Actividad práctica: Atracción y Repulsión Electroestática

Actividad práctica:
Atracción y Repulsión Electroestática:
1- Objetivo: Analizar y describir cualitativamente los fenómenos electroestáticos de atracción y repulsión.
2- Materiales: Péndulos electroestáticos, barra de vidrio (no disponíamos), barra de plástico transparente, barra de plástico negra, tela de lana, tela de seda (no disponíamos), globo, varilla fina de madera y laminasrectangulares de papel aluminio.
3- Fundamento Teórico
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctricoes una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.
Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de lascargas positivas y negativas no varía en el tiempo, Qi=Qf.
La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se los ha podidoobservar libres en la naturaleza.

Formas para cargar eléctricamente un cuerpo:

Electrización por contacto
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva.

Electrización por frotamiento
Al frotar doscuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.
Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda.
Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño a al lápiz.

Electrización por inducción
Un cuerpocargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.
Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste.
En este proceso deredistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente
Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.
Interacción entre cargas iguales y cargas opuestas
Las cargas de igual signose repelen, mientras que las de diferente signo se atraen; es decir que las fuerzas electrostáticas entre cargas de igual signo (por ejemplo dos cargas positivas) son de repulsión, mientras que las fuerzas electrostáticas entre cargas de signos opuestos (una carga positiva y otra negativa), son de atracción.
El átomo está constituido por protones con carga positiva (+), electrones con carganegativa (-) y neutrones, unidos por la fuerza atómica.
La fuerza que ejercen las respectivas cargas de protones y electrones se representan gráficamente con líneas de fuerza electrostática.
4- Procedimiento:
Primeramente se froto la barra de plástico transparente en un trozo de lana, y posteriormente una barra de plástico negro, y lo que logramos observar fue que hubo mayor atracción con el...