Resumen Electroestática: Cargas, Coulomb, Campo Eléctrico

Resumen Videos Semana 4.
Video 1. Electroestática: Parte de la física que estudia las cargas eléctricas en reposo
Carga Eléctrica: Propiedad característica de la materia y la causa de fenómenos asociados a la
electricidad. Estas tienen propiedades fundamentales.
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Cargas positivas: Protones
Cargas negativas: Electrones
La carga eléctrica esta cuantizada: Esto quiere decir que la carga eléctrica en un objeto no puede tener
cualquier valor, sino solo múltiplos enteros de la carga elemental, que es carga de un electrón. Es =
1,6022x 10-19 C
La carga eléctrica se conserva; Esto significa que en cualquier proceso físico la carga eléctrica total
permanece constante.
Video 2. Ley de Coulomb
Se utiliza para conocer la fuerza de atracción o repulsión que existen en dos cargas eléctricas que se
encuentran separadas a una distancia.
Esta ley establece que la fuerza es directamente proporcional al producto de las cargas. Si el producto
entre las cargas aumenta “n” veces, entonces la fuerza también aumenta “n” veces.
Si el producto entre las cargas disminuye “n” veces, entonces la fuerza también disminuye “n” veces
También establece que la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las
cargas. Si la distancia entre las cargas aumenta “n” veces, entonces la fuerza disminuye “n” veces . Y
si la distancia entre las cargas disminuye “n” veces, entonces la fuerza aumenta “n”CUADRADA’
veces
𝐹=𝐾
𝑞1𝑞2
𝑟2
F: Fuerza de atracción o repulsión (N)
Q1 y q2: Cargas eléctricas (C )
R: Distancia entre cargas (m)
K: Constante de proporcionalidad electroestática: 9 x 109
𝑁𝑚2
𝐶2
Video 3. Campo Eléctrico.
Un campo eléctrico es toda región del espacio que rodea un cuerpo cargado (cargar fuente) tal que, al
colocar en dicha región una pequeña carga positiva (carga de prueba) habrá fuerzas que interactúen
sobre ella. Es un campo de fuerzas conservativas.
Se pueden generar alrededor de una sola carga o alrededor de varias cargas.
Alrededor de una sola carga de puede generar un campo eléctrico
Si se tienen varias cargas se puede generar un campo eléctrico resultante.
Signos opuestos se atraen. En cualquier parte del campo se seguirán atrayendo.
Carga negativa.
La intensidad del campo eléctrico depende de la ubicación del punto en la región alrededor de la carga
fuente. Dependiendo del punto el campo eléctrico será mas intenso o menos intenso.
La intensidad del campo eléctrico en un punto alrededor de las cargas fuente se denomina con la letra
‘E’
Carga positiva.
Si se coloca dentro del campo una positiva, al ser signos iguales, se repelen.
Reglas para dibujar las líneas de un campo eléctrico.
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Las líneas deben empezar en una carga positiva y terminar en una carga negativa. En caso de
que haya un exceso en cualquier carga, algunas líneas empezaran o terminaran en el infinito.
El número de líneas dibujadas que sale de una carga positiva o se acercan a una carga
negativa será proporcional a la magnitud de dicha carga.
La dirección de la línea, indicada por una punta de flecha, es igual al vector ‘E’
Dos líneas de campo no se pueden cruzar
¿Como se calcula la intensidad de campo eléctrico ‘E’ originado en un punto debido a una carga
eléctrica?
𝐸=𝐾
𝑄
𝑟2
E: Intensidad de campo eléctrico (N/C)
r : Distancia de la carga al punto donde se quiere calcular la intensidad del campo (m)
K: Es una constante de proporcionalidad, su valor es 9x10`9 N.𝑚2 /𝐶 2
Q; Valor de la carga de fuente (C )
Datos
La intensidad del campo eléctrico ‘E’ generada en un punto es una magnitud vectorial, por lo tanto
tiene todas las características y propiedades de un vector. El vector ‘E’ es tangente a la línea del
campo eléctrico en cada punto.
Video 4. Movimiento de partículas cargadas en un campo.
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Cuando una partícula eléctrica ingresa en un campo eléctrico, la trayectoria que seguirá será
consecuencia de la fuerza que ejerce el campo.
¿Cómo actúa la Fuerza que ejerce un campo eléctrico sobre una partícula cargada en movimiento?
𝐹𝑒
E=𝑞𝑜
Despejado
𝐹𝑒 = 𝐸𝑞𝑜
Sentido fuerza eléctrica.
La fuerza eléctrica tendrá el mismo sentido que las líneas de campo eléctrico si la carga es positiva, si
la carga es negativa, la fuerza eléctrica ira en sentido contrario a las líneas de campo eléctrico.
La fuerza eléctrica se calcula con la siguiente expresión.
𝐹𝑒 = 𝑞𝐸
Se relaciona con la segunda ley de newton
𝐹 = 𝑚𝑎
Igualadas
𝑞𝐸 = 𝑚𝑎
Despejando aceleración
𝑎=
𝑞𝐸
𝑚
El movimiento que describe la partícula dentro del campo eléctrico depende del ángulo alfa que
formen la velocidad inicial de la partícula y el campo eléctrico.
Casos.
Video 5. Experimentos Electroestática.
Primer experimento
Materiales: Alambre, trozos de papel aluminio, alambre, tubo de plástico y frasco de cristal
Procedimiento: Se dobla el alambre para que encaje dentro del cristal, sujetando extremos para sujetar
con el frasco. Los trocitos de aluminio se colocan en la parte central. Se coloca dentro del frasco sin que
llegue a tocar ninguna de las paredes. Seguidamente se frota el tubo de plástico con una toalla y se
acerca el tubo al cristal. Ya que la carga negativa del tubo atrae al aluminio.
Segundo Experimento: Positiva y negativa.
Materiales: Agua con jabón, Pajillas, Tubo, toalla
Procedimiento: Se vierte el agua con jabón en un plato, con una pajilla se hacen burbujas, seguidamente
se frota el tubo con una toalla y se acerca dicho tubo al plato. La burbuja se moverá en dirección hacia
el tubo ya que esta atraída porque son polos opuestos.
Se pueden realizar los mismos procedimientos con otros materiales, obteniendo el mismo resultado
Tercer Experimento: Negativa y negativa.
Globo y bola de corcho. Se frotan con una tela para que se carguen negativamente, al tratar de
acercarse, estas se repelen.
Cuarto Experimento:
Se necesita un plato de plástico, papel aluminio, toalla y estereofon. Se forran las bolitas de estereofon
con papel aluminio, seguidamente de frota el plato con la toalla cargándolo de carga negativa. Al colocar
las bolitas en el plato y acercar nuestro dedo las bolitas intentara escapar.
Quinto Experimento:
Se necesitan dos globos, se cuelgan con un hilo y cargamos los globos con carga negativa con la toalla
estos se repelen ya que ambos con cargas negativas.