Fisica III Practica 1

ELECTRIZACIÓN DE LOS CUERPOS

OBJETIVO: El alumno:

Aprenderá a cargar eléctricamente los cuerpos, distinguiendo cada uno de los procedimientos que existen para electrizarlos: frotamiento, contacto e inducción.

Comprenderá el principio de la ley de conservación de la carga.

Analizará la atracción y repulsión entre cuerpos cargados.

Dado un cuerpo cargado eléctricamente, identificará el signo de su carga.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

La materia en su estado natural es eléctricamente neutra, es decir contiene cantidades iguales de “electricidad positiva” y “negativa”.

Cuando se frota una barra de vidrio con un paño de seda hay una transferencia neta de “algo” entre ambos objetos. Lo que se transfiere se conoce como electricidad o carga eléctrica y en el frotamiento, los objetos se electrizan o cargan eléctricamente, alterándose de esta forma la neutralidad eléctrica en ellos.

Como sabemos, los electrones pueden pasar de un cuerpo a otro cuando se ponen dos sustancias en contacto muy estrecho; es por ello que al frotar dos cuerpos, se pueden transferir muchos electrones de un objeto a otro. Cuando esto sucede, uno de los cuerpos tendrá un exceso de electrones, mientras que el otro sufrirá deficiencias de ellos. Así el primer objeto se habrá cargado negativamente, mientras que el otro estará cargado positivamente.

Una propiedad muy importante en relación a los procesos de carga eléctrica, es que esta carga siempre se conserva, por tanto en toda interacción o reacción, los valores iniciales y finales de la carga total deben ser los mismos. De donde se concluye que la carga eléctrica total antes de la interacción es igual a la que existe al final de la misma; esto resume en el enunciado: “la carga no se crea ni se destruye”. Este hecho se ilustra pictóricamente en la siguiente figura.

GENERACION DE CARGAS ELECTRICAS.

Las cargas eléctricas pueden ser transferidas de un objeto a otro durante el proceso de frotamiento, pero también existen otros medios de efectuar esta transferencia. Los objetos que se hallan cargados influyen sobre otros objetos no cargados, esta influencia puede ser manifestada de dos formas: por inducción y por contacto.

Entre las sustancias que se cargan más fácilmente al frotarlos se encuentras: vidrio, ámbar, baquelita, ceras, franelas, seda, etc... Estas sustancias presentan el comportamiento de los aislantes eléctricos típicos. Las sustancias metálicas son siempre buenos conductores de la electricidad.

Equipo y material a utilizar:

• Péndulo electrostático.

• Electroscopio.

• Esfera metálica con base aislante.

• Paño de seda.

• Barra de vidrio.

• Barra de poliesterina.

• Barra de acrílico.

• Barra de baquelita.

• Esfera maciza con hilo aislante.

• Gancho soporte para barras.

Procedimiento experimental:

Electrización por frotamiento:

Suspenda una barra de vidrio (sin frotar) en el péndulo electrostático utilizando el gancho soporte para barras, tal y como se muestra en la figura 2.

a.1) A continuación vaya desarrollando el procedimiento indicado y escriba sobra las líneas sus observaciones y/o sus inferencias.

a.2) Observe que sucede al aproximarle la barra de acrílico y anote sus observaciones: no pasa nada

a.3) Frote la barra de vidrio con el paño de seda y la barra de acrílico con el paño de franela (o lana), ponga la barra de vidrio nuevamente en los ganchos del péndulo, acerque las regiones frotadas de ambas barras y explique que sucede: se atraen

b) Ponga en contacto la región frotada de la barra de vidrio con la esférica del electroscopio, aproximando esta como lo muestra la figura. Anote sus observaciones:

b.1) Descargue el electroscopio tocando su esférica con la mano y repita el inciso (b) con la barra de poliesterina frotada previamente; escriba sus observaciones: las láminas del electroscopio se abren transfiriendo una carga positiva

b.2) El procedimiento seguido en los incisos (b) y (b.1) muestra que el electroscopio es un dispositivo electrostático muy útil en la detección de cargas

Electrización por contacto:

La carga eléctrica que ha adquirido un cuerpo puede ser transferida a otro cuerpo si se pone en contacto con él, a este procedimiento se le llama “electrización por contacto”.

Las cargas positivas significan escasez de electrones y por tanto, siempre atraen electrones; las cargas negativas en cambio. Significan exceso de electrones y siempre rechazan a los electrones.

a) Tome una barra de acrílico, cargada previamente por frotamiento, póngala en contacto con la esfera maciza, estando esta suspendida por medio del hilo aislante de plástica. Enseguida póngala en contacto con la esférica del electroscopio. Repita este ultimo paso pero ahora utilizando la esfera hueca. Escriba sus observaciones e inferencias: le quita la carga la esfera maciza y no se abren las laminillas Utilizando la esfera hueca se abren las laminillas.

b) Repita el experimento con la barra de vidrio y anote sus observaciones: se atraen las laminillas

¿Qué conclusión puede obtener de lo observado en ambos incisos? Se observa q las laminillas absorben la carga mostrando diferentes reacciones con los diferentes materiales ya sea de atracción o repulsión.

Electrización por inducción:

Una característica distintiva de los materiales conductores es la de permitir mayor libertad de movimiento a los electrones libres (es decir que se encuentran en la última capa del átomo), que en los materiales llamados aisladores. Esta propiedad puede utilizarse para electrizar los cuerpos por un método de electrización llamado “electrización por procedimiento experimental”.

a) Tome una barra de acrílico previamente cargada por frotamiento y aproxímela a unos 3cm de la esfera metálica con base aislante, como muestra la figura, evitando el contacto.

b) Ahora tome el electroscopio y póngalo en contacto con la región

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