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Licenciatura en Ciencias Naturales: Física, Química y Biología INFORME DE LABORATORIO ELECTROMAGNETISMO

LEY DE COULOMB J. QUIROGA 1, N. PARRA 2, P. CASTRILLÓN 3 1, 2, 3 Estudiante

de Licenciatura en Ciencias Naturales, Universidad Surcolombiana, Facultad De Educación, Neiva-Huila Resumen

Charles coulomb estableció la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas estacionarias. Donde se muestra que la fuerza F (newton, N) con que dos cargas eléctricas Q y q (culombio, C) se atraen o repelen es proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r (metro, m) que las separa. En este informe se Comprobara la proporcionalidad entre F α1/x2. Para ello Se estudiara la relación de la fuerza que actúa sobre una esfera cargada, la carga y la distancia, mediante un sistema o montaje representado en la figura 1, donde se analizara la gráfica de la fuerza en función de la distancia que nos da el programa CassyLab2. Palabras claves: Fuerza, Distancia, Carga, ley de coulomb.

ABSTRACT

Charles Coulomb established a fundamental Law about electrical strength between two stationary charged particles. Where it show that the strength F (Newton, N) with two electric charges Q and q (Culombio, C), they attract or repel is proportional to the product of them and inversely proportional to square of the distance r (metro, m) that separate them. On this lab it will be tested the proportionality between F α1/x2. For it, will be study the relation of the strength that acted on a charge sphere, load and distance, through a system or assembly represent on Figure N°1, where it will be analyzed the strength of the graphic in function of the distance that give us the program CassyLab2. Keywords: Strength, distance, load, Law Coulomb

Comprobar la proporcionalidad entre F α1/x2. Por J. QUIROGA 1, N. PARRA 2, P. CASTRILLÓN 3

TEORIA RELACIONADA En la física moderna, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia responsable de producir las interacciones electrostáticas. (1) Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas, es decir, adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido electrizado. La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática. Para explicar cómo se origina la electricidad estática, hemos de considerar que la materia está hecha de átomos, y los átomos de partículas cargadas, un núcleo rodeado de una nube de electrones. Normalmente, la materia es neutra (no electrizada), tiene el mismo número de cargas positivas y negativas. (2) En el Sistema Internacional de Unidades (S.I.) la carga eléctrica (q) es una magnitud derivada cuya unidad recibe el nombre de culombio (C), en honor al físico francés Charles-Agustín de Coulomb. Para definirla se hace uso de la intensidad de corriente eléctrica que es una magnitud fundamental en el S.I. y cuya unidad es el amperio (A). De esta forma: Un culombio (C) es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa cada segundo (s) la sección de un conductor por el que circula una corriente eléctrica de un amperio (A). 1 C = 1 A⋅s Un culombio es una unidad de carga muy grande por lo que es común utilizar submúltiplos de esta. (3) La inducción o carga por inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo. Cuando permitimos que las cargas salgan de un conductor por contacto, decimos que lo estamos poniendo a tierra. Durante las tormentas eléctricas se llevan a cabo procesos de carga por inducción. La parte inferior de las nubes, de carga negativa, induce una carga positiva en la superficie terrestre. Benjamín Franklin fue el primero en demostrar este hecho a través de su famoso experimento de la cometa, que le permitió comprobar que los

rayos son un efecto eléctrico. Franklin descubrió también que la carga fluye con facilidad hacia o desde objetos puntiagudos y así se construyó el primer pararrayos. (4) El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico está dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa. (5) Coulomb en 1777 enunció la ley de la Electrostática (electricidad estática) que lleva su nombre (Ley de Coulomb): La intensidad de la fuerza (F) con la cual dos cargas eléctricas puntuales se atraen o se repelen, es directamente proporcional al producto de sus cargas (Q1 y Q2) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia(r) que las separan.

Dónde: F: Fuerza expresada en Newtons [N)] Q1 y Q2: Cargas expresadas en Culombios [C] r: Distancia de separación entre las cargas expresada en metros [m] K: Constante= 9 109 Nm2 /C2 para el aire o vacío. La intensidad de la fuerza con la cual dos cargas eléctricas puntuales se atraen o se repelen, es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la Distancia que las separan. (6)

MATERIALES Los materiales usados en la práctica son: Carrito de movimiento Polo a tierra Software Cassy Lab 2

Comprobar la proporcionalidad entre F α1/x2. Por J. QUIROGA 1, N. PARRA 2, P. CASTRILLÓN 3

Dinamómetro movimiento

digital

o

sensor

de

Leybold Fuente de energía

se conectó respectivamente al computador. Se ubicaron las dos esferas metálicas en punto de rozamiento, y se mantuvo sujetado el carrito, mientras se enciende la fuente hasta llegar a 25Kv.

Cable de alta tensión

Dos esferas metálicas

Luego finalmente se soltó el carrito de movimiento y se obtuvo en el sistema la una gráfica de Hipérbola 1/x²

Pesa