Electroscopio Elemental
Páginas: 4 (922 palabras)
Publicado: 28 de noviembre de 2012
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Funcionamiento de un electroscopio elemental
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1 Enunciado
Un electroscopio mide la carga por ladesviación angular de dos esferas idénticas conductoras, suspendidas por cuerdas aislantes de masas despreciables y longitud L. Cada esfera tiene una masa m y está sometida a la gravedad g. Las cargaspueden considerarse como puntuales e iguales entre sí. Halle la ecuación que liga el semiángulo θ con el valor de la carga total Q depositada en las esferas.
Suponga que la masa de cada esferaes m = 10 − 4 kg y la longitud del cable del que penden es 20 cm. Admita asimismo que los ángulos de desviación pueden medirse como mucho con una precisión de 1°. ¿Cuál es la carga mínima que puede medirsecon este aparato? ¿Y la carga máxima?
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2 Solución
Si las bolas están descargadas la configuración del electroscopio es la que se muestra en lafigura. Al depositar una carga Q, como las dos esferas son idénticas y los dos hilos también, la carga se distribuye por igual en las dos esferas. Es decir, cada una de ellas adquiere una carga Q / 2.Como las cargas de las esferas son iguales y del mismo signo, se repelen, con lo que aumenta el ángulo θ que forman los hilos con la vertical.
La figura siguiente muestra el estado de equilibrio delsistema. Sobre cada bola actúan tres fuerzas, a saber: el peso, la fuerza eléctrica debida a la otra esfera, y la tensión de la cuerda, . Para resolver el problema supondremos que las esferas soncargas puntuales, esto es, que su radio es mucho menor que la distancia que separa las esferas en todo instante. Esto es bastante cierto cuando el ángulo θ es grande, pero no tanto cuando las dos esferasestán muy próximas. De todos modos, las esferas de las figuras son mucho más grandes que las que se usan en la práctica.
Para encontrar el valor de equilibrio del ángulo θ vamos a examinar las...
Funcionamiento de un electroscopio elemental
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1 Enunciado
Un electroscopio mide la carga por ladesviación angular de dos esferas idénticas conductoras, suspendidas por cuerdas aislantes de masas despreciables y longitud L. Cada esfera tiene una masa m y está sometida a la gravedad g. Las cargaspueden considerarse como puntuales e iguales entre sí. Halle la ecuación que liga el semiángulo θ con el valor de la carga total Q depositada en las esferas.
Suponga que la masa de cada esferaes m = 10 − 4 kg y la longitud del cable del que penden es 20 cm. Admita asimismo que los ángulos de desviación pueden medirse como mucho con una precisión de 1°. ¿Cuál es la carga mínima que puede medirsecon este aparato? ¿Y la carga máxima?
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2 Solución
Si las bolas están descargadas la configuración del electroscopio es la que se muestra en lafigura. Al depositar una carga Q, como las dos esferas son idénticas y los dos hilos también, la carga se distribuye por igual en las dos esferas. Es decir, cada una de ellas adquiere una carga Q / 2.Como las cargas de las esferas son iguales y del mismo signo, se repelen, con lo que aumenta el ángulo θ que forman los hilos con la vertical.
La figura siguiente muestra el estado de equilibrio delsistema. Sobre cada bola actúan tres fuerzas, a saber: el peso, la fuerza eléctrica debida a la otra esfera, y la tensión de la cuerda, . Para resolver el problema supondremos que las esferas soncargas puntuales, esto es, que su radio es mucho menor que la distancia que separa las esferas en todo instante. Esto es bastante cierto cuando el ángulo θ es grande, pero no tanto cuando las dos esferasestán muy próximas. De todos modos, las esferas de las figuras son mucho más grandes que las que se usan en la práctica.
Para encontrar el valor de equilibrio del ángulo θ vamos a examinar las...
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