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Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas

Experimento 1: Electrización De Los Cuerpos

Fecha: lunes 12 de febrero del 2018

Fecha de entrega: lunes 19 de febrero del 2018

Nombre: Barrera Domínguez Cristian

Secuencia: 2IM33

Nombre del Profesor: García Manrique Edgar

OBJETIVOS:  Aprender a cargar eléctricamente los cuerpos, distinguiendo cada uno de los procedimientos que existen para electrizarlos: frotamiento, contacto e inducción.  Comprender el principio de la ley de conservación de la carga.  Analizar 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 por lo 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 con 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”. Equipo y material a utilizar: -

Péndulo electrostático.

-

Barra de poliestireno.

-

Electroscopio.

-

Barra de acrílico.

-

Barra de baquelita.

Esfera metálica con base aislante. -

Paño de seda.

Esfera maciza con hilo aislante.

-

Barra de vidrio.

-

Gancho soporte para barras.

Procedimiento experimental: Electrización por frotamiento:

Se Suspendió una barra de vidrio (sin frotar) en el péndulo electrostático utilizando el gancho soporte para barras. Se observó que sucede al aproximarle la barra de acrílico no ocurre ninguna reacción Frotamos la barra de vidrio con el paño de seda y la barra de acrílico con el paño de franela (o lana), se colocó la barra de vidrio nuevamente en los ganchos del péndulo y se acercaron las regiones frotadas de ambas barras : Se observó un movimiento de repulsión entre las barras Se puso en contacto la región frotada de la barra de vidrio con la esférica del electroscopio y se observó que la aguja del electroscopio se movió al acercar la barra de vidrio.

Electrización por contacto: Tomamos una barra de acrílico, cargada previamente por frotamiento, la colocamos en contacto con la esfera maciza, estando esta suspendida por medio del hilo aislante de plástica. Enseguida la pusimos en contacto con la esférica del electroscopio. El electroscopio arrojó movimiento en su aguja Repetimos el experimento con la barra de vidrio y anote sus observaciones y obtuvimos el mismo resultado

Electrización por inducción: Tomamos una barra de acrílico previamente cargada por frotamiento y la aproximamos a unos 3cm de la esfera metálica con base aislante evitando el contacto. Tomamos el electroscopio y lo pusimos en contacto con la región contraria de la esfera metálica sin retirar la barra de las proximidades. Aun sin tocar la esfera, el electroscopio arrojo que la esfera se encontraba cargada

Sin retirar la barra de las proximidades de la esfera, retiramos el electroscopio, después lo colocamos en contacto con la misma barra y notamos que la carga era muy parecida a la de la esfera Lo anterior indica: - que la carga de la barra es: positiva - que la carga que aparece en la región B es: negativa - que la esfera ha quedado cargada después de retirar el electroscopio con cargas: positiva y negativa - que a esta forma de cargar un cuerpo se le llama: inducción

Preguntas 1.

¿Cómo interpreta el principio de la conservación de la carga eléctrica, cuando interacción dos cuerpos al ser frotados?

R: Los electrones no se crean ni se destruyen, sino que simplemente se transfieren de un material a otro. Cuando un cuerpo es electrizado por otro, la cantidad de electricidad que recibe uno de los cuerpos es igual a la que cede el otro. La carga se conserva 2.

¿Qué sucede cuando se toca una barra electrizada para descargarla? Explique detalladamente usando figuras.

R: Cuando tocamos la barra, hacemos que la misma, el cuerpo humano y la tierra formen un vasto conductor, sobre el cual se distribuye el fluido eléctrico, no quedando prácticamente nada en el electroscopio 3.

Describa al electroscopio y explique cómo funciona.

R: Cuando tocamos la barra, hacemos que la misma, el cuerpo humano y la tierra formen un vasto conductor, sobre el cual se distribuye el fluido eléctrico, no quedando prácticamente nada en el electroscopio 4.

Si la esfera metálica hueca que usa en los experimentos estuviese construida con material aislante, ¿se podría cargar usando el método de electrización por inducción?

R: No. Los materiales aislantes no ceden ni captan electrones. Todos esos materiales otros similares con iguales propiedades, oponen total resistencia al paso de la corriente eléctrica.

5.

De los diferentes cuerpos utilizados en los experimentos, ¿cuáles son malos conductores y cuáles son buenos conductores y por qué?

R: El vidrio, la barra de baquelita, la barra de acrílico y la barra de poliestireno son malos conductores porque ofrecen una gran resistencia al paso de la corriente. Y la esfera metálica es un buen conductor, ya que el metal es un buen conductor, porque su constitución atómica, favorece que los flujos de electrones con corriente eléctrica se desplacen sin muchos obstáculos (resistencia) a través del metal.

6.

De lo observado en su experimento de que existen dos tipos de carga, ¿a qué ley cualitativa nos conduce? Explique.

R: Ley cualitativa de la electrostática

7.

Con los materiales e instrumentos usados en la práctica, ¿cómo se podría comprobar si un cuerpo es conductor o aislador por medio de un experimento?

R: Con ayuda del frotamiento, si el electrómetro mide carga electrostática quiere decir que el material es aislante, en el caso contrario se trata de un conductor 8.

Una barra de vidrio está cargada positivamente:

b) si repele al objeto, ¿se puede aseverar que el objeto está cargado positivamente? 9. Se afirma que una barra aislada tiene carga eléctrica, ¿cómo podría verificarlo y determinar el signo de esa carga utilizando los instrumentos y materiales con que se cuenta? R: Porque el vidrio como he dicho cede electrones al ser tallado al igual que el plástico, pero no el metal. Por lo que al tallar un trozo de acrílico deberían repelerse por consecuencia de sus cargas. Conclusiones Podemos concluir que existen distintas formas de cargas los cuerpos y dependiendo del material la carga puede ser negativa o positiva, dentro de ellas encontramos por inducción, fricción y por contacto. Cada una de ellas con un comportamiento especifico. Por otra parte concluimos en el experimento de las esferas que durante la experiencia se puede observar a través de la graficas la distribución de carga que ocurre, haciendo que la parte más cercana de la parte de la esfera cargada quede negativamente y la parte opuesta queda positivamente.