FISICA 3

UNIDAD I ELECTROSTÁTICA
1.1 Generalidades
Definición e importancia de la electrostática.
Concepto de electrostática. La electrostática es la parte de la Física que estudia las cargas eléctricas en reposo.
Estructura atómica de la materia.
Según la teoría atómica, toda la materia está formada, en última instancia, por moléculas, siendo las moléculas de una sustancia la porción más pequeñaque se puede tener con las propiedades físicas y químicas de dicha sustancia. A su vez, las moléculas están formadas por átomos, y éstos a su vez están formados por partículas subatómicas.
Estructura atómica. En el átomo se han identificado cerca de 30 partículas subatómicas, de las cuales las más importantes son el protón, el electrón y el neutrón. De acuerdo con la teoría atómica, y en términosgenerales, el átomo está estructurado como sigue.
El núcleo está formado por protones y neutrones (el hidrógeno es el único átomo que no tiene neutrón).
Los electrones que giran alrededor del núcleo.
Características del protón, electrón y neutrón. De las diversas propiedades que presentan estas partículas, la carga y la masa de cada una ocuparán nuestra atención.
El protón tiene carga y masa,su carga es positiva.
El electrón tiene carga y masa, su carga es negativa.
El neutrón tiene masa pero no tiene carga.
Modelo atómico.
Interacciones entre protones y electrones. Debido a las fuerzas eléctricas (que son de largo alcance).
Los electrones son atraídos hacia los protones.
Los protones se repelen entre sí.
Los protones y neutrones del núcleo se mantienen unidos entre sí debido afuerzas nucleares de corto alcance pero muy intensas. La energía cinética de los electrones evita que se precipiten hacia el núcleo porque contrarrestan la atracción que los protones del núcleo ejercen sobre los electrones.
Niveles de energía. Respecto de su nivel de energía, un átomo puede encontrarse en cualquiera de estos dos estados. Normal o Excitado. El estado normal corresponde al nivelmínimo de energía, en cambio, el estado excitado corresponde a un nivel de energía más alto que el normal. La energía excedente que hace que un átomo se excite proviene del exterior, la cual actúa sobre los electrones, haciendo que éstos salten a una órbita más alta con mayor contenido energético. Como un átomo excitado es inestable, los electrones radian la energía excedente regresando, así, elátomo a su estado original.
Ionización. Respecto a la pérdida o ganancia de electrones, un átomo se puede convertir en un ión positivo o en un ión negativo. Un ión positivo es un átomo que ha perdido electrones y, por lo tanto, predomina la carga positiva, en cambio, un ión negativo es un átomo que ha ganado electrones y, por lo tanto, predomina la carga negativa. Si el átomo tiene el mismo número deelectrones que de protones, se dice que está eléctricamente neutro.
Tipos de carga eléctrica.
En la naturaleza existen dos tipos de cargas eléctricas, a las cuales se les llama convencionalmente positiva y negativa . Es por esto que entre dos cuerpos cercanos que se encuentran eléctricamente neutros existe una fuerza de atracción gravitacional, la cual, por ser tan débil, su efecto no esperceptible ante nuestros ojos, pero si estos dos cuerpos se encuentran cargados eléctricamente, existirá entre ellos una fuerza de carácter eléctrico mucho más intensa que la fuerza gravitacional. Y cuyo efecto si es perceptible ante nuestros ojos.
Si la carga eléctrica en los dos cuerpos es de la misma clase (mismo signo) éstos cuerpos se rechazarán, pero si tienen cargas de diferente clase (signocontrario), se atraerán. Este comportamiento es tan rigurosamente repetitivo que se ha clasificado como una ley.
Ley de las cargas. Cargas del mismo signo se repelen y cargas de sigo contrario se atraen.

1.2 Electrización.
Cuerpos neutros y eléctricamente neutros.
Un cuerpo se encuentra eléctricamente neutro cuando su carga neta es cero, o sea, que posee el mismo número de electrones que...