FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

SIMULACIÓN 1. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
Explorando el Potencial Eléctrico, Campo Eléctrico y la Relación con la Distancia

Objetivos

Determinar la relación entre el potencial eléctrico y la distancia para una carga puntual.
Determinar la relación entre el potencial eléctrico y la fuerza del campo eléctrico en una región.

Procedimiento

1. Ejecutar la Simulación Cargas y Camposhttp://phet.colorado.edu/en/simulation/charges-and-fields
2. Presionar Run Now. Una vez que la simulación se muestra en la pantalla, presiona las opciones grid, Show E voltage y Show numbers.

Parte 1
Primero, explora el colocar un carga puntual positiva de 1 nC (nanocoulomb) en el centro de la pantalla. Mueve la caja de medición de voltaje (la que se muestre a la derecha) a puntos diferentescercanos a la carga. ¿Cómo cambia el valor del voltaje? ¿Cómo cambia el color en el círculo que parece una mirilla cuando te acercas o te alejas de la carga?




Reemplaza la carga positiva con una carga negativa de 1 nC. Para remover una carga, solo presiona y arrástrala y deposítala en su caja. ¿Cómo difiere el valor del potencial eléctrico mostrado en la caja de medición de voltaje cuandose coloca la caga negativa? ¿En qué si es igual que el caso de la carga positive?
Diferente: ________________________________________________________________________
Igual: ___________________________________________________________________________
El voltaje es otra palabra para referirnos al potencial eléctrico. El potencial eléctrico es una característica de la distribución de una cargafuente ±1 nC (nanoCoulomb) en los ejemplos anteriores. El potencial eléctrico expresa el trabajo que una distribución de carga fuente realiza sobre una carga puntual en la medida que la carga cambia de posición. El campo eléctrico expresa la Fuerza que una distribución de carga fuente ejerce sobre una carga puntual. El trabajo es proporcional a la fuerza ejercida. Así, el potencial eléctrico estárelacionado con el campo eléctrico.
Determina la relación V vs. r para una carga puntual. Esto significa hacer un pequeño muestreo de datos para poder establecer una hipótesis acerca de dicha relación. En esta parte, será necesario el uso del Excel para graficar y para encontrar la mejor gráfica de ajuste (best-fit relationship).
Presiona show numbers y tape measure para medir las distancias desdela carga que produce el campo a la carga de prueba. La cinta de medir puede ser arrastrada a una distancia específica y colocada en cualquier punto sobre el campo. Como sugerencia, utiliza distancias en incrementos de 0.5 m.
Después de registrar las mediciones, realizar la gráfica V vs. r, y obtener la mejor gráfica de ajuste. Vas a expresar en tus propias palabras la relación entre V y r, conbase a lo observado:

Si la distancia ____________________________________________________________________
entonces el potencial eléctrico ________________________________________________________
porque __________________________________________________________________________
La mejor gráfica de ajuste fue: ¿Lineal o cuadrática? ______________________________________

El soporte teóricopara las gráficas de ajuste lo tendrás que consultar en algún material de un libro de estadística o un artículo en Internet.

¿Cómo se compara esta relación (V vs. r) a la relación Campo Eléctrico E vs. r (o distancia)? Para ello deberás repetir el proceso que se hizo antes entre V y r, pero ahora para E y r

Explica en tus propias palabras
Si la distancia______________________________________
entonces el campo eléctrico ___________________________
porque____________________________________________







Parte 2

En esta parte de la actividad, vas a desarrollar un procedimiento para probar la relación entre el Potencial Eléctrico y el Campo Eléctrico. En otras palabras, cuando dibujes las curvas equipotenciales que tengan un V entre ellas, ¿cómo se relaciona su...