Lab.9 Carga Puntual Y Fenomenos Electrostaticos.docx

HOJA DE RUTA - CLASE EXPERIMENTAL BIOFÍSICA DEL TRANSPORTE

“…Nuestras virtudes y nuestros defectos son inseparables como la fuerza y la materia. Cuando se separan el hombre deja de existir...” Nicola Tesla, 1905 Introducción Con el concepto de campo eléctrico, toda descripción que implique el estudio de interacciones eléctricas tiene dos analisis fundamentales. Una distribución de carga actúa como una fuente del campo eléctrico y el campo eléctrico ejerce una fuerza sobre cualquier carga presente. Preguntas generadoras 1. ¿Qué se entiende por interacción electrostática? 2. ¿Cuáles son las diferencias y/o características relevantes de un material conductor y un material aislante? 3. ¿Qué significa ionizar un cuerpo? (de que clase se deja ionizar) 4. ¿Qué significa que un cuerpo esté polarizado? (de que clase se deja polarizar) 5. ¿Cuál es la diferencia entre un material polar respecto a un material no-polar? 6. ¿Qué significa: a. Carga inducida? b. Carga por fricción?, c. Carga por contacto? 7.

¿Para qué fue diseñado el electroscopio?, ¿Cuál es el principio de funcionamiento?

Materiales:  Generador de Van der Graaf.  Esferas ligeras con recubrimiento de aluminio.  Cuerda.  Cables.

    

Balanza Transportador Regla Barras de plástico Paño

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Protocolo: I.

Práctica demostrativa: evidencia de la existencia de carga eléctrica e interacción electrostática. EXPERIENCIA IMAGEN EXPLICACIÓN Carga eléctrica de un globo: por frotamiento y acercar a pequeños trozos de papel o a una superficie (tablero o pared) Carga eléctrica de un electroscopio por contacto: con cada una de las varillas cargadas “tocar” el electroscopio Carga eléctrica de un electroscopio por inducción y polo a tierra.

II.

Esferas metálicas cargadas por el Generador de van de Graaf   

III.

Conectar el Generador de van der Graaf al soporte metálico que tiene dos esferas pequeñas de masa 𝒎 atadas a un hilo ligero de longitud 𝒍. Determinar la magnitud de las carga de una esfera metálica. (Se pueden ayudar con el DCL) Realizar las mediciones de las magnitudes necesarias para este cálculo. Repita el procedimiento al colocar la jaula de Faraday sobre el Generador de Van de Graff con dos esferas metálicas suspendidas por una cuerda. Deduzca el valor de la carga de una esfera cuando: o Las esferas están horizontal o Las cuerdas que unen las esferas forman un ángulo agudo

Esferas metálicas cargadas por una barra no conductora.   

Cargar con el paño la barra no conductora y acercarla a una esfera pequeñas de masa 𝒎 atadas a un hilo ligero de longitud 𝒍. Y mantenerla en equilibrio para determinar el ángulo de separación con la vertical. Determinar la magnitud de la carga de la esfera metálica. (Con el DCL) Realizar las mediciones de las magnitudes necesarias para este cálculo. Acercar la misma barra al electroscopio y determinar el ángulo para posible calibración.

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Análisis: 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

¿Cómo se cargaron las esferas? Describa el método y aclare el signo. ¿Por qué es importante considerarlas puntuales? ¿Cómo afecta la carga a la distancia de separación? ¿Cuál es el orden de magnitud de las cargas? ¿Qué le ocurriría al sistema de cargas si un campo eléctrico uniforme horizontal pasara entre las masas cargadas? Justifique la respuesta usando un diagrama de cuerpo libre. Explique como funciona el Generador de van de Graaf Explique como funciona ele electroscopio

REFERENCIAS  

Tipler, P. A., Mosca, G., “Física para la ciencia y la tecnología”, Vol.2, Caps 21 – 22., 6ta. Ed. Reverté, Barcelona (2014). YOUNG, D. H., FREEDMAN, R. A., “Sears - Zemansky FÍSICA UNIVERSITARIA con Física Moderna”, Vol.2 12th. Ed., Addison-Wesley, México (2009).