76 2013 07 11 13 Franklins Bell

Campana de Franklin
1. Principio físico que ilustra

2. Foto o Esquema

5A40.20

Interacción electrostática
Carga inducida
Péndulo simple

3. Descripción
Cuando se conecta el circuito, los procesosde carga
y descarga electrostáticas de una bolita metálica
originan un movimiento oscilatorio de la bolita entre
las dos latas.

Transportable: SI

4. Web del catálogo: http://www.ucm.es/theoscarlab
5.Fundamento teórico

E

σ = 3ε 0 E cos θ

-

-

-

+

Cuando un conductor esférico se sitúa en un campo eléctrico uniforme, E, se
origina una distribución de carga en su superficie que viene dadapor:

+
+
+
+
+

donde ε0 es la permitividad del vacío, siendo la carga inducida neta cero. El potencial sobre la esfera
conductora es nulo. La esfera se comporta como un dipolo eléctrico, condistribuciones de carga de signo opuesto en los lados de la esfera.
E

θ
l

QE

mg

Si el campo eléctrico es creado por un condensador y la esfera se coloca
suspendida del extremo inferior de un hilo,perpendicular al campo eléctrico, fijo
por su extremo superior, la esfera siente una fuerza de atracción hacia la placa
positiva, más cercana de la carga negativa inducida en la esfera. Mientras el
lado opuestode la esfera con carga positiva será atraída por la placa negativa.
Se produce entonces un movimiento de la esfera debido a la fuerza de
atracción eléctrica entre cargas de signo contrario (ley deCoulomb). Al
alcanzar la placa positiva, la esfera queda cargada con carga positiva, Q.
Cuando la esfera se ha cargado se mueve repelida, debido a la fuerza de
repulsión eléctrica entre cargas de igualsigno,

r
r
F = QE

hacia la placa del lado opuesto, cargada negativamente. Cuando alcanza dicha
placa, choca con ella, cargándose negativamente, y moviéndose entonces de
nuevo hacia el lado opuesto,repelida por la fuerza de repulsión eléctrica.
Debido a su energía cinética, la esfera rebasa la posición de equilibrio acercándose de nuevo a la placa
positiva, volviéndose a cargar y comenzando de...