Péndulo electrostático

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(1)
(2)
(3)
(4)

Base Soporte

Hilo de seda

Bolita de telgopor

(5)
(6)

Hay que acercarle

una varilla cargada

(7)

Hay que acercarle

una varilla cargada

(8)

Hay que acercarle

una varilla cargada

(9)

Hay que acercarle

una varilla cargada

(10)

Hay que acercarle

una varilla cargada

(11)

Hay que acercarle

una varilla cargada

(12)

Y veremos cómo el

péndulo es atraído

hacia la misma.

(13)

Y veremos cómo el

péndulo es atraído

hacia la misma.

(14)

Después de

permanecer en

contacto un

(15)

El péndulo volverá

a su posición

(16)

El péndulo volverá

a su posición

(17)

El péndulo volverá

a su posición

(18)

Si acercamos aún

más la varilla …

(19)

Si acercamos aún

más la varilla …

(20)

El péndulo se mueve,

buscando alejarse de

(21)

El péndulo se mueve,

buscando alejarse de

(22)

El péndulo se mueve,

buscando alejarse de

(23)

El péndulo se mueve,

buscando alejarse de

(24)

El péndulo se mueve,

buscando alejarse de

(25)

El péndulo se mueve,

buscando alejarse de

la varilla

(26)
(27)

Recordemos:

• Cargas de igual tipo (signo), se rechazan

• Cargas de distinto tipo, se atraen

(28)

Recordemos:

• Cargas de igual tipo (signo), se rechazan

• Cargas de distinto tipo, se atraen

+

-+

+

(29)

-Recordemos:

• Cargas de igual tipo (signo), se rechazan

• Cargas de distinto tipo, se atraen

+

-+

+

(30)

-Recordemos:

• Cargas de igual tipo (signo), se rechazan

• Cargas de distinto tipo, se atraen

+

-+

+

(31)

-Recordemos:

• Cargas de igual tipo (signo), se rechazan

• Cargas de distinto tipo, se atraen

+

-+

+

(32)

-Recordemos:

• Cargas de igual tipo (signo), se rechazan

• Cargas de distinto tipo, se atraen

+

-+

+

(33)

-Recordemos:

• Podemos considerar al átomo como un núcleo conteniendo a las partículas con carga

positiva (protones) y a los

electrones (con carga negativa) orbitando alrededor

• Además los electrones son casi 2000 veces menos masivos

(34)

Recordemos:

• Podemos considerar al átomo como un núcleo conteniendo a las partículas con carga

positiva (protones) y a los

electrones (con carga negativa) orbitando alrededor

• Además los electrones son casi 2000 veces menos masivos

(35)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + + Partamos de un péndulo

electrostático, que en estado neutro posee el mismo número de cargas positivas y negativas

(36)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + +

Tomemos también una varilla de acrílico

(37)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + + - - - -

-Y si un extremo de la misma fue frotado con un paño, lo

habremos cargado

negativamente por haber tomado electrones del paño.

(38)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + + - - - -

-Ese extremo, por lo tanto,

presenta una carga negativa, que acercaremos a la bolita…

(N)

(39)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + + - - - -

-…de esta manera…

(N)

(40)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + + - - - - -(N) (-)

…afectando a las cargas dentro de la bolita, pues muchos de

sus electrones se verán

repelidos por la presencia de esta carga que se acerca.

(41)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- + -+ + + + + + + + + + - - - -

-…afectando a las cargas dentro de la bolita, pues muchos de

sus electrones se verán

repelidos por la presencia de esta carga que se acerca.

(N)

(42)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- + -+ + + + + + + + + + - - - -

-Así la bolita sufre una redistribución de cargas,

quedando la zona más cercana a la varilla con carga positiva, y el sector opuesto con carga

negativa.

(N)

(-)

(43)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- + -+ + + + + + + + + + - - - - -La consecuencia de esto es la atracción, resultado de enfrentar cargas de distinto signo.

(N)

(-)

(+)

(44)

-La bolita entra en contacto con la varilla

(N)

(-)

(45)

-(N) (-) (-) (+)

En ese contacto, unos cuantos electrones pasan de la varilla a la bolita para equilibrar las

(46)

-En ese contacto, unos cuantos electrones pasan de la varilla a la bolita para equilibrar las

cargas...

(-) (-)

(47)

-… y entonces la bolita se carga negativamente por tener un

exceso de electrones…

(-)

(48)

-… lo que provoca ahora, que haya repulsión entre ambos.

(-)

(49)

-Si queremos repetir la operación: (-) (-)

(50)

-Acercar la varilla… (-) (-)

(51)

-…aleja la bolita. (-) (-)

(52)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + +

Volvamos al péndulo, que nuevamente se encuentra descargado (neutro)

(53)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + +

Y supongamos que ahora

tomamos una varilla de vidrio.

(54)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + +

A esta varilla la frotamos con un paño de seda, lo que le quitará electrones en el extremo frotado. (N) + + + + + + + + + + + +

(55)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + +

Ese extremo, por lo tanto,

presenta una carga positiva, y está en el extremo que

acercaremos a la bolita… (N) (+) + + + + + + + + + + + +

(56)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + +

…ocurriendo que así …

(N)

(57)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -+ -- -+ + + + + + + + + + (N) (+)

… también estaremos afectando a las cargas dentro de la bolita, pues muchos de sus electrones se verán atraídos por la

presencia de esta carga que se acerca.

(58)

+ + + + + + + + + + + + (N) (+) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -- - -+ -+ + + + + + + + + +

… también estaremos afectando a las cargas dentro de la bolita, pues muchos de sus electrones se verán atraídos por la

presencia de esta carga que se acerca.

(59)

+ + + + + + + + + + + +

De nuevo la bolita sufre una redistribución de cargas, ahora quedando la zona más cercana a la varilla con carga negativa, y el sector opuesto con carga

positiva. (N) (+) (+) (-) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -- - -+ -+ + + + + + + + + +

(60)

+ + + + + + + + + + + +

Otra vez se presenta una atracción (N) (+) (-) (+) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -- -- - -+ -+ + + + + + + + + +

(61)

+ + + + + + + + + + + +

La bolita entra en contacto con la varilla

(N)

(+)

(62)

+ + + + + + + + + + + + (N) (+) (+) (-)

En ese contacto, ahora unos cuantos electrones pasan de la bolita a la varilla, siempre

(63)

+ + + + (+) (+)

En ese contacto, ahora unos cuantos electrones pasan de la bolita a la varilla, siempre

(64)

… y entonces la bolita se carga positivamente por tener un

defecto de electrones… (+) (+) + + + +

(65)

… y otra vez aparece la repulsión entre ambos

(+) (+) + + + +

(66)

El final de esta historia se repite: (+) (+) + + + +

(67)

+ + + + Acercar la varilla… (+) (+)

(68)

… implica alejar la bolita. (+) (+) + + + +

(69)
(70)
(71)

Está formado por:

(72)

Está formado por:

(73)

Está formado por:

•un recipiente de vidrio •un tapón de goma

(74)

Está formado por:

•un recipiente de vidrio •un tapón de goma

(75)

Está formado por:

•un recipiente de vidrio •un tapón de goma

•una varilla metálica que lo atraviesa y termina en una esfera

(76)

Está formado por:

•un recipiente de vidrio •un tapón de goma

•una varilla metálica que lo atraviesa y termina en una esfera

(77)

Está formado por:

•un recipiente de vidrio •un tapón de goma

•una varilla metálica que lo atraviesa y termina en una esfera

•dos hojuelas metálicas muy livianas

(78)

Está formado por:

•un recipiente de vidrio •un tapón de goma

•una varilla metálica que lo atraviesa y termina en una esfera

•dos hojuelas metálicas muy livianas

(79)
(80)
(81)
(82)
(83)
(84)
(85)
(86)
(87)
(88)
(89)

Las hojuelas se separaron al

acercarse el objeto cargado,

independientemente del signo de dicha carga.

A este fenómeno se lo denomina

INDUCCIÓN o acción a distancia

(90)

Si retiramos la varilla:

(91)
(92)
(93)
(94)

Las hojuelas vuelven a su posición inicial en ausencia del cuerpo inductor

(95)

En cambio, si hubiese habido contacto entre la varilla y la

(96)
(97)
(98)
(99)
(100)
(101)
(102)
(103)
(104)
(105)
(106)
(107)

Las hojuelas

no vuelven a

juntarse, el

electroscopio

está

“cargado”

(108)

Recordemos que estos

fenómenos ocurren

independientemente del signo

de la carga de la varilla

(109)

Recordemos que estos

fenómenos ocurren

independientemente del signo

de la carga de la varilla

Veamos ahora por qué ocurren

de este modo

(110)

Si la varilla está

cargada negativamente

(111)

-Si la varilla está

cargada negativamente Habrá electrones en la esferita que serán

repelidos y se alejaran desplazándose hacia abajo --- -+ + + +++

(112)

Si la varilla está

cargada negativamente Habrá electrones en la esferita que serán

repelidos y se alejaran desplazándose hacia abajo Y al mismo tiempo la esferita se carga positivamente por defecto de electrones. -+ + + + +++

(113)

Si la varilla está

cargada negativamente Habrá electrones en la esferita que serán

repelidos y se alejaran desplazándose hacia abajo Y al mismo tiempo la esferita se carga positivamente por defecto de electrones. -- -+ -+ + ++ ++

(114)

Hay una concentración excesiva de electrones en la hojas, por lo que aparece una repulsión entre ambas.

Como son livianas, se levantan -- -+ -+ + ++ ++

(115)

Hay una concentración excesiva de electrones en la hojas, por lo que aparece una repulsión entre ambas.

Como son livianas, se levantan -+ + + ++ ++

(116)

Si se retira el cuerpo inductor, las cargas se

reordenan… -+ + + ++ ++

(117)

-- -+ -+ + ++ ++

(118)

-+ -+ + ++ ++

(119)

--- -+ + + +++

(120)
(121)

-+ + + ++ ++ Si en vez de alejar el cuerpo, hacemos contacto…

(122)

-+ + + ++ ++ Si en vez de alejar el cuerpo, hacemos contacto…

(123)

-+ + + ++ ++ Pasarán electrones de la varilla a la esferita, que, por sí sola,

(124)

-Pasarán electrones de la varilla a la esferita, que, por sí sola,

presenta carga positiva

(125)

-Si ahora retiramos la varilla…

(126)

-+ + Si ahora retiramos la varilla…

(127)

-Las cargas se redistribuirán en el electroscopio, concentrándose en las hojuelas, debido al

poder de las puntas.

-- --

(128)

-El electroscopio quedó cargado negativamente. -- --

(129)

-¿Cómo se lo descarga? -- --

(130)

-Un simple “contacto a tierra” (por ejemplo un cable o un toque con la mano), eliminará el exceso de carga. Los electrones de más, dejarán el electroscopìo. -- --

(131)

-Un simple “contacto a tierra” (por ejemplo un cable o un toque con la mano), eliminará el exceso de carga. Los electrones de más, dejarán el electroscopìo. -- --

(132)

-Un simple “contacto a tierra” (por ejemplo un cable o un toque con la mano), eliminará el exceso de carga. Los electrones de más, dejarán el electroscopìo. -- --

(133)

-Un simple “contacto a tierra” (por ejemplo un cable o un toque con la mano), eliminará el exceso de carga. Los electrones de más, dejarán el electroscopìo. -- --

(134)

-Un simple “contacto a tierra” (por ejemplo un cable o un toque con la mano), eliminará el exceso de carga. Los electrones de más, dejarán el electroscopìo.

(135)

-El electroscopio vuelve a estar neutro, listo

(136)

Si la varilla está

cargada positivamente

(137)

Si la varilla está

cargada positivamente Habrá atracción de electrones hacia la esferita, los cuales pueden provenir

exclusivamente de la varilla y las hojitas

++++++++ --- -+ + + +++

(138)

Si la varilla está

cargada negativamente Habrá atracción de

electrones hacia la esferita, los cuales pueden provenir

exclusivamente de la varilla y las hojitas

++++++++ -+ + + + + + ------

(139)

-Y al mismo tiempo que la esferita se carga

negativamente por

exceso de electrones… …las hojitas se cargan positivamente, ya que les están faltando

electrones. ++++++++ ---- - -+ + + + + + + + + -+ + + + + + + + + +

(140)

Y al mismo tiempo que la esferita se carga

negativamente por

exceso de electrones… …las hojitas se cargan positivamente, ya que les están faltando

electrones.

Y se repelen por tener carga del mismo signo

++++++++ ---- - -+ + + ++ + + + + -+ + + + + + + + + + + + +

(141)

Si nos llevamos al cuerpo inductor… ++++++++ ---- - -+ + + ++ + + + + -+ + + + + + + + + + + + +

(142)

Si nos llevamos al cuerpo inductor… ++++++++ ---- - -+ + + ++ + + + + -+ + + + + + + + + + + + +

(143)

Las hojas vuelven a juntarse ya que las

cargas se reacomodan, debido a que ya no hay un motivo para que se concentren electrones en la esferita ++++++++ ---- - -+ + + + + + + + + -+ + + + + + + + + +

(144)

++++++++ ---- - -+ + + + + + + + +

(145)

-++++++++ -+ + + + + + ------

(146)

-++++++++ --- -+ + + +++

(147)
(148)

Si la varilla está

cargada positivamente y hacemos que toque al

(149)

++++++++ --- -+ + + +++

(150)

++++++++ -+ + + + + + ------

(151)

-++++++++ ---- - -+ + + + + + + + + -+ + + + + + + + + +

(152)

++++++++ ---- - -+ + + ++ + + + + -+ + + + + + + + + + + + +

(153)

++++++++ ---- - -+ + + ++ + + + + -+ + + + + + + + + + + + + En el momento del contacto, pasarán electrones de la bolita a la varilla que viene

(154)

+ + + + ---- -+ + + ++ + + + + -+ + + + + + + + + + + + + En el momento del contacto, pasarán electrones de la bolita a la varilla que viene

(155)

+ + + -- - -+ + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + En el momento del contacto, pasarán electrones de la bolita a la varilla que viene

cargada positiva. Se observa claramente que el electroscopio queda cargado positivamente por haber perdido electrones

(156)

+ + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + En el momento del contacto, pasarán electrones de la bolita a la varilla que viene

cargada positiva. Se observa claramente que el electroscopio queda cargado positivamente por haber perdido electrones

(157)

+ + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + En el momento del contacto, pasarán electrones de la bolita a la varilla que viene

cargada positiva. Se observa claramente que el electroscopio queda cargado positivamente por haber perdido electrones + + + +

(158)

+ + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Esa carga queda

distribuida en todo el electroscopio, con

mayor concentración en sus hojuelas, que

permanecerán separadas por repulsión + + ++ + +

(159)

+ + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Esa carga queda

distribuida en todo el electroscopio, con

mayor concentración en sus hojuelas, que

permanecerán separadas por repulsión + + ++ + +

(160)

+ + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Esa carga queda

distribuida en todo el electroscopio, con

mayor concentración en sus hojuelas, que

permanecerán separadas por repulsión + + ++ + +

(161)

+ + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Esa carga queda

distribuida en todo el electroscopio, con

mayor concentración en sus hojuelas, que

permanecerán separadas por repulsión + + ++ + +

(162)

+ + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Esa carga queda

distribuida en todo el electroscopio, con

mayor concentración en sus hojuelas, que

permanecerán separadas por repulsión + + ++ + +

(163)

+ + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + ¿Cómo descargarlo? + + ++ + +

(164)

+ + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + ¿Cómo descargarlo? + + ++ + +

(165)

+ + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + ¿Cómo descargarlo? Nuevamente con una

descarga a tierra +

+ ++ +

(166)

+ + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Por el cable subirán desde tierra los

electrones necesarios para neutralizar el electroscopio + + ++ + +

(167)

-+ + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Por el cable subirán desde tierra los

electrones necesarios para neutralizar el electroscopio + + ++ + +

(168)

-+ + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Por el cable subirán desde tierra los

electrones necesarios para neutralizar el electroscopio + + ++ + + -- -- --

(169)

-+ + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + +

Por el cable subirán desde tierra los

electrones necesarios para neutralizar el electroscopio -- -- --

(170)

-+ + + ++ + + + + + + + + + + + + + +

Por el cable subirán desde tierra los

electrones necesarios para neutralizar el electroscopio -- -- --

(171)

-+ + + + + + + +

Por el cable subirán desde tierra los

electrones necesarios para neutralizar el electroscopio -- -- --

(172)

-+ +

+ +

Por el cable subirán desde tierra los

electrones necesarios para neutralizar el electroscopio

(173)

-Una vez descargado, las hojas se cierran y el electroscopio está listo para ser utilizado

(174)

Pero existe otra manera de cargar al

electroscopio…

(175)

En ella el electroscopio no entra en

contacto con el cuerpo cargado

(176)

Se la denomina

“carga por inducción”,

Y además de un cuerpo cargado, se

necesita un cable como descarga a

(177)

Todo comienza con un electroscopio

(178)

Todo comienza con un electroscopio

conectado a tierra

(179)

-Y se le acerca un cuerpo cargado

(en este caso con signo negativo)

(180)

-Y se le acerca un cuerpo cargado

(en este caso con signo negativo)

(181)

-Y se le acerca un cuerpo cargado

(en este caso con signo negativo)

(182)

-La cercanía de esa carga negativa

provocará repulsión de

(183)

-La cercanía de esa carga negativa provocará repulsión de electrones de la bolita. - - -- -+ +

(184)

Solo que ahora no se irán a las hojas, sino que irán a tierra, que tiene más capacidad para recibirlos -+ + ++ + +

(185)

Solo que ahora no se irán a las hojas, sino que irán a tierra, que tiene más capacidad para recibirlos -+ + + + + ++ + ++ + +

(186)

Y la bolita del electroscopio se cargó positivamente por haberlos perdido… -- - - -+ + + + + ++ + ++ + +

(187)

Y la bolita del electroscopio se cargó positivamente por haberlos perdido… -+ + + + + ++ + ++ + +

(188)

Y la bolita del electroscopio se cargó positivamente por haberlos perdido… -+ + + + + ++ + ++ + +

(189)

Y la bolita del electroscopio se cargó positivamente por haberlos perdido… -+ + + + + ++ + ++ + +

(190)

Si en este momento retiramos el cable, le quitamos el camino de regreso a los electrones que se fueron… -+ + + + + ++ + ++ + +

(191)

Si en este momento retiramos el cable, le quitamos el camino de regreso a los electrones que se fueron… El electroscopio quedó cargado positivamente. -+ + + + + ++ + ++ + +

(192)

Si en este momento retiramos el cable, le quitamos el camino de regreso a los electrones que se fueron… El electroscopio quedó cargado positivamente. -+ + + + + ++ + ++ + +

(193)

Si en este momento retiramos el cable, le quitamos el camino de regreso a los electrones que se fueron… El electroscopio quedó cargado positivamente. -+ + + + + ++ + ++ + +

(194)

El electroscopio quedó cargado

positivamente…

Y al retirar al cuerpo inductor los electrones se desplazan dentro del electroscopio de

manera tal que la carga se distribuye de manera más uniforme -+ + + + + ++ + ++ + +

(195)

El electroscopio quedó cargado

positivamente…

Y al retirar al cuerpo inductor los electrones se desplazan dentro del electroscopio de

manera tal que la carga se distribuye de manera más uniforme -++ + + + + + + + + + +

(196)

El electroscopio quedó cargado

positivamente…

Precisamente con el signo opuesto al del cuerpo inductor! ++ + + + + + + + + + +

(197)
(198)

Y para terminar,

realicemos lo mismo acercando un cuerpo

(199)

Y para terminar,

realicemos lo mismo acercando un cuerpo

(200)

Y para terminar,

realicemos lo mismo acercando un cuerpo

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