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ESCUELA DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA Y FÍSICA PRÁCTICAS DE LABORATORIO* LABORATORIO Nº 1 FENÓMENOS ELECTROSTÁTICO 1 OBJETIVO Hacer experimentos demostrativos sobre: producir carga eléctrica por frotación, identificar el tipo de carga de objetos cargados, el electróforo de Volta y los generadores de carga. INTRODUCCIÓN TEÓRICA Generalmente los objetos se encuentran en estado neutro, se dice que un cuerpo está cargado positivamente (negativamente) porque perdió (ganó) electrones sus átomos. La primera ley electrostática es la atracción de cargas distintas y repulsión de cargas iguales. Se puede cargas un objeto por frotamiento, contacto o inducción. Cuando se frota una varilla de vidrio con un trozo de seda, el vidrio cede electrones quedando cargado positivamente. El papel de la frotación es aumentar el área de contacto entre los cuerpos, lo importante es el contacto estrecho. Si un objeto cargado previamente es puesto en contacto con otro neutro, le comunica parte de su carga, logrando que ambos tengan la misma carga. Si un cuerpo cargado previamente se acerca a un cuerpo neutro, obliga a éste último a un desplazamiento de carga contrarias hacia la zona más próxima al cuerpo cargado. Si se retira el cuerpo cargado del cuerpo inducido, éste vuelve a reordenar sus cargas siendo nuevamente neutro. Existen diferentes arreglos físicos a fin de generar cargas eléctricas y mantenerlos, siendo los más conocidos la máquina de Wimshurt y el generador de Van de Graaff. El alumno debe averiguar sobre las tablas triboeléctricas, el electroscopio, botella de Lendey, el electróforo de Volta, máquina de Wimshurt y el generador de Van de Graaff. PROCEDIMIENTO (P), RESULTADOS (R) Y CUESTIONARIO (C) Observaciones: dentro del procedimiento de cada experiencia hay preguntas, las cuales deben ser respondidas al desarrollar su informe. Si considera necesario haga dibujos sencillos. ESCUELA DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA Y FÍSICA PRÁCTICAS DE LABORATORIO* 1. PRODUCIR CARGA ELÉCTRICA POR FROTACIÓN Materiales: una varilla de vidrio, trozo de seda y electroscopio de hojuelas Procedimiento 1. (P) secar la superficie de la varilla y la tela, (R) porqué se seca? 2. (P) acerque la varilla al electrodo del electroscopio, (R) qué implica lo que observa? 3. (P) frote fuerte en un solo sentido la varilla en la tela, acerque al electrodo, (R) qué implica lo que observa? 4. (P) ahora toque la varilla al electrodo, (R) qué implica lo que observa? 5. (P) toque el electrodo con el dedo, (R) qué implica lo que observa? 6. (C) comente la efectividad de esta experiencia en un ambiente seco 7. (C) mencione sucesos cotidianos donde se observe la electricidad estática y su influencia en los aparatos eléctricos. 2. DETERMINAR EL TIPO DE CARGA QUE TIENE ALGUNOS OBJETOS CARGADOS Materiales: varillas de distinto material, telas de distinto material y electroscopio de hojuelas Procedimiento 1. (P) secar la superficie de las varillas y las telas 2. (P) frote la varilla de vidrio con seda, luego toque con la varilla el electrodo del electroscopio, (R) qué carga adquirirá el electrodo? 3. (P) tome una varilla y una tela, frote, acerque al electrodo, (R) qué implica lo que observa? 4. (P) ahora tóquelo, (R) qué implica lo que observa? (C) determine la carga de la varilla según lo observado 5. (P) descargue el electrodo 6. (P) repetir de 2 a 5 con distintas varillas y telas 3. ELECTRÓFORO DE VOLTA Materiales: electróforo de Volta, tela de seda y electroscopio Procedimiento 1. (P) frote la placa de acrílico con la tela de seda, (R) qué carga adquiere la placa? ESCUELA DE CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA Y FÍSICA PRÁCTICAS DE LABORATORIO* 2. (P) tomando de la parte aislante, junte la cara posterior de la placa metálica con la placa de acrílico, (R) qué sucede? 3. (P) manteniéndolos unidos ponga el dedo sobre la cara anterior de la placa metálica, (C) qué sucede, analice 4. (P) lleve ahora la placa metálica hacia el electroscopio y toque la cara posterior con el electrodo del electroscopio, (R) qué sucede, ¿por qué? 5. (C) si no se hubiese puesto el dedo, hubiese sucedido lo mismo, (P) experimente y (R) explique 4. GENERADORES DE CARGA - TRANSFERENCIA DE CARGA ELÉCTRICA Materiales: máquina de Wimshurt, generador de Van de Graaff, bola de prueba y electroscopio Procedimiento 1. (P) observar el funcionamiento de la máquina de Wimshurt, (C) dé una somera explicación de ésta máquina en base a lo observado. (C) Qué fin tiene la botella de Lendey en esta máquina. (C) según las referencias bibliográficas, ¿qué voltajes y corrientes se puede alcanzar con esta máquina? 2. (P) observar el funcionamiento del generador de Van de Graaff, (C) dé una somera explicación de éste generador en base a lo observado. (C) según las referencias bibliográficas, ¿qué voltajes y corrientes se puede alcanzar con esta máquina? 3. (P) con la bola de prueba recoja cargas de uno de los electrodos de la máquina de Wimshurt, (R) ¿cómo ocurre éste proceso? 4. (P) luego deposítelo en el electroscopio, (R) qué implica lo observado y qué carga adquiere el electrodo del electroscopio? (P) descargue el electroscopio 5. (P) repetir 3 y 4 con el generador de Van de Graaff BIBLIOGRAFÍA Alonso M. (1990). Física General II. Campos y Ondas . Cap. 1. México Alvarenga B. (1981). Física General con experimentos sencillos. Ed. Harla, México Ministerio de Educación. Manual de Laboratorio de los Módulos Chinos, Pág. 184-217 * Elaborado por Fis. Julio Oré
