balanza de torcion


Balanza de torsión.
Ing. Bonilla Acosta Diana Katerine,
Ing. Burgos Castro Sindy Paola,
Ing. Brayan Briseño,
Ing. Jonny Malagon.
Departamento de ciencias básicas, Universidad Manuela Beltrán
Bogotá, Colombia


RESUMEN

Este artículo tiene la finalidad de presentar un trabajo práctico de laboratorio de física destinado a estudiantes de ingeniería con conocimientos en físicaelectromagnética comparando los conceptos teóricos y experimentales presentes en un movimiento vertical causado por una transferencia de carga. Para ello se llevó a cabo el diseño y construcción de una balanza de torsión que tuviera polos a tierra, el cual está elaborado una parte en madera, icopor, metal, aluminio entre otros, en donde se estudió la conducción, en el cual se involucra magnitudes comovelocidad, periodo, radio, longitud, constante de torsión, entre otras. Gracias a estas magnitudes se logró calcular las variables como: ángulos, la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas una gráfica de , en función , para así obtener la pendiente y compararla con el valor de la pendiente teórica.

Palabras claves: ángulos, fuerza de atracción, repulsión, cargaseléctricas, movimiento vertical.
LA INTRODUCCION
La balanza de torsión, fue utilizada por el físico francés Charles Augustin de Coulomb para estudiar la fuerza ejercida de una carga sobre otra. Este experimento, consistió en dos esferas de metal sujetas por los dos extremos de una barra suspendida por un filamento. Las dos esferas cargadas se repelen o se atraen unas a otras, causando una torsión de uncierto ángulo. De esta forma, se puede saber cuánta fuerza, en Newtons, es requerida para realizar torsión la balanza un cierto ángulo. Gracias a este experimento, Coulomb encontró la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales, es decir; esferas cargadas cuyas dimensiones eran menores que la distancia entre ellas. Este aparato permitió establecer y comprobar la ley de coulomb, lacual establece que:

“La fuerza ejercida por una carga puntual, sobre otra está dirigida a lo largo de la línea que las une. La fuerza varia inversamente con el cuadrado de la distancia que separa las cargas y es proporcional al producto de las cargas. Es repulsiva si las cargas tienen el mismo signo y atractiva si las cargas tienen signos opuestos.”
A partir de la información otorgadaanteriormente junto con la consignada en el marco teórico, éste proyecto de investigación pretendió diseñar y construir una balanza de torsión con materiales como: aluminio, pin pones, madera entre otros, con el cual se pudo realizar el análisis, calcular las variables como: ángulos, la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas de la balanza de torsión y poder entender un poco más sobreeste fenómeno, lo cual debemos tener conocimiento de la Ley de Coulomb, fuerza de atracción, fuerza de repulsión, fuerza eléctrica y el comportamiento de las cargas en reposo.
MATERIALES Y METODOS
Los materiales que se utilizaron para la elaboración de la balanza de torsión fueron:
Descripción
Cantidad
Valor Unitario
Valor Total
Pimpones
4
$500
$2.000
Varillas con cabezas
2
$5.000$10.000
Tornillos de (1/2’,1’,1’1/2)
(4,2,2)
$250
$2.500
Bolas de Icopor
2
$500
$1.000
metro
1
$1.200
$1.200
Transportador (impresión a color)
1
$750
$750
Papel aluminio
½
Metro
$1.000
$1.000
Metro nylon
1
$200
$200
Transporte
 
 
$25.000

 
VALOR TOTAL:
$43.650





Teniendo el montaje de la balanza de torsión se verifica que cada una de las partes quecomponen al dispositivo estuviera debidamente colocada y descargada. En primer lugar se procede a determinar la constante de torsión C, colocando la balanza de forma horizontal para poner paulatinamente masas de 2, 4, 6, 8, y 10 gr sobre la balanza. Para ello se interpreta la constante de torsión como la pendiente de una gráfica de peso en función del ángulo. Luego se cargan las esferas a una...