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• Angie Arrieta Mendoza

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE FUERZAS ENTRE CUERPOS CARGADOS ELÉCTRICAMENTE Y EELECTRIZACIÓN POR INFLUENCIA

INTEGRANTES

NOMBRE

CÓDIGO 91710018

ARRIETA MENDOZA ANGIE PAOLA MORA GIL DANIELA ANDREA

101710024 101710016

RAMOS CASTILLA DANIELA CAROLINA

PROFESOR: HAROLD VILLAMIL. LABORATORIO DE FÍSICA ELÉCTRICA GRUPO: K FEBRERO/2018

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA BARRANQUILLA 2018-01

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RESUMEN El concepto de electrización se define como el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones. Por medio de este informe analizaremos algunos de los diferentes métodos o formas que existen para cargar un cuerpo eléctricamente mediante un experimento realizado en el laboratorio de física electricidad utilizando aparatos tales como electrómetro el cual medirá la carga. Existe, no obstante, la posibilidad de electrizar un cuerpo neutro mediante otro cargado sin ponerlo en contacto con él. Se trata, en este caso, de una electrización a distancia o por inducción o influencia. Principalmente se sujetó fuerte la varilla de polipropileno por un extremo y frota enérgicamente el otro extremo con el papel, se toma el tubito de neón por uno de los casquillos metálicos, y se toca con el otro casquillo al extremo de la varilla que se froto, esto mismo se realizó con la varilla acrílica para la elaboración de este experimento el laboratorio se encontraba oscuro. Se utilizó una varilla de polipropileno de la caja donde se encontraban los materiales que íbamos a utilizar, después frotamos uno de los extremos de la varilla de polipropileno enérgicamente con un papel y frotamos un extremo de la varilla que se encuentra en el electroscopio y luego, acercamos la varilla de polipropileno a la que se encuentra en electroscopio y anotamos que sucede después repetimos el experimento, pero ahora la varilla que íbamos a acercar era de acrílico y anotábamos que sucedía. ABSTRACT The concept of electrification is defined as the effect of winning or losing electrical charges, usually electrons. Through this report we will analyze some of the different methods or ways that exist to charge a body electrically through an experiment performed in the electricity physics laboratory using devices such as an electrometer which will measure the load. There is, however, the possibility of electrifying a neutral body by another charged without putting it in contact with it. It is, in this case, a remote electrification or induction or influence. Mainly the polypropylene rod was held strong by one end and vigorously rubs the other end with the paper, the neon tube is taken by one of the metal bushes, and the other bushing is touched to the end of the rod that was rubbed, this was done with the acrylic rod for the development of this experiment the laboratory was dark. A polypropylene rod was used from the box where the materials we were going to use were, then we rub one end of the polypropylene rod vigorously with a piece of paper and rub one end of the rod that is in the electroscope and then, we approach the polypropylene rod to the one that is in the electroscope and note that it happens after we repeat the experiment, but now the rod that we were going to approach was acrylic and we noted that it was happening.

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CONTENIDO 1.

INTRODUCCION .......................................................................................................................... 4

3.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS......................................................................................................... 4

4.

DESARROLLO EXPERIMENTAL .................................................................................................... 5

5.

ANALISIS DE RESULTADOS.......................................................................................................... 6

6.

CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 8

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1.

INTRODUCCION

El presente informe permitirá el conocimiento de la electrización por influencia y la fuerza entre cuerpos cargados eléctricamente, además se exponen los resultados y conclusiones obtenidos en la experiencia. Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas, es decir, adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido electrizado. Charles Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Éste encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática. La electrización por inducción consiste en transmitir electrones sin tocar el objeto a electriza, un ejemplo muy claro es la botella de Leyden. Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo (neutro, sin cargas). 2.

OBJETIVOS

 Determinar el comportamiento de las varillas previamente cargadas con: hojas de aluminio y pedazos de papel.  Estudiar las fuerzas que actúan entre cuerpos cargados.  Analizar las fuerzas tanto de atracción como de repulsión entre los cuerpos.

3.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Ley de Coulomb: Afirma que los cuerpos cargados sufren una fuerza de atracción o repulsión al aproximarse, el valor de dicha fuerza es proporcional al producto del valor de sus cargas, la fuerza es de atracción si las cargas son de signo opuesto y de repulsión si son del mismo signo y por último la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Carga Eléctrica: Los átomos están constituidos por un núcleo y una corteza (órbitas) En el núcleo se encuentra muy firmemente unidos los protones y los neutrones. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen carga. Alrededor del núcleo se encuentran las órbitas donde se encuentran girando sobre ellas los electrones. Los electrones tienen carga negativa. Ambas cargas la de los protones (positivos) y la de los electrones (negativa) son iguales, aunque de signo contrario. La carga eléctrica elemental es la del electrón. El electrón es la partícula elemental que lleva la menor carga eléctrica negativa que se puede aislar. Como la carga de un electrón resulta extremadamente pequeña se toma en el S.I. (Sistema Internacional) para la unidad de Carga eléctrica el Culombio que equivale a 6,241018 electrones. Electroscopio: Es un instrumento que se utiliza para saber si un cuerpo está cargado eléctricamente; consta de una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de aluminio muy delgado. La varilla está

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sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Electrización: Se define como el efecto de ganar o perder cargas eléctricas generalmente electrones, producido eléctricamente por un cuerpo neutro. Existen tres tipos de electrización, por frotamiento, por contacto y por inducción. Electrización por frotamiento: Ésta se produce como resultado de frotar dos objetos con igual cantidad de cargas eléctricas distribuidas de manera uniforme, separándolas y pasando estas de un objeto a otro distribuyendo finalmente sus cargas negativas uniformemente. Electrización por inducción: Consiste en transmitir electrones sin tocar el objeto a electrizar, un ejemplo muy claro es la botella de Leyden. Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo (neutro, sin cargas). Cuando el cuerpo electrizado se acerca al cuerpo neutro, hay una interacción eléctrica entre las cargas del objeto electrizado y las del cuerpo neutro. 4.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Como primera instancia se tuvo presentes los materiales en el lugar de trabajo, después de las previas indicaciones del docente procedemos a realizar la experiencia que. Esta cuenta con diferentes materiales como una varilla de acrílico, electroscopio, un par de péndulos, bolitas de aluminio, pedacitos de papel, entre otros. Estos son algunos a destacar para el desarrollo de la experiencia.

Se trabajaron dos experimentos, una para comprobar la fuerza eléctrica cargadas entre cuerpo y la electrización por influencia, las cuales consistieron en:

1- Fuerzas entre eléctricamente

cuerpos

cargados

Primero carga la varilla de polipropileno frotándola con un papel seco, luego acércalo al electroscopio y observa cómo se comporta, después vuelve a repetir el mismo procedimiento con la varilla de acrílico cargada y finalmente con la varilla de polipropileno cargada e inmediatamente con la varilla de acrílico nuevamente cargada.

2- Electrización por influencia 

En la primera parte de la experiencia carga la varilla de polipropileno frotándola con un papel seco, finalmente acércalo a las bolitas de aluminio y a los pedacitos de papel.



En la segunda parte de la experiencia sitúa el péndulo en el soporte, de tal manera que un extremo del péndulo quede más alto que el otro, luego carga la varilla de polipropileno y acércalo por el costado al péndulo. Finalmente vuelve a ubicar el péndulo de tal manera que los dos extremos queden de igual altura, nuevamente carga las varillas y acércalas por debajo del péndulo.

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5. ANALISIS DE RESULTADOS 1- Fuerzas entre cuerpos cargados eléctricamente Podemos observar de los diagramas de carga que: 

Al acercar la varilla de polipropileno, las láminas de aluminio se abren completamente. Evidenciamos el comportamiento de polarización, como la varilla está cargada negativamente por ser un material resinoso, el extremo del electroscopio se carga positivamente y el otro extremo donde están las láminas se cargan negativamente, y como estas dos presentan la misma carga eléctrica, presentan una fuerza de repulsión.



Al acercar la varilla de acrílico, las láminas de aluminio se abren un poco, por el hecho que el acrílico presenta menor carga, ya que su coeficiente de fricción es menos que la del polipropileno. Evidenciamos el comportamiento de polarización, como la varilla está cargada positivamente por ser un material vítreo, el extremo del electroscopio se carga negativamente y el otro extremo donde están las láminas se cargan positivamente, y como estas dos presentan la misma carga eléctrica, presentan una fuerza de repulsión.

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2- Electrización por influencia Primera parte

Segunda parte

Podemos observar en la imagen que:

Podemos observar de los diagramas de carga que:

• Al acercar la varilla de polipropileno cargada, los pedacitos de aluminio rebotan y no se pegan a la varilla, ya que estos dos materiales tienen el mismo tipo de carga y actúan con una fuerza eléctrica de repulsión. • Al acercar la varilla de polipropileno cargada, los pedacitos de papel se atraen completamente a la varilla, ya que tienen diferentes tipos de cargas y actúan con una fuerza eléctrica de atracción.

• Al acercar la varilla de polipropileno a un costado del péndulo ubicando sus extremos en distinta altura, estos se atraen hacia la varilla de polipropileno, ya que las cargas positivas quedan en un solo lado como se muestra en la primera imagen. • Al acercar la varilla de polipropileno abajo del péndulo, ubicando sus extremos en la misma altura, estos presentan una fuerza de repulsión similar a las de las hojas de aluminio, ya que al ubicar la varilla en la parte

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inferior, los péndulos distribuyen las cargas de tal forma que todas las cargas positivas se ubiquen abajo ya que la varilla está cargada negativamente y todas las cargas negativas se ubiquen arriba.

6.

CONCLUSIONES

En conclusión, podemos establecer que Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente

Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae. Al finalizar la segunda experiencia denominada fuerzas entre cuerpos cargados eléctricamente se pudo notar que fue una experiencia similar y con los mismos principios que la primera experiencia, demostrando los fenómenos de las fuerzas de atracción y de repulsión, mostrando las características de las diferentes cargas en las fuerzas electroestáticas. 7.

BIBLIOGRAFIA

 Griffiths, David J. (1998). Introduction to Electrodynamics (3rd edición).  Física Para Bachillerato General, Volumen 2  http://www.etitudela.com/Electrotecnia/pr incipiosdelaelectricidad/cargaycampoelectri cos/contenidos/01d56993080931b38.html