Serway

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE FÍSICA


LABORATORIO DE FÍSICA II

EXPERIENCIA No: 3
LEY DE COULOMB

GRUPO: D1D SUBGRUPO: 2
ESTUDIANTES:
SERGIO CHAPARRO GIGLIO COBUZIO 2061650
SERGIO ANDRÉS PÉREZ BARRIOS 2061639
DANIEL CARVAJAL DOMINGUEZ 2070587
DOCENTE: HUGO MORENO BAYONA
FECHA DEL EXPERIMENTO: 4 DE JUNIO DE 2008
FECHA DE ENTREGADEL INFORME: 18 DE JUNIO DE 2008



BUCARAMANGA, I SEMESTRE DE 2008
 
RESUMEN Y OBJETIVOS ALCANZADOS
En la presente experiencia, basándonos y aplicando las premisas físico teóricas que soportan el comportamiento físico ideal de la fuerza electroestática producto de la interacción de dos esferas metálicas cargadas, que para efectos de la práctica de laboratorio correspondían formalmente acargas puntuales, corroboramos satisfactoriamente la proporcionalidad directa de la fuerza electroestática con respecto al producto de las cargas , y a su vez, su proporcionalidad inversa en términos del cuadrado de la distancia de separación entre estas. Por ende, damos por cumplida la finalidad de la experiencia en tanto los objetivos previamente establecidos para esta fueron alcanzados ycomprobados.
TEORÍA
Ley de Coulomb
La Ley de Coulomb abarca dos tópicos teóricos importantes que enuncian el comportamiento físico de las cargas puntuales, que contribuyen al estudio y análisis de las interacciones físicas eléctricas presentes entre estas:
“La magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas (Principio de Conservaciónde la Carga) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas (Ley Inversa de los Cuadrados).”
Dicho principio es válido físicamente solo para condiciones estacionarias e ideales (vacío), es decir, cuando las cargas puntuales describen un movimiento rectilíneo uniforme o si se hallan en reposo una con respecto a la otra sin la intervención de factores externos (Otras clases defuerzas o materia) que modifiquen el valor inicial de sus respectivas cargas.
F=(〖k 〗_e |q_1 ||q_2 |)/r^2 [N]

Donde 〖k 〗_e es la llamada “Constante de Coulomb” expresada en el SI cómo 1/(4π∈_0 ) =8,988*〖10〗^9[(N*m^2)/C^2 ], y a su vez, ∈_0 corresponde a la “Permitividad eléctrica en el vacío” ∈_0=8,85*〖10〗^(-12) [C^2/(N*m^2 )].
Propiedades de la fuerza eléctrica.
La fuerzaeléctrica obedece a la tercera ley de Newton, por consiguiente, las fuerzas resultantes de la interacción de una carga puntual sobre otra carga puntual son iguales en magnitud, pero diferentes en dirección sin importar si dichas fuerzas son de atracción (Las cargas presentan la misma polaridad) o de repulsión (Las cargas presentan distinta polaridad).
Para un sistema discreto de cargas puntuales lafuerza electroestática total que actúa sobre una determinada carga puntual, corresponderá a la suma vectorial de cada una de las fuerzas ejercidas por cada carga q_i sobre la carga q deseada (Principio de Superposición de Fuerzas)
F ̅=∑_i^N▒(kq_1 q)/(r_i^2 ) u ⃗_ri F ⃗_ep=F ⃗_1p+F ⃗_2p+⋯+F ⃗_np
DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE EXPERIMENTAL
Para llevar a cabo la realización dela práctica experimental de la “Ley de Coulomb” tuvimos en cuenta el siguiente procedimiento.
A. Calibración de la balanza de torsión
Para dicha etapa inicial se propone la ejecución del método estático o del método dinámico, sin embargo, para evitar la presencia de errores de naturaleza metódica y de riesgos asociados con la manipulación, ensamblaje y posterior calibración de la balanza detorsión, acatamos la sugerencia de tomar como D = 3,1*〖10〗^(-4)[Nm/rad] (Constante de torsión restauradora), B= 0,05 [m] (Longitud desde el eje de rotación), los cuales corresponden a los valores que normalmente se obtienen a partir de los métodos mencionados. Adicionalmente, tuvimos en cuenta que el diámetro de cada esfera metálica es de 3[mm], por lo tanto, la distancia de separación entre los...