PRACTICA Nº 1 ACCIÓN ENTRE CARGAS ELECTROSTÁTICAS A U T O R E S

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Manuel Murillo Silva
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E L A B O R A T O R I O S D E F Í S I C A LABORATORIO FÍSICA II ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO PRACTICA Nº 1 ACCIÓN ENTRE CARGAS

1 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L E X P E R I M E N T A L F R A N C I S C O D E M I R A N D A C O M P L E J O A C A D É M I C O E L S A B I N O Á R E A D E T E C N O L O G Í A D E P A R T A M E N T O D E F Í S I C A Y M A T E M Á T I C A C O O R D I N A C I Ó N D E L A B O R A T O R I O S D E F Í S I C A LABORATORIO FÍSICA II ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO PRACTICA Nº 1 ACCIÓN ENTRE CARGAS ELECTROSTÁTICAS A U T O R E S D R. E D I E D E B E L I N G. A L F R E D O C A G U A O I N G. E D G A R V A R G A S A C T U A L I Z A D A

2 P R ACTICA Nº 1 A C C I Ó N E N T R E C A R G A E L E C T R O S T Á T I C A S NINGUNA CIENCIA, EN CUANTO A CIENCIA, ENGAÑA; EL ENGAÑO ESTA EN QUIEN NO LA SABE M I G UE L DE CER V AN TE S S AA VE DR A ( ) OBJETIVO Poner en evidencia la propiedad que adquieren los cuerpos cuando ganan o pierden cargas eléctricas. MARCO TEÓRICO Según Serway (1992), la historia registra observaciones de los fenómenos eléctricos y magnéticos en épocas tan remotas como las de los griegos antiguos, alrededor del año 800 a. C. Se encontró que al frotar un trozo de ámbar se electrifica y atrae pequeños trozos de paja o plumas. Se sabía de la existencia de las fuerzas magnéticas con base en las observaciones de que una piedra natural, llamada magnetita (Fe ), es atraída por el hierro. (La palabra eléctrica proviene del nombre griego del ámbar, electrón. La palabra magnetismo proviene del nombre del país en el que se encontró la magnetita, Magnesia). En 1600, William Gilbert ( ) descubrió que la electrificación no se limitaba al ámbar, sino que es un fenómeno de carácter general. En este período, otros científicos electrificaron diversos objetos ( incluyendo pollos y personas!). Los experimentos realizados por Charles Coulomb ( ) confirmaron la ley del recíproco del cuadrado de las fuerzas para la electricidad. Su aparato, llamado balanza de torsión, era equivalente a la que se utilizó en el experimento de Cavendish, reemplazando las masas por pequeñas esferas cargadas. PRE LABORATORIO Antes de iniciar la actividad, usted debe contestar las siguientes preguntas discutidas en las horas de teoría: 1. Cuáles son las propiedades de la carga eléctrica? 2. Explique qué se entiende por conservación de la carga? 3. Explique en qué consiste la cuantización de la carga? 4. Qué se entiende por materiales aislantes y materiales conductores? Señale algunos ejemplos. 5. Cuál es la diferencia entre cargar un objeto por inducción y cargarlo por conducción? 6. Qué se entiende por polarización? 2

3 MATERIALES 1. Dos barras de plástico. 2. Dos barras de vidrio. 3. Hijos de nylon. 4. Esferas pequeñas de anime. 5. Trozo de tela de seda. 6. Trozo de cuero. 7. Electrómetro 8. Jaula de Faraday 9. Base giratoria 10. Plastilina PRIMERA ACTIVIDAD Coloque sobre la base giratoria una barra de plástico como se ve en la figura 1.1. Acerque otra barra de plástico sin hacer contacto con la que está en la base: Qué observas? Figura 1.1: Montaje de la primera actividad Cómo se encuentra la carga en la materia de las dos barras de plástico? SEGUNDA ACTIVIDAD Frote una barra de plástico contra un trozo de cuero. Dicha barra se hace pasar por la Jaula de Faraday según la Figura

4 Figura 1.2: Montaje del Electrómetro y Jaula de Faraday Qué signo de carga posee la barra plástica? Coloque la barra sobre la base giratoria. Atención: no toque la barra de plástico por el lado que acaba de frotar, para colocarla en la base giratoria. Tome otra barra de plástico y frótela con un trozo de cuero. Haga pasar la barra de plástico nueva sobre la Jaula de Faraday. Qué signo de carga posee la barra plástica? Aproxímela a la barra de plástico que se encuentra en la base giratoria. Qué observas? Cómo se encuentra la carga en ambas barras de plástico? TERCERA ACTIVIDAD Frote una barra de plástico contra un trozo de cuero. Dicha barra se hace pasar por la Jaula de Faraday. Qué signo de carga posee la barra plástica? Coloque la barra sobre la base giratoria. Tome una barra de vidrio y frótela con un trozo de tela de seda. Haga pasar la barra de vidrio sobre la Jaula de Faraday. (Como lo muestra la figura 2.1) Qué signo de carga posee? Aproxímela la barra de vidrio a la barra de plástico que se encuentra en la base giratoria. Qué observa? Cómo se encuentran las cargas en las materias de las barras de plástico y de vidrio? Cómo se explica los hechos observados en la actividad 2 y 3? Qué puede concluir sobre las cargas? 4

5 CUARTA ACTIVIDAD Tome una esfera neutra, suspéndala por un hilo no metálico (como se muestra en la figura 1.3). Tome una barra de plástico y frótela con un trozo de cuero, aproxímela a la esfera neutra. Qué observas? Figura 1.3: Montaje de la esfera y la barra de plástico Cómo se explica el hecho observado? POST LABORATORIO A RESPONDER EN EL INFORME 1. De los materiales que se usaron, señale cuales son aislantes y cuales son conductores. 2. Si una varilla de caucho se frota con un pedazo de piel, qué polaridad tiene el caucho?, Cuál es la polaridad de la piel? 3. En cuál de las cuatro actividades experimentales, se observó el efecto de polarización. Explique. BIBLIOGRAFÍA SERWAY, R. Física. Tomo 11. McGRAW-HILLlINTERAMERICANA. S.A, México., MILEAF, H. Electricidad. Serie 1-7. L1MUSA. S.A., México., 1998 C.E.F. Física: Electromagnetismo. Tomo IV. NORMA. Colombia., SEAR. ZEMANSKY. YOUNG. FREEDMAN. Física: Volumen 11. ADDISON WESLEY LONGMAN. S.A. México., RESNICK, R. Y HOLLlDAY, D. Física. Tomo 11. CONTINENTAL. México.,

6 RESULTADOS PARA ENTREGAR AL PROFESOR Utilice las tablas siguientes para presentar los resultados de las actividades: ACTIVIDAD TIPO DE CARGA DE LA BARRA DE PLÁSTICO TIPO DE CARGA DE LA BARRA DE VIDRIO TIPO DE CARGA DE LA ESFERA QUÉ OBSERVA? Primera Segunda Tercera Cuarta ACTIVIDAD CÓMO SE EXPLICA ESTE COMPORTAMIENTO? Primera Segunda Tercera Cuarta 6

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