Informe Laboratorio De Coulomb

INTRODUCCION

Desde la antigüedad la electrostática ha marcado una gran importancia dentro del campo de la Física, desde que el filósofo Tales de Mileto, describió propiedades del ámbar al frotarlo, para atraer cuerpos pequeños hasta nuestros días.

La ley de Coulomb es básica en electrostática porque ella rige las acciones mutuas entre cargas eléctricas. De tal manera es importante en estelaboratorio realizar una comprobación cualitativa y cuantitativa de esa ley.

OBJETIVOS

GENERAL:
* Comprobar y reconocer la ley de Coulomb

ESPECIFICOS:
* Calcular la relación entre la fuerza eléctrica y la distancia.
* Encontrar la carga transferida a la esfera de Poron recubierta con grafito.
* Calcular la fuerza eléctrica con ayuda de la tercera ley de Newton.

MARCOTEORICO

LEY DE COULOMB

Ley de Coulomb expresando los signos de cargas de diferente signo, y de carga del mismo signo.

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Desarrollo de la ley.
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Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumentoconsiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir,depende de si sus cargas son negativas o positivas.

Variación de la Fuerza de Coulomb en función de la distancia.
En la barra de la balanza, Coulomb colocó una pequeña esfera cargada y a continuación, a diferentes distancias, posicionó otra esfera también cargada. Luego midió la fuerza entre ellas observando el ángulo que giraba la barra.
Dichas mediciones permitieron determinar que:
* Lafuerza de interacción entre dos cargas  y  duplica su magnitud si alguna de las cargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:
       y       
en consecuencia:
  
* Si la distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza deinteracción disminuye en un factor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar , la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia:
  
Asociando ambas relaciones:
  
Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad paratransformar la relación anterior en una igualdad:

Enunciado de la ley
La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza electrostática.
En términos matemáticos, la magnitud  de lafuerza que cada una de las dos cargas puntuales  y  ejerce sobre la otra separadas por una distancia  se expresa como:

Dadas dos cargas puntuales  y  separadas una distancia  en el vacío, se atraen o repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud está dada por:

La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:

donde  es un vector unitario, siendo su dirección desde la cargas queproduce la fuerza hacia la carga que la experimenta.
Al aplicar esta fórmula en un ejercicio, se debe colocar el signo de las cargas q1 o q2, según sean éstas positivas o negativas.
El exponente (de la distancia: d) de la Ley de Coulomb es, hasta donde se sabe hoy en día, exactamente 2. Experimentalmente se sabe que, si el exponente fuera de la forma , entonces .

Representación gráfica de la...