Expe 1 FINAL
Páginas: 6 (1374 palabras)
Publicado: 25 de octubre de 2015
EXPERIENCIA Nº 1
“Comprobando la Ley de Coulomb”
Nombre:
Alejandra Leiva
Javiera Vargas
Rol:
2760518-4
2760540-0
E-mail:
janynaj@msn.com
gythien.rest@gmail.com
Resultados
En un montaje se disponen de 3 esferas (A, B, C) conductoras y sin carga. La esfera B esta en equilibrio colgando de un hilo aislante, la A y C permanecen fijas. Estando las 3 esferas en contacto se le aplica unadiferencia de potencial de 50[V]a la esfera A, al cargarse a su vez se cargaran B y C por contacto. Luego se separan y se descarga la esfera A conectándola a tierra. En ese momento es cuando se aprecia la acción de la fuerza eléctrica en B producida por C (ya que anteriormente sobre B la fuerza eléctrica se anulaba). La siguiente figura ilustra la situación:
Figura 1: Diagrama de cuerpo libre delmontaje realizado en la experiencia.
Se mide la distancia d y la distancia R según las sombras proyectadas de las esferas en un papel milimetrado. Se repite todo el procedimiento mencionado reiteradas veces para así llegar al siguiente grafico:
Gráfico 1.1: Relación entre las distancias R y D medidas en el experimento. (Tabla de datos apéndice 1.1)
Al sacar la línea de tendencia del grafico1 se obtiene la ecuación que relaciona ambas distancias:
Ecuación 1.1
Obteniéndose también el coeficiente de correlación:
R2 = 0.984
Si se analiza la figura 1 se puede determinar siguiente ecuación:
Ecuación 1.2
De donde m es la masa de la esfera y l es el largo del hilo por el que cuelga B.
m= 0.0002 [Kg]
l= 0.47 ±0.0005 [m]
Con los datos obtenidos delgrafico 1.1 y ocupando la ecuación 1.2 se calcula la fuerza eléctrica experimental sobre la esfera B. Con los valores de las distintas fuerzas para cada valor de d se construye un gráfico que relacione la el gráfico:
Gráfico 1.2: Fuerza electrica sobre B con respecto a la distancia entre B y C. (Tabla de datos apéndice 1.2)
Nuevamente se saca la linea de tendencia y se tiene:
Con uncoeficiente de correlación de:
R2 = 0.985
Discusión y Análisis
El objetivo de la experiencia es verificar la Ley de Coulomb y se debe considerar que al realizar el experimento lo correcto es trabajar en condiciones ideales, esto es imposible considerando que no se tienen los medios que se requieren pero si se trata de conseguir lo más cercano a las condiciones ideales. Se elimina cualquier agenteexterno que afecte las mediciones, por este motivo el laboratorio donde se trabaja esta calefaccionado eliminando así la humedad del ambiente. El hilo por el cual está suspendida la esfera B es de seda y tiene una alta resistencia para evitar que esta se descargue más rápidamente. Además la mesa de trabajo debe estar firme para evitar que ante cualquier movimiento haga oscilar la esfera B. Lasmediciones se realizan en un tiempo corto, ya que debido a las condiciones existentes las esferas se descargan rápidamente; debido a esto después de cada medición las esferas deben cargarse nuevamente y con el mismo voltaje y así los datos obtenidos serán más fidedignos.
El montaje realizado en el laboratorio se encuentra en equilibrio de fuerzas y se obtienen las siguientes relaciones:Ecuación 2.1
Esta relación nos permite medir fuerza eléctrica de manera teórica relacionando el ángulo, la masa y la constante de gravedad.
Ecuación 2.2
Teóricamente se obtuvo la carga de la esfera según la ecuación:
Ecuación 2.3
Igualando la Ley de Coulomb con la ecuación teórica del problema se obtiene un resultado para la constante de Coulomb (kc):
Ecuación 2.4Ecuación 2.5
Para y se obtiene una constante
Da un error muy elevando debido a los distintos factores que intervinieron en la realización del experimento, como el error humano en la toma de medidas, la rápida descarga da las esferas, el movimiento de la esfera colgante al ser separada de la esfera cargada, estos entre otros inconvenientes ya nombrados impidieron constatar una constante más...
“Comprobando la Ley de Coulomb”
Nombre:
Alejandra Leiva
Javiera Vargas
Rol:
2760518-4
2760540-0
E-mail:
janynaj@msn.com
gythien.rest@gmail.com
Resultados
En un montaje se disponen de 3 esferas (A, B, C) conductoras y sin carga. La esfera B esta en equilibrio colgando de un hilo aislante, la A y C permanecen fijas. Estando las 3 esferas en contacto se le aplica unadiferencia de potencial de 50[V]a la esfera A, al cargarse a su vez se cargaran B y C por contacto. Luego se separan y se descarga la esfera A conectándola a tierra. En ese momento es cuando se aprecia la acción de la fuerza eléctrica en B producida por C (ya que anteriormente sobre B la fuerza eléctrica se anulaba). La siguiente figura ilustra la situación:
Figura 1: Diagrama de cuerpo libre delmontaje realizado en la experiencia.
Se mide la distancia d y la distancia R según las sombras proyectadas de las esferas en un papel milimetrado. Se repite todo el procedimiento mencionado reiteradas veces para así llegar al siguiente grafico:
Gráfico 1.1: Relación entre las distancias R y D medidas en el experimento. (Tabla de datos apéndice 1.1)
Al sacar la línea de tendencia del grafico1 se obtiene la ecuación que relaciona ambas distancias:
Ecuación 1.1
Obteniéndose también el coeficiente de correlación:
R2 = 0.984
Si se analiza la figura 1 se puede determinar siguiente ecuación:
Ecuación 1.2
De donde m es la masa de la esfera y l es el largo del hilo por el que cuelga B.
m= 0.0002 [Kg]
l= 0.47 ±0.0005 [m]
Con los datos obtenidos delgrafico 1.1 y ocupando la ecuación 1.2 se calcula la fuerza eléctrica experimental sobre la esfera B. Con los valores de las distintas fuerzas para cada valor de d se construye un gráfico que relacione la el gráfico:
Gráfico 1.2: Fuerza electrica sobre B con respecto a la distancia entre B y C. (Tabla de datos apéndice 1.2)
Nuevamente se saca la linea de tendencia y se tiene:
Con uncoeficiente de correlación de:
R2 = 0.985
Discusión y Análisis
El objetivo de la experiencia es verificar la Ley de Coulomb y se debe considerar que al realizar el experimento lo correcto es trabajar en condiciones ideales, esto es imposible considerando que no se tienen los medios que se requieren pero si se trata de conseguir lo más cercano a las condiciones ideales. Se elimina cualquier agenteexterno que afecte las mediciones, por este motivo el laboratorio donde se trabaja esta calefaccionado eliminando así la humedad del ambiente. El hilo por el cual está suspendida la esfera B es de seda y tiene una alta resistencia para evitar que esta se descargue más rápidamente. Además la mesa de trabajo debe estar firme para evitar que ante cualquier movimiento haga oscilar la esfera B. Lasmediciones se realizan en un tiempo corto, ya que debido a las condiciones existentes las esferas se descargan rápidamente; debido a esto después de cada medición las esferas deben cargarse nuevamente y con el mismo voltaje y así los datos obtenidos serán más fidedignos.
El montaje realizado en el laboratorio se encuentra en equilibrio de fuerzas y se obtienen las siguientes relaciones:Ecuación 2.1
Esta relación nos permite medir fuerza eléctrica de manera teórica relacionando el ángulo, la masa y la constante de gravedad.
Ecuación 2.2
Teóricamente se obtuvo la carga de la esfera según la ecuación:
Ecuación 2.3
Igualando la Ley de Coulomb con la ecuación teórica del problema se obtiene un resultado para la constante de Coulomb (kc):
Ecuación 2.4Ecuación 2.5
Para y se obtiene una constante
Da un error muy elevando debido a los distintos factores que intervinieron en la realización del experimento, como el error humano en la toma de medidas, la rápida descarga da las esferas, el movimiento de la esfera colgante al ser separada de la esfera cargada, estos entre otros inconvenientes ya nombrados impidieron constatar una constante más...
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