 Como ya conocemos, un electroscopio está constituido por un frasco de vidrio con un tapón de corcho o goma. Este está atravesado por una varilla metálica que lleva en su parte inferior das bojas de metal delgado (oro o aluminio) y en su parte superior se ubica una esfera de metal igual que la varilla.

 Una esfera de anime

 Un tapón de goma o corcho.

 Un alambre de cobre.

 Un frasco de vidrio.

 Dos tiras de hoja de aluminio (papel de las cajas de cigarrillos).

Materiales para su construcción:

Profesor: Julio C. Barreto G. 3 Escuela: 73

NOTA: Las preguntas son todas las anteriores, si se realizan las siguientes se podrán tomar en cuanta posteriormente.

Observaciones:

Antes de dar inicio al conjunto a los experimentos electrostáticos debe tenerse el cuidado de que los objetos a utilizar estén bien limpios y secos, siendo esta una condición indispensable para que puedan ser electrizados.

En el caso de que dichos objetos no cumplan las condiciones mínimas de limpieza y secado se debe proceder a secarlos en cualquier dispositivo caliente (horno, lámpara encendida). En cuanto al ambiente se refiere, éste puede hacerse seco poniendo a funcionar un secador de pelo que sea capaz de expulsar aire caliente.

Desarrolla en tu cuaderno cada una de las siguientes actividades:

1. Suponte una barra A con carga negativa tocando a un cuerpo B en estado neutro:

a. Haz un diagrama que indique las cargas en los extremos del cuerpo B.

b. ¿Qué extremo de B es atraído por A y qué extremo es repelido?

2. Un cuerpo con carga negativa es acercado a una esferita de un péndulo eléctrico. Si la esferilla es atraída por el cuerpo:

a. ¿Cuál es el signo de la carga de la esferilla?

b. ¿A qué se debe la atracción?

3. Se da una afirmación y cuatro razones. Selecciona la razón correcta y explica por qué el resto

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