Biofisica

1. TÍTULO

2. RESUMEN

Debemos comprender que la mayoría de los objetos ocultan grandes cantidades de cargas eléctricas, que en su mayor parte se cancelan por efectos externos y que al provocarse un desequilibrio se revelan los efectos de las cargas, sean positivas o negativas.
Una de las ramas del área de la física que se dedica a estudiar los fenómenos eléctricos es la electrostática,sea esta en su producción, distribución y los efectos de las cargas electrostáticas. La electrostática utiliza conceptos tales como el campo electrostático y el potencial eléctrico y de leyes físicas como la ley de Coulomb.
El presente informe contiene experiencias demostrativas del campo de la electrostática que nos permitirán conocer, por ejemplo, la variación de la intensidad del campoeléctrico debido a la distancia, medir potencial eléctrico en las proximidades de un generador de Van de Graff, conocer un condensador eléctrico y demostrar cualitativamente la Ley de Coulomb.

3. OBJETIVOS

* Electrizar una varilla de vidrio y otra de resina y distinguir el tipo de carga de cada una.
* Describir la fuerza electrostática de interacción entre dos cuerpos cargados.
*Utilizar el electroscopio para determinar fenómenos electrostáticos de cuerpos cargados.
* Generar alto potencial electrostático mediante la máquina de Van de Graff y analiza los efectos eléctricos circundantes.

4. FUNDAMENTO TEÓRICO
5.1. El Electroscopio
El electroscopio es un aparato que permite detectar la presencia de campos eléctricos en un cuerpo e identificar el signo de losmismos.
El electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro o de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y laslaminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal.
Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puededeterminarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.
Un electroscopio cargado pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenidoen iones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos.


Fig. 1 Electroscopio

5.2. Jaula de Faraday

La jaula de Faraday esuna caja metálica que protege de los campos eléctricos estáticos. Debe su nombre al físico Michael Faraday , que construyó una en 1836. Se emplean para proteger de descargas eléctricas, ya que en su interior el campo eléctrico es nulo.

El funcionamiento de la jaula de Farday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en presenciade un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos actúa una fuerza dada por:

Donde e es la carga del electrón. Como la carga del electrón es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor...