electrostatica

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ELECTROSTATICA
CARGAS ELECTRICAS
Poné unos papelitos sobre la mesa. Raspá una birome contra la ropa o contra el pelo.
Acercá la birome a los papelitos. Vas a ver que la birome los atrae. Esto también
puede pasar al cortar Telgopor. Quedan un montón de bolitas que se atraen. Algo
parecido pasa al peinarse . Un peine frotado o una birome frotada pueden atraer
cosas y hacer que quedenpegadas. Muchas veces pasa que uno frota una cosa y
comprueba que después de frotado, el cuerpo empieza a atraer cosas. Ellos dicen que
por efecto del frotado, el cuerpo " queda cargado".

Hay otros hechos raros que ocurren. A veces al ponerse un pulóver se escucha un
" cri – cri ". Incluso pueden llegar a salir chispas. A veces las manijas de los autos dan
patada. También pasa que uno puederecibir una patada de la manija de una puerta.
También de las patas de una silla. También pueden saltar chispas al tocar a una
persona. ( Por ejemplo al darle la mano )
La explicación que ellos dan a estas cosas raras es la siguiente: Los objetos que sacan
chispas o que dan patada están "cargados eléctricamente". Es un poco complicado
explicar que quiere decir la frase " estar cargado ". Sesupone que al frotar 2 cosas
los electrones de uno de los objetos pasan al otro objeto. Entonces uno de los
cuerpos pierde electrones y queda cargado positivamente. El otro cuerpo gana
electrones y queda cargado negativamente. ( Recordá que los electrones son cargas
negativas ).
Haciendo algunos experimentos se comprobó lo siguiente:
1 ) - Hay 2 tipos de carga : positiva (+) y negativa (-).
2) - Las cargas de distinto signo se atraen. Las cargas de igual signo se repelen.
3 ) – La fuerza de atracción ( o de repulsión ) disminuye a medida que aumenta la
distancia entre las cargas.
Todo esto es un poco parecido a lo que pasa en los imanes. Los imanes también se
atraen y se repelen de acuerdo a si son del mismo polo o de polos distintos.

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LEY DE COULOMB
Las cargas eléctricasse miden en Coulomb ( C ). Las voy a dibujar como pelotitas.
Suponé que tengo dos cargas Q1 y Q2 separadas una distancia d

Si las cargas son iguales se van a atraer. Si las cargas son distintas se van a repeler.
Para calcular la fuerza de atracción ( o de repulsión ) entre las cargas se usa la
siguiente fórmula :

Esta fórmula se la llama ley de Coulomb. Me da la fuerza que actúa sobre cadauna de
las 2 cargas separadas una distancia d . En esta fórmula:
F es la fuerza de atracción ( o repulsión ) entre las cargas. Se mide en Newtons.
Q1 y Q2 son las cargas que yo pongo. Van en Coulombs.
d es la distancia que separa a las cargas. Se pone en metros. Está al2 en la fórmula.
K es una constante. Se la llama constante de Coulomb. El valor de K es:

Epsilon Erre ( εr ) es la "Constante dieléctrica del material ". εr es un número sin
unidad. El valor de εr depende del material que haya entre las cargas.

Si entre las cargas hay aire o vacío, εr vale 1. Si entre las cargas hay algún material
raro εr vale tendrá otro valor. En la mayoría de los casos el Epsilon Erre es dato.
EJEMPLO ( Ley de Coulomb )
Se tienen 2 cargas positivas Q1 = 2 C y Q2 = 10 C separadas unadistancia de 10 cm en el
vacío.
a) – Calcular la fuerza que actúa entre las cargas.
b) – Idem si se pone entre las cargas un material de constante dieléctrica εr = 10
c) – ¿ Qué ocurre si se duplica la distancia entre las cargas ?
d) – Qué fuerza es mayor, ¿ la que actúa sobre Q1 o la que actúa sobre Q2 ?

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a) - Planteo la ley de Coulomb. La fuerza que aparece va a ser de repulsión porque las2 cargas son positivas. Hago un dibujito :

Reemplazo los valores en la ley de Coulomb. En el caso a) εr = 1 porque hay vacío.
Entonces :

b) - Cuando pongo el material de constante dieléctrica εr = 10, la fuerza será F/εr
Es decir F = 9 x 1011 N .

c) – Si duplico la distancia entre las cargas la fuerza disminuye a la cuarta parte.
( Hacé la cuenta ). Esto pasa porque las fuerzas...