Balanza de coulomb

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MUSEO HISTORICO DE CIENCIAS FISICAS

FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS

BALANZA DE COULOMB Museo Historico De Ciencias Fisicas Información recopilada por: Raúl Contreras B. Facultad De Ciencias Fisicas Área de Electricidad y Magnetismo

Siendo necesario conocer el funcionamiento de los equipos del Museo Histórico De Ciencias Físicas, reuní esta información que nos podrá dar algunos detalles deluso de la Balanza de Coulomb, equipo que se encuentra en el M.H.C.F, el cual esta actualmente en reparación, además de conocer la vida de su creador, el francés Charles Augustin Coulomb y la teoría que formulo al experimentar con el artefacto que invento. La balanza de Coulomb esta constituida por un tubo cilíndrico asentado sobre otro cilindro hueco más ancho, ambos en vidrio. En el tope existeun micrómetro y un sistema de fijación del hilo de cuarzo. El hilo pasa por el interior del tubo más angosto y sostiene en la extremidad un peso y un brazo horizontal. En una de las extremidades de este brazo está una esferita de bronce y en la otra un contrapeso con funciones de equilibrar del brazo y de reducir las oscilaciones. Una varilla soporta otra esfera idéntica está introducida en elcilindro inferior (esta esfera quedará “fija”). En el interior y al medio de la pared del cilindro inferior existe una escala graduada. El “cero” del aparato se obtiene alineando visualmente el primer hilo con el cero de la escala graduada, rodando el micrómetro. Las dos esferas deben quedar en contacto Coulomb empleó su balanza de torsión para estudiar las fuerzas electrostáticas. Para ello cargó unaesfera fija con una carga q1 y otra esfera, situada en el extremo de una varilla colgada, con una carga q2. La fuerza ejercida por q1 sobre q2 tuerce la varilla y la fibra de la que cuelga. Girando el cabezal de suspensión en sentido contrario se mantienen las esferas a la distancia original. La fuerza se mide por el ángulo que hay que girar el cabezal. Coulomb halló que la fuerza ejercida poruna carga sobre otra es directamente proporcional al producto de ambas cargas (q1q2). También observó que la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r entre las esferas cargadas. Esta relación se conoce como ley de Coulomb. Aún cuando los fenómenos electrostáticos fundamentales eran ya conocidos en la época de Charles Coulomb, no se conocía aún la proporción en la que esasfuerzas de atracción y repulsión variaban. Fue este físico francés quien, tras poner a punto un método de medida de fuerzas sensible a pequeñas magnitudes, lo aplicó al estudio de las interacciones entre pequeñas esferas dotadas de carga eléctrica. El resultado final de esta investigación experimental lo presento en una memoria y fue la ley que lleva su nombre y que describe las características delas fuerzas de interacción entre cuerpos cargados. Cuando se consideran dos cuerpos cargados (supuestos puntuales), la intensidad de las fuerzas atractivas o repulsivas que se ejercen entre sí es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que las separa, dependiendo además dicha fuerza de la naturaleza del medio que les rodea. Comofuerzas de interacción, las fuerzas eléctricas se aplican en los respectivos centros de las cargas y están dirigidas a lo largo de la línea que los une. La expresión matemática de la ley de Coulomb es:

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en donde q y q' corresponden a los valores de las cargas que interaccionan tomadas con su signo positivo o negativo, rrepresenta la distancia que las separa supuestas concentradas cada una de ellas en un punto y K es la constante de proporcionalidad correspondiente que depende del medio en que se hallen dichas cargas. El hecho de que las cargas aparezcan con su signo propio en la ecuación anterior da lugar a la existencia de dos posibles signos para la fuerza Fe, lo cual puede ser interpretado como el reflejo de...
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