Ley De Coulomb
Páginas: 7 (1635 palabras)
Publicado: 16 de junio de 2012
Ley de Coulomb
Introducción:
La fuerza eléctrica es la interacción que se presenta entre dos partículas cargadas, esta fuerza fue medida por primera vez por Charles Coulomb. Los experimentos que realizó este científico con la balanza de torsión confirmaron que la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas está relacionada inversamente con el cuadrado de la distancia de separaciónentre las partículas.
En esta experiencia de laboratorio trabajamos con esferas cargadas eléctricamente con el fin de asociarnos un poco más con la ley propuesta por Coulomb.
Objetivos:
• Emplear de manera adecuada la constante de Coulomb y reconocer su influencia en el cálculo de la fuerza electrostática.
• Determinar la fuerza electrostática cuando ha sido determinada ladistancia de separación entre las partículas cargadas.
• Calcular la fuerza en función de la cantidad de carga.
Marco teórico:
• Carga eléctrica
La carga eléctrica es una propiedad de algunas partículas, se manifiesta mediante atracciones y repulsiones entre ellas, estas son interacciones electromagnéticas. Flanklin demostró que las cargas eléctricas son de dos tipos, positivas ynegativas.
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica es el culombio (símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio, y corresponde a la carga de 6,24 × 1018 electrones aproximadamente.
• Ley de Coulomb
Los experimentos de Coulomb se realizaron con una balanza de torsión, queconsiste en una barra que cuelga de una fibra. Esta fibra es capaz de torcerse, y si la barra gira la fibra tiende a regresarla a su posición original. Si se conoce la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede medir fuerzas.
Dichas mediciones permitieron determinar qué:
o La fuerza de interacción entre dos cargas [pic]y [pic]duplica su magnitud si alguna de las cargasdobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:
[pic][pic][pic] y [pic][pic][pic]
En consecuencia:
• [pic][pic]
o Si la distancia entre las cargas es [pic], al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en unfactor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar [pic], la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:
• [pic][pic]
Asociando ambas relaciones:
[pic][pic][pic]
Finalmente, se introduce una constante deproporcionalidad para transformar la relación anterior en una igualdad:
[pic]
Donde la constante de proporcionalidad es Ke=8.9875*109 N*m/C2
• Campo eléctrico
El campo eléctrico es el modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se lo describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctricapuntual de valor "q" sufrirá los efectos de una fuerza mecánica "F" que vendrá dada por la siguiente ecuación:
[pic]
Equipo:
Balanza de torsión y accesorios para la ley de Coulomb: un soporte para medir distancias con la escala, un mango, una esfera con aislador corto, dos esferas con aisladores largos, una cuchara electrostática, disco con aislador, escala de posición; fuente dealimentación de alto voltaje de 25KV, cable de alto voltaje de 1m, varilla de posición aislada de 25cm, base cilíndrica, electrómetro amplificador, unidad de conexión, dos bases en forma de V de 20cm, laser, varilla de 47cm, mordaza, cronometro, regla de madera, par de cables de 50cm (rojo/azul), cables de conexión de 25cm (negro), cables de conexión de 50cm (negro), dos cables de conexión de...
Introducción:
La fuerza eléctrica es la interacción que se presenta entre dos partículas cargadas, esta fuerza fue medida por primera vez por Charles Coulomb. Los experimentos que realizó este científico con la balanza de torsión confirmaron que la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas está relacionada inversamente con el cuadrado de la distancia de separaciónentre las partículas.
En esta experiencia de laboratorio trabajamos con esferas cargadas eléctricamente con el fin de asociarnos un poco más con la ley propuesta por Coulomb.
Objetivos:
• Emplear de manera adecuada la constante de Coulomb y reconocer su influencia en el cálculo de la fuerza electrostática.
• Determinar la fuerza electrostática cuando ha sido determinada ladistancia de separación entre las partículas cargadas.
• Calcular la fuerza en función de la cantidad de carga.
Marco teórico:
• Carga eléctrica
La carga eléctrica es una propiedad de algunas partículas, se manifiesta mediante atracciones y repulsiones entre ellas, estas son interacciones electromagnéticas. Flanklin demostró que las cargas eléctricas son de dos tipos, positivas ynegativas.
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica es el culombio (símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio, y corresponde a la carga de 6,24 × 1018 electrones aproximadamente.
• Ley de Coulomb
Los experimentos de Coulomb se realizaron con una balanza de torsión, queconsiste en una barra que cuelga de una fibra. Esta fibra es capaz de torcerse, y si la barra gira la fibra tiende a regresarla a su posición original. Si se conoce la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede medir fuerzas.
Dichas mediciones permitieron determinar qué:
o La fuerza de interacción entre dos cargas [pic]y [pic]duplica su magnitud si alguna de las cargasdobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:
[pic][pic][pic] y [pic][pic][pic]
En consecuencia:
• [pic][pic]
o Si la distancia entre las cargas es [pic], al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en unfactor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar [pic], la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:
• [pic][pic]
Asociando ambas relaciones:
[pic][pic][pic]
Finalmente, se introduce una constante deproporcionalidad para transformar la relación anterior en una igualdad:
[pic]
Donde la constante de proporcionalidad es Ke=8.9875*109 N*m/C2
• Campo eléctrico
El campo eléctrico es el modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se lo describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctricapuntual de valor "q" sufrirá los efectos de una fuerza mecánica "F" que vendrá dada por la siguiente ecuación:
[pic]
Equipo:
Balanza de torsión y accesorios para la ley de Coulomb: un soporte para medir distancias con la escala, un mango, una esfera con aislador corto, dos esferas con aisladores largos, una cuchara electrostática, disco con aislador, escala de posición; fuente dealimentación de alto voltaje de 25KV, cable de alto voltaje de 1m, varilla de posición aislada de 25cm, base cilíndrica, electrómetro amplificador, unidad de conexión, dos bases en forma de V de 20cm, laser, varilla de 47cm, mordaza, cronometro, regla de madera, par de cables de 50cm (rojo/azul), cables de conexión de 25cm (negro), cables de conexión de 50cm (negro), dos cables de conexión de...
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