PRACTICA 2

EXPERIMENTO No. 2
LEY DE COULOMB

1.- FUNDAMENTO TEÓRICO
LA CARGA ELÉCTRICA
La carga eléctrica es una propiedad que portan los constituyentes de los átomos (concretamente los electrones y protones) y la ley fundamental de la interacción de dos cargas en reposo es la Ley de Coulomb. Esta ley de fuerza es tan fundamental como la de Gravitación Universal y tiene la misma forma. Sinembargo, la fuerza que describe la Ley de Coulomb, puede ser de atracción o repulsión, a diferencia de la Fuerza Gravitacional que solo es de atracción.

FUERZAS ELÉCTRICAS
Fuerzas Eléctricas.- Estas fuerzas que se estudiarán en esta práctica son fundamentales y están gobernadas por una ley similar a la Ley de Gravitación Universal.
Si dos cuerpos cualesquiera están cargados eléctricamente con cargaspuntiformes, existe una fuerza eléctrica entre ellos, y si las magnitudes de las cargas son q1 y q2 respectivamente, la fuerza varía en razón inversa al cuadrado de la distancia entre las cargas, según predice la Ley de Coulomb:
Para cargas de signo diferentes esta ley es similar a la ley de gravitación, pero para cargas de signos iguales la fuerza es repulsiva, el sentido se invierte.
La fuerzaestá dirigida a lo largo de la línea entre las dos cargas. La constante en la fórmula depende por supuesto de las unidades que se utilicen para la fuerza, la carga y la distancia. Corrientemente la carga se mide en Coulomb, la distancia en metros y la fuerza en Newtons. Entonces toma el valor numérico de:



De donde la permitividad o del espacio vacío valdrá:
o = 8.85418781762 10-12 C2/N m22.- OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Estudiar y comprobar experimentalmente la ley de Coulomb, ley de dos cargas en reposo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar experimentalmente la permitividad del medio utilizando el método del promedio.
Hacer uso de la balanza de torsión.
Evidenciar la interacción eléctrica entre dos partículas.
Graficar el suceso 4F vs q1q2/r. para obtener permisividad de base alajuste de curvas.
3.- DESCRIPCIÓN DE LA PRACTICA
3.1.- Equipo utilizado.-
Utilizando la Balanza de Torsión:



3.2.- Secuencia de la práctica.-
Calibración de la balanza de torsión. Método de contraste dinámico.-
Para evaluaciones de tipo cuantitativo con la balanza de torsión es necesario calibrar ésta, mediante el método de contraste dinámico.
Este método indica que, si se conocen el periodo deoscilación (T) de una varilla de momento de inercia conocida (I) sujeta al rotoide, el valor del coeficiente de torsión (K) de la balanza puede ser calculado según:

Luego, una vez conocida el valor de la constante de torsión (k), estaremos en condiciones de evaluar el valor de la fuerza (F) que se quiere medir.
La fuerza de atracción o repulsión depende de la distancia que separa a las esferas.-La esfera k2 será fijada a una distancia de 10 cm de la k1. Ambas serán electrizadas con una varilla de plástico, vidrio o el generador de Van der Graff que transmitirá la carga merced a una tercera esfera.
Se mide una desviación luminosa A1 en la escala.
Si se varía la distancia original entre las esferas se tendrá una desviación A2.
La fuerza de atracción o repulsión depende de las cargas quesoportan las esferas.-
Generalmente basta para confirmar esta ley el hecho de que, si se reduce la carga eléctrica de k2 y k1, el indicador luminoso también retrocede una determinada distancia de la desviación inicial.
Evaluación cuantitativa de la Ley de Coulomb.-
Una vez conocida la fuerza de atracción o repulsión entre las dos esferas k1 y k2, que están cargadas, se debe determinar la carga delas mismas con el amplificador lineal de cargas: y según una distancia de separación (r), mediante un ajuste conveniente de datos se puede determinar el valor de la permitividad.
4.- DATOS EXPERIMENTALES
4.1.- Calibración de la balanza de torsión
Determinar los periodos de oscilación (T) de una varilla sujeta al rotoide de la balanza con el cronómetro.

Determinar la masa de la varilla...