ELECTROESTATICA

ELECTROESTATICA

Laboratorio de Física III

Alumno: Evaristo Canales 20841001

Instructor: Judith Fajardo

TEORIA RESUMIDA

Objetivos

• Conocer mas acerca de las cargas puntuales positivas y negativas• Entender mas como se aplica la ley de coulomb• Como trabajan las cargas con conductores y como las partículas se comportan al aplicar

cargas mayores

24/10/2012

ELECTROESTATICA• Ver el comportamiento de las partículas con cargas en los graficos 2d

Resumen

Durante la Práctica lo primero que se realizo fue identificar las cargas desconocidas a través de una con carga positiva, se comprobó como aumentan o disminuyen los angulos de refleccion en la ley de coulomb y como calcular las cargas de dichas fuerzas, Luego vimos una pareja de péndulos con bolas cargadas inicialmente verticales y pagadas que nos mostraba el efecto que se producía según el ángulo, con las graficas y applets pudimos ver el comportamiento de las cargas y partículas al interactuar entre si además como las cargas positivas se atraen con las negativas y como las mismas cargas se repelen

TRABAJO CON CARGAS PUNTUALES

RESULTADOS 1. Tomar una imagen para cada acercamiento de la bola roja con respecto a cada bola negra y especificar qué se está mostrando en cada una de ellas.

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la carga 1 es positiva esto por que se repele con la carga positiva roja

la carga 2 tambien es positiva vemos que los vectores d fuerza son opuestos la dirección se diferencia ya que las otras cargas también actúan sobre ellas

la tercera carga es negativa cuando las cargas son diferentes estas se atraen entre si

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la cuarta carga es negativa lo observamos debido a que la carga roja positiva es dirige hacia ella la dirección de la carga 4 es afectada por las demás cargas

asi como la carga anterior esta también es negativa

CUESTIONARIO 1. Entre ahora a: http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/applist/coulomb/orbit.htm Averigüe y explique por

qué la trayectoria del electrón que usted. coloca sobre la figura realiza una trayectoria elíptica (debe leer en el volumen I de su libro de Física sobre trayectorias en el Sistema Solar: las ideas son similares). ¿De qué depende de que el electrón caiga sobre el protón o quede girando?

El electron tiene una carga positiva el proton y neutrón son cargas negativas y neutras el nucleo se forma por ellas al caer un electrio en ella recibe una carga de atracción y otra de repulsión al moverse este no puede alejarse mucho ya que tiene una fuerza de atracción lo que provoca que gire a esto se le llama orbita

2. ¿Cuál es la clave que utilizó para conocer el signo de cada una de las cargas negras?

La clave para diferenciarlas es ver si estas se atraen o repelen entre si

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Comprobación de la Ley de Coulomb

CÁLCULOS

En base a los ángulos de deflexión y apoyándose en un diagrama de cuerpo libre calcule: i. Carga de las bolas debido a cada configuración (es decir, para cada ángulo de deflexión).

esta imagen nos sirve como un diagrama de cuerpo libre en el que vemos las componentes de las fuerzas en X y Y para el vector de la particula

29º carga de 3.3 mc 32º carga de 3,8 mc 37º carga de 4 .9 mc 42º carga de 5.8 mc 47º carga de 7. mc 51º carga de 8.1. mc

q=2dsinθ* mgtanθkComprobación

Masa= 0.08 kgLongitud= 0.5m29 3.3632 3.9237 4.8542 5.9747 7.1251 8.04

ii. La fuerza electrostática que corresponde a cada ángulo

F=Kq1.q2r² Fx=Fcosθ Fy=Fsenθ r=0.70m

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Angulo 29

F=0.207 N fx=0.87 n fy=0.100 n

Angulo 32

F=0.282 N fx=0.84n fy=0.149n

Angulo 37

F=0.432 N fx=0.345 fy=0.259

Angulo 42

F=0.654N fx=0.486 fy=0.437

Angulo 47

F=0.456N fx=0.681 fy=0.333

Movimiento de una esfera conductora descargada ante un campo uniforme que va aumentando

RESULTADOS 1.- Incluir las pantallas junto con la explicación para: a. La pantalla inicial.

b. Después la que corresponda a una situación de desplazamiento del péndulo pero permaneciendo éste en reposo (sin oscilar).

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c. Un momento de la oscilación del péndulo cuando el campo es suficientemente grande.

d. El reposo final del péndulo.

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CUESTIONARIO 1. Tras cargar por primera vez el capacitor, ¿por qué el péndulo queda inclinado?

R//Debido a que al incluir carga en el capacitor la esfera es atraída debido a la fuerza que provoca dicha carga

2. ¿Qué cambia sobre la bolita del péndulo para que éste se equilibre en posiciones cada vez más inclinadas? R//Cambia la magnitud de su fuerza de atracción al aumentar la carga del capacitor se aumenta la fuerza eléctrica de la bola

3. Cuando la bolita toca una de las placas, ¿qué proceso ocurre para que la bolita que se está moviendo en una dirección cambie de dirección y salga repelida de la placa? R//Al tocar la bolita sin carga la placa cargada, esta adquiere una carga la cual es de igual signo que la de la placa contra la cual choca, esto provoca que la bolita salga repelida.

4. ¿Qué proceso se da en el electroscopio para que vaya cambiando la separación de sus laminillas? R//cuando se carga la placa con el generador la esfera adquiere una carga la cual es trasferida a las laminas estas se repelen entre si y hacen un factod de fuerza sobre la bolita q cuelga lo que la ace inclinarse hacia un extremo

5. Llegado el movimiento pendular, ¿qué provoca que, llegado cierto momento, la bolita primero ya no toque las placas y después termine por detenerse completamente? R// esto es debido que al tocar las placas estas van perdiendo carga entre si y al final la carga resultante no es lo bastante grande como para mantener la bolita en movimiento por lo que queda en un estado de equilibrio

CONFIGURACIONES DE LÍNEAS DE CAMPO Y SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES

Estudio de varias configuraciones debidas a distintos conjuntos de cargasRESULTADOS 1. Para cada configuración necesitará: i. Pantalla de Equipotenciales (incluya explicación de lo mostrado)

en esta grafica se ve que hay una carga en el centro la cual atrae a todas las partículas esta carga es negativa equiptencial significa q los anillos que se observan son círculos de diferentes radios todos dirigidos al nucleo

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1. Activar : a. Color: Potencial

el color del centro representa la energía que se concentra recordemos que la energía significa calor entre mas energía acumulada mas calor

b. Display: Partículas con fuerzas

las partículas llegan al nucleo con una fuerza F lo cual produce un efecto de rebote al llegar al nucle la fuerza de atracción es menor a la fuerza f de la particula lo que provoca una fuerza negativa a fuerza de repulsión

c. Mouse: Line Integral d. Flat: Desactivado

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visto desde la parte superior

ii. Pantalla de líneas de campo(incluya explicación de lo mostrado)

aquí se ven las partículas en forma lineal con respecto al nucleo

1. Activar : a. Color: Potencial

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de igual manera pero en dirección lineal se ve como las partículas se concentran en el centro la energía potencial produce calor

b. Display: Partículas con fuerzas

las partículas son repulsadas por q su fuerza es mayor a la de repulsión produciendo un choque

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c. Mouse: Line Integral d. Flat: Activado

se observan desd la parte superior las particulas y el nucleo en el centro

CUESTIONARIO Dipolo

1) ¿Qué representa la superficie que muestra la imagen? R//Representa una carga puntual la cual atrae a las partículas hacia su nucleo

2) ¿A qué se debe el movimiento de las partículas, que como ve parecen caer a un pozo? R//Se debe a que las partículas tienen cargas diferentes a las de la carga puntual de el centro lo que provoca que estas sean atraídas a ella

Placa conductora Infinita 3) ¿Por qué son planas las superficies equipotenciales? (véalas como líneas rectas con la opción ‘Flat’) R// Son planas debido a la forma de la placa, la forma de las superficies equipotenciales son en realidad cuadrados con la misma área de la placa de la cual salen.

4) Explique la relación entre la forma de las superficies equipotenciales y la dirección de movimiento de las partículas.R// Las partículas se mueven hacia la placa en dirección recta ya que siguen las líneas de campo que genera las placas, por lo cual las partículas siempre se moverán en dirección equipotenciales. 5) ¿Por qué aquí no aparecen picos? R//por que la carga se distribuye uniformemente además su carga no varia se mantiene constante al aumentar o disminuir una carga esto provoca fluctuaciones

Análisis de Líneas de Campo

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ELECTROESTATICARESULTADOS 1. Incluya en su reporte la hoja (ya resuelta por usted) que aparece con los cuadros en blanco referente al inciso B.2.3.a). 2. Reconstruya ambas configuraciones en el applet. 3. No olvide agregar una explicación del porqué de su resolución.

Applet 1

Applet 2

CUESTIONARIO 1. ¿Pueden dos líneas de campo cortarse? ¿Por qué?

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No, ya que las líneas de campo son vectores y si dos líneas se encuentran estas se suman aumentando o disminuyendo el campo en este punto lo que resulta como aumentarse o disminuir entre si a final las líneas siempre quedan existentes.

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