INTRODUCCION
El propósito de esta actividad es investigar la naturaleza de un objeto de carga por contacto en comparación con un objeto de carga por inducción. También
determinar la polaridad de dos productores de carga en cada uno. Usaremos un sensor de carga y el software Data Studio para registrar y comparar la polaridad y carga.
OBJETIVOS
. Determinar el tipo de carga (signo) que adquiere un cuerpo en un proceso de electrización
. Cargar un cuerpo por fricción . Cargar un cuerpo por contacto . Cargar un cuerpo por inducción
MARCO TEORICO
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca que presentan algunas partículas subatómicas, la cual se manifiesta por la aparición de fuerzas de atracción y repulsión entre ellas podríamos considerar que la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar electrones. La materia cargada eléctricamente es influenciada por campos electromagnéticos; sin embargo, también es generadora de los mismos bajo ciertas condiciones. La interacción electromagnética entre la carga y el campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física: LA INTERACCION
ELECTROMAGNETICA.
IDEAS PREVIAS
1. ¿ Que sucede cuando acercamos un aislante cargado de metal sin carga RTA : si el aislante está cargado negativamente ((-)con exceso de
electrones) y lo acercamos al metal sin carga; como todo en la naturaleza tiende a estar en equilibrio los electrones "brincan" hacia el metal
cargándolo negativamente mientras que el aislante queda con carga neutra. Si tuviéramos un aislante con carga positiva (falta de electrones); como los metales tienden a dar electrones, se neutralizaría el aislante y el metal quedaría con carga positiva
2. Dos esferas de metal cuelgan de cordones de nailon, y cuando se les acerca una a la otra tienden a atraerse. Con base a en esta sola información, analice todas las maneras posibles en que las esferas
pudieran estar cargadas. Sería posible que después de que las esferas se toquen quedaran pegadas Explique su respuesta
RTA: si deben de ser de signos contrarios para que suceda lo que describe las esferas y si es posible que queden pegadas
3. los electrones libres en un metal son atraídos por gravedad hacia la tierra. Entonces, Por que no se asientan en el fondo del conductor, como los sedimentos del fondo de un rio
RTA: como la fuerza electrostática es mucho mayor que la fuerza de gravedad entonces no se pegan en el fondo
4. Un globo se carga negativamente por frotamiento y después se adhiere a la pared. Esto significa que la pared está cargada positivamente. Porque después de cierto tiempo el globo se despega de la pared y cae.
RTA:se cargan considerablemente de electricidad estática por rozamiento. Una vez cargadas se pegan al cuerpo por la misma razón que lo hace un globo a la pared. El globo, está cargado, pongamos que negativamente, entonces al acercarlo a la pared (o al cuerpo) provoca por inducción que las cargas de las partículas que forman la pared se reordenen, quedando las partículas positivas más cerca del globo y las negativas más alejadas. La pared no se ha cargado, sólo se han redistribuido sus cargas, pero el globo "ve" cargas positivas cerca de él con lo que se queda pegado a la pared Poco a poco el globo va perdiendo su exceso de carga negativa, por eso se termina cayendo
DATOS Y CALCULOS
CARGA POR FRICCION : paleta blanca / paleta azul ( + ) ( - )
CARGA POR CONTACTO : paleta blanca / paleta azul ( + ) ( - )
Signo de la carga de la jaula después del contacto ( b / a ) ( + ) ( - )
CARGA POR INDUCCION : paleta blanca / paleta azul ( + ) ( - )
Carga de la jaula cuando se introduce PB / Carga de la jaula cuando se introduce PA
( + ) ( - ) Carga de la jaula después del
contacto con tierra PB
Carga de la jaula después del contacto con tierra PA
ANALISIS Y RESULTADOS
Pregunta 1: Que diferencias observan en la grafica si se introduce la paleta en la jaula sin tocarla y cuando la paleta la toca directamente? Explique con argumentos fisicos que sucede en cada caso.
RTA: al inducir la carga, es decir, no tocar la jaula la jaula gana o transfiere electrones al productor pero al este ser retirado la jaulaadquiere su estado inicial de carga, es decir nulo, la explicación para este acontecimiento seencuentra en el funcionamiento de la Jaula de Faraday (Faradays Cage), la cual consiste deuna superficie metálica cerrada que bloquea campos electroestáticos externos, ¿Cómo? Enrealidad sucede que el campo externo hace que las cargas eléctricas dentro del material c o n d u c t i v o d e l a j a u l a s e d i s t r i b u ya n d e t a l m a n e r a q u e e s t a s s e a n u l a n . E n c a m b i o , a l cargar por contacto o tocar la jaula, cuando se retira el productor de carga la jaula alcanza a retener o liberar electrones quedando en un estado cargado ya sea negativa
o positivamente, ¿Por qué? porque al tocar la jaula la distribución de cargas en la jaula se dade tal forma que no se anulan.
Pregunta 2: ¿Que signo tiene la carga obtenida para la paleta blanca despues de ser frotada con la azul ? ¿ Que signo tiene la carga obtenida para la paleta azul ? Explique como octuvo la carga cada paleta
RTA: Al frotar los productores de carga, en este caso el de (azul) y el de (blanco), se aprecia que el blanco transfiere electrones al productor azul,
provocando así que este se cargue positivamente.
Pregunta 3: Explique que fenomeno fisico ocurre cuando se carga un cuerpo mediante el frotamiento con otro cuerpo
RTA: ocurre un efecto triboelectrico producido por la friccion del rozamiento que se imparte a los atomos superficiales que entonces liberan electrones
Pregunta 4: En el proceso de cargar un cuerpo por induccion, ¿ que ocurre con la carga de la jaula cuando es aterrizada mientras que la paleta se encuentra todavia en su interior?
RTA: El productor de carga se encuentra dentro de la jaula de faraday, este produce una separacion de la carga, y al conectar la jaula momentaneamente a tierra, cede una porcion y la carga de la jaula se balancea
Pregunta 5: ¿Que ocurre con la distribucion de la carga de la jaula despues que se retira la paleta de su interior?
RTA: Al retirar el productor de carga proporcionado por tierra se distribuye uniformemente por toda la jaula quedando esta con el signo proveniente de la carga de tierra.
CONCLUSION
Mediante este laboratorio pudimos comprender el funcionamiento de la jaula de Faraday afirmando que los cuerpos o partículas pueden ser cargadas de diversas formas, como fricción, inducción, contacto entre otras. Vimos como la tierra afecta a los cuerpos ya sea cargándolos o descargándolos. También nos ayudó a
comprender las gráficas obtenidas mediante el procedimiento del informe a interpretar cuando una carga en el grafico es positiva o negativa permitiéndonos entender los conceptos dados y así obtener los resultados.
BIBLIOGRAFIA
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[ 3 ] S gil y E. Rodríguez física recreativa experimentos de física usando tecnología
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[ 5 ] H Benson física universitaria Vol. 2
FUNDACION UNIVERSITARIA DEL AREANDINA
PROFESOR: GUSTAVO MARTINEZ
INTEGRANTES: JASON ALBERTO RESTREPO
GRUPO: 207
GUIA DE LABORATORIO # 2