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• Gabriel Antonio Arias Henriquez

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UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE

CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

LABORATORIO DE FISICA DE CAMPOS

EXPERIENCIA No 1 ELECTROSTÁTICA 1. INTRODUCCIÓN La electrostática es el estudio de las cargas eléctricas en reposo, su interacción y las propiedades eléctricas de los distintos materiales. El instrumento más utilizado para estudiar los fenómenos electrostáticos es el electrómetro, el cual indica la magnitud y tipo de carga. La carga eléctrica es aquella propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta a través de fuerzas de atracción o de rechazo. En la naturaleza únicamente existen dos tipos de carga eléctrica las positivas y las negativas, y se dice que un cuerpo está cargado neutro, cuando posee la misma cantidad de ambas cargas. Su unidad de medida en el S.I es el Coulomb (C). 1C = 6,242 x 10 18 electrones libres Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas no varía en el tiempo. Electrización: Es el efecto de ganar o de perder cargas eléctricas (normalmente electrones). Existen tres formas de electrizar un cuerpo, las cuales son: - Electrización por fricción: al frotar dos cuerpos de diferente material, el cuerpo menos conductor gana electrones de las capas exteriores de los átomos del otro cuerpo, quedando cargado negativamente, y el que pierde electrones queda cargado positivamente. - Electrización por contacto: el cuerpo que tiene un exceso de electrones traspasa cargas negativas al otro, o el cuerpo que tiene carencia de ellos atrae electrones del otro cuerpo. Ambos quedan con igual tipo de carga. - Electrización por inducción: al acercar un cuerpo cargado a un conductor neutro, los electrones de este último se mueven de tal manera que se alejan o aproximan al cuerpo cargado (polarización). Si se hace contacto con tierra en uno de los extremos polarizados, el cuerpo adquiere carga y una vez retirado el contacto a tierra el cuerpo quedara electrizado con carga distinta a la del cuerpo inductor. 2. OBJETIVO Estudiar, mediante experimentos simulados, diferentes fenómenos electrostáticos a través de carga por fricción, por contacto y por inducción. 3. NORMATIVA DE SEGURIDAD PRECAUCIÓN: Estar atento a todas las instrucciones del profesor, mantener un buen comportamiento, mantenerse en silencio y concentrados en el trabajo qué se está realizando.

EXPERIENCIA No 1. ELECTROSTÁTICA

4. RECURSOS Acceso a internet, computadora (tablet o celular). ELEMENTOS: Simuladores web: -

https://phet.colorado.edu/sims/html/balloons-and-static-electricity/latest/balloons-andstatic-electricity_es.html https://phet.colorado.edu/sims/html/john-travoltage/latest/john-travoltage_es.html

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Ingrese a la página Web: https://phet.colorado.edu/sims/html/balloons-and-staticelectricity/latest/balloons-and-static-electricity_es.html

Allí encontrará el simulador de cargas eléctricas que se indica en la figura 1. Familiarícese con él. Observe que contiene un abrigo de lana, un globo de hule y un muro metálico, elementos suficientes para estudiar distintos fenómenos electrostáticos. Inicialmente cada cuerpo se encuentra en equilibrio electrostático (neutro), pero la carga total de cada uno de ellos se puede variar frotando unos con otros. Arrastre y deslice cada uno de los elementos, “juegue” con los deslizadores para comprender su uso. Tenga en cuenta que puede utilizar dos globos si desea.

Figura 1. Equilibrio electrostático.

EXPERIENCIA No 1. ELECTROSTÁTICA

6. CUESTIONARIO Parte 1. 1. Observa las cargas que ves cuando abres la simulación. A continuación, completa la tabla. Para calcular la carga total, haz la resta de las cargas positivas con las cargas negativas. Globo

Abrigo

Número de q+ Número de qCarga total (Neta)

2. Frota el globo con el abrigo, arrastrando todas las partículas que puedas. Después, completa la tabla: Globo

Abrigo

Número de q+ Número de qCarga total (Neta)

Arrastra el globo hacia el centro de la pantalla y déjalo libre. ¿Qué ocurre? Explícalo. 3. Cuando frotas el globo contra el abrigo, ¿qué ocurre y por qué? ¿De qué signo son las cargas que se pueden mover? 4. Arrastra el globo, cargado negativamente, lentamente hacia el muro. ¿Qué ocurre cuando el globo está cerca del muro? ¿Cómo se llama este fenómeno? 5. Reinicia la simulación y elige la opción de 2 globos. Frota ambos contra el abrigo para que adquieran carga. ¿Qué ocurre cuando tratas de acercar un globo al otro? Explica.

Parte 2. John Travoltaje Accede a la simulación en https://phet.colorado.edu/sims/html/john-travoltage/latest/johntravoltage_es.html 6. Haz que John frote su pie contra la alfombra. ¿Qué ocurre? 7. Cuando John esté cargado, acerca su mano a la perilla metálica de la puerta. Describe detalladamente lo que le ocurre.

EXPERIENCIA No 1. ELECTROSTÁTICA

8. Conclusiones de la experiencia

7. REFERENCIAS [1] Raymond A. Serway y Chris Vuille, Fundamentos de Física Novena edición, Vol. 2 [2] Wilson, J. B. (2003). Física. En J. B. Wilson, Física , México: Pearson. [3] Instruction Manual and Experiment Guide for the PASCO scientific Model ES9080.