REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIONUNIDAD EDUCATIVA COLEGIO MONSEÑOR SIXTO SOSA

LA FRIA – EDO. TÁCHIRA

INTEGRANTES:ARIANIS, FARIASNAYZAR, CONTRERASLEONARDO, MORALES

5°. AÑO SECCIÓN “A”

PROFESORA: ZORAYDA CONTRERAS

OCTUBRE, 2015.

1

Física

INDICE

Pág.

Introducción……………………………………………………………….. 3

Cargas eléctricas…………………………………………………………. 4

Estructura de la materia………………………………………………….. 6

Formas de cargar un cuerpo…………………………………………….. 10

Electroscopio……………………………………………………………… 11

Formas de cargarlo……………………………………………………….. 13

Ley de Coulomb…………………………………………………………... 14

Conclusiones……………………………………………………………… 20

Glosario……………………………………………………………………. 21

Anexos……………………………………………………………………... 23

Referencias Bibliográficas……………………………………………….. 29

2

INTRODUCCION

Dentro de la conceptualización de la Física, se señala que es la ciencia

que se ocupa de los componentes fundamentales del Universo, de las

fuerzas que éstos ejercen entre sí y de los efectos de dichas fuerzas,

además está estrechamente relacionada con las demás ciencias naturales, y

en cierto modo las engloba a todas.

Es por ello, que la asignatura de Física busca despertar en el estudiante

el interés en la justificación de los fenómenos que se observan en la

naturaleza y desarrollar la capacidad necesaria para la investigación dentro

del campo científico, lo que representa un espacio fundamental para la

formación académica básica del alumno en la búsqueda de encontrar

respuestas a situaciones de la vida diaria y así ampliar la perspectiva

científica en la comprensión del universo.

Es importante resaltar, que la utilización de la Física en la vida cotidiana

quizá pasa desapercibida, pero lo cierto es que se utiliza muy a menudo,

contando por ejemplo con la medición de una velocidad cuando se conduce

algún vehículo, cuando se toma el peso corporal utilizando una balanza (o

bien cuando se compran frutas y verduras o cualquier alimento que se venda

por kilo) o bien todo lo relativo a la energía eléctrica aplicado a los

dispositivos electrónicos que se encuentran en el hogar, trabajo, diversión

entre otros.

3

CARGAS ELECTRICAS

La carga eléctrica es una de las propiedades básicas de la materia.

Aunque la comprensión extensa de sus manifestaciones se resistió durante

siglos al escrutinio de la ciencia; ya hacia el año 600 antes de Cristo (a.C.), el

filósofo griego Tales de Mileto (siglo VI a.C.) descubrió “que una barra de

ámbar frotada con un paño atraía objetos pequeños, como trocitos de papel.

Llamó electricidad a la propiedad adquirida por la barra”.

El fenómeno se observa también en muchos otros materiales, como

plástico o vidrio, y modernamente se llama carga eléctrica a la propiedad que

adquieren al frotarlos. La corriente eléctrica que se utiliza diariamente consta

de cargas eléctricas en movimiento, que se producen en formas más

eficientes que frotando cuerpos.

La carga eléctrica es una magnitud física característica de los

fenómenos eléctricos; es una propiedad de los cuerpos. Cualquier trozo de

materia puede adquirir carga eléctrica. Además, es una propiedad intrínseca

de la materia que se presenta en dos tipos. Éstas llevan ahora el nombre con

las que Benjamín Franklin (1706-1790) las denominó: “cargas positivas y

negativas”. Cuando cargas del mismo tipo se encuentran se repelen y

cuando son diferentes se atraen.

Entonces, la carga eléctrica de un cuerpo u objeto se establece a

partir de la relación entre el número de protones y el número de electrones

existentes en él. Si esta relación es de igualdad se dice que el cuerpo no

está cargado. Si el número de electrones es mayor al número de protones,

afirmamos que el cuerpo está cargado negativamente. Si el número de

electrones es menor que el número de protones afirmamos que el cuerpo

está cargado positivamente.

Con el advenimiento de la teoría cuántica relativista, se pudo

demostrar formalmente que las partículas, además de presentar carga

eléctrica (sea nula o no), presentan un momento magnético intrínseco,

4

denominado espín, que surge como consecuencia de aplicar la teoría de la

relatividad especial a la mecánica cuántica.

Principio de la conservación de la carga.

En concordancia con los resultados experimentales, el principio de

conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta

de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga

total de un sistema aislado se conserva.

Se ha visto que cuando se frota una barra de vidrio con seda, aparece

en la barra una carga positiva. Las medidas muestran que aparece en la

seda una carga negativa de igual magnitud. Esto hace pensar que el

frotamiento no crea la carga sino que simplemente la transporta de un objeto

al otro, alterando la naturaleza eléctrica de ambos. Así, en un proceso de

electrización, el número total de protones y electrones no se altera y sólo hay

una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni

creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva.

Cuantización de la carga.

La experiencia ha demostrado que la carga eléctrica no es continua, o

sea, no es posible que tome valores arbitrarios, sino que los valores que

puede adquirir son múltiplos enteros de una cierta carga eléctrica mínima, es

decir, es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos:

moléculas, átomos y partículas elementales. Esta propiedad se conoce como

cuantización de la carga y el valor fundamental corresponde al valor de carga

eléctrica que posee el electrón y al cual se lo representa como e. Cualquier

carga q que exista físicamente, puede escribirse como N x e siendo N un

número entero, positivo o negativo. Vale la pena destacar que para el

electrón la carga es -e, para el protón vale +e y para el neutrón, 0.

5

Medición de la carga eléctrica.

El valor de la carga eléctrica de un cuerpo, representada como q o Q,

se mide según el número de electrones que posea en exceso o en defecto.

En el SI la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C) y se

define como la cantidad de carga que a la distancia de 1 metro ejerce sobre

otra cantidad de carga igual, la fuerza de 9x109 N. Un culombio corresponde

a 6.24 × 1018 e o cargas elementales. Por lo tanto e es aproximadamente

1.6X10-19 C.

ESTRUCTURA DE LA MATERIA

La materia es toda sustancia que conforma el universo físico, es decir,

lo que (en algunos casos) se puede ver, tocar o sentir. Si bien durante un

tiempo se consideraba que la materia tenía dos propiedades que juntas la

caracterizan: que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa; ahora, en

el contexto de la física moderna se entiende por materia cualquier campo,

entidad o discontinuidad que se propaga a través del espacio-tiempo a una

velocidad inferior a la de la velocidad de la luz y a la que se pueda asociar

energía. Así todas las formas de materia tienen asociadas una cierta energía

pero sólo algunas formas de materia tienen masa.

Ahora bien, si se parte un pedazo de hierro, en su mitad, obviamente

sería más pequeña. Posteriormente si se continúa partiendo el pedazo de

hierro en pedazos más pequeños hasta llegar a un punto donde no se podría

dividir más la materia, seguramente se podrá encontrar con lo que se llama

el átomo, que se compone por un núcleo donde se encuentran dos tipos de

6

partículas llamadas Neutrones y Protones, alrededor del núcleo orbitan otras

partículas llamadas Electrones.

Protón: El Protón es una partícula nuclear con carga positiva igual en

magnitud a la carga negativa del electrón; junto con el neutrón, está presente

en todos los núcleos atómicos. Al protón y al neutrón se les denomina

también nucleones. La masa de un protón es de 1,6726 × 10-27 kg,

aproximadamente 1.836 veces la del electrón. El número atómico de un

elemento indica el número de protones de su núcleo, y determina de qué

elemento se trata. Los protones son parte esencial de la materia ordinaria, y

son estables a lo largo de periodos de miles de millones, incluso billones, de

años.

Neutrón: El Neutrón es una partícula eléctricamente neutra, de masa

1.838,4 veces mayor que la del electrón y 1,00014 veces la del protón;

juntamente con los protones, los neutrones son los constitutivos

fundamentales del núcleo atómico y se les considera como dos formas de

una misma partícula: el nucleón.

La existencia de los neutrones fue descubierta en 1932 por Chadwick;

estudiando la radiación emitida por el berilio bombardeado con partículas,

demostró que estaba formada por partículas neutras de gran poder de

penetración, las cuales tenían una masa algo superior a la del protón.

El número de neutrones en un núcleo estable es constante, pero un

neutrón libre, en decir, fuera del núcleo, se desintegra con una vida media de

unos 1000 segundos, dando lugar a un protón, un electrón y un neutrino.

Electrón: El Electrón, comúnmente representado como e− es una

partícula subatómica, que forman parte de la familia de los Leptones. En un

átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto de protones y neutrones.

Los electrones tienen la carga eléctrica más pequeña, y su movimiento

7

genera corriente eléctrica. Cuando son arrancados del átomo se llaman

electrones libres.

A partir de aquí hay todo un conjunto de partículas subatómicas que

acaban finalmente en los constituyentes últimos de la materia. Así por

ejemplo virtualmente los bariones del núcleo (protones y neutrones) se

mantienen unidos gracias a un campo escalar formado por piones (bosones

de espín cero). E igualmente los protones y neutrones, sabemos que no son

partículas elementales, sino que tienen constituyentes de menor nivel que

llamamos quarks (que a su vez se mantienen unidos mediante el intercambio

de gluones virtuales).

La materia másica se presenta en las condiciones imperantes en

el sistema solar, en uno de cuatro estados de agregación

molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma.

De acuerdo con la teoría cinética molecular la materia se encuentra

formada por moléculas y éstas se encuentran animadas de movimiento, el

cual cambia constantemente de dirección y velocidad cuando chocan o bajo

el influjo de otras interacciones físicas. Debido a este movimiento

presentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen

una energía potencial que tiende a juntarlas. Por lo tanto el estado físico de

una sustancia puede ser:

Sólido: si la energía cinética es menor que la potencial.

Líquido: si la energía cinética y potencial son aproximadamente iguales.

Gaseoso: si la energía cinética es mayor que la potencial.

La manera más adecuada de definir materia es describiendo sus

cualidades:

Presenta dimensiones, es decir, ocupa un lugar en el espacio.

Presenta inercia: la inercia se define como la resistencia que opone la

materia a modificar su estado de reposo o movimiento.

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La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en

la atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén

separados por grandes distancias.

Ley de la conservación de la materia.

Antoine Lavoisier, el científico francés considerado padre de

la Química, midió cuidadosamente la masa de las sustancias antes y

después de intervenir en una reacción química, y llegó a la conclusión de

que la materia, medida por la masa, no se crea ni destruye, sino que sólo se

transforma en el curso de las reacciones. Sus conclusiones se resumen en el

siguiente enunciado: “En una reacción química, la suma de las masas de los

reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos”.

El mismo principio fue descubierto antes por Mijaíl Lomonosov, de

manera que es a veces citado como ley de Lomonosov-Lavoisier, más o

menos en los siguientes términos: “La masa de un sistema de sustancias es

constante, con independencia de los procesos internos que puedan

afectarle”.

La conservación de la materia no es un hecho intuitivo (de hecho

ciertos experimentos con niños revelan que el concepto de conservación se

desarrolla tardíamente).

Por ejemplo, cuando cocinamos arroz o cocemos unos pulpos, parece

que la cantidad de materia aumenta o disminuye. Lo mismo podemos pensar

cuando engordamos o adelgazamos. Parece que la materia se crea cuando

engordamos y desaparece cuando adelgazamos. Sin embargo, cuando la

masa de un sistema crece es porque recibe aportes externos de materia, y

cuando decrece es porque pierde partes de su materia, las cuales no se

destruyen. Así pues, la masa de un sistema cerrado, que no pueda

intercambiar nada con su ambiente, no puede aumentar o disminuir.

La equivalencia entre masa y energía descubierta por Einstein obliga a

relativizar la afirmación de que la masa se conserva, porque masa y energía

9

son interconvertibles. De esta manera se puede afirmar que la masa

relativística (el total de masa material y energía) se conserva, pero la masa

en reposo puede cambiar, como ocurre en aquellos procesos relativísticos en

que una parte de la materia se convierte en fotones, los cuales no tienen

masa en reposo. La conversión en reacciones nucleares de una parte de la

materia en energía radiante, con disminución de la masa en reposo, se

observa por ejemplo en la explosión de una bomba atómica, o detrás de la

emisión constante de energía que realizan las estrellas. Éstas últimas

pierden masa pesante mientras emiten radiación.

 

FORMAS DE CARGAR UN CUERPO

Consiste en cargar un cuerpo poniéndolo en contacto con otro

previamente electrizado. En este caso, ambos quedarán cargados con carga

del mismo signo. Esto se debe a que habrá transferencia de electrones libres

desde el cuerpo que los posea en mayor cantidad hacia el que los contenga

en menor proporción y manteniéndose este flujo hasta que la magnitud de la

carga sea la misma en ambos cuerpos.

Se denomina también electrización, siendo el efecto de ganar o perder

cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo

eléctricamente neutro. Los tipos de electrificación son los siguientes:

Electrización por contacto: Cuando ponemos un cuerpo cargado en

contacto con un conductor se puede dar una transferencia de carga de un

cuerpo al otro y así el conductor queda cargado, positivamente si cedió

electrones o negativamente si los ganó. Al hacer contacto A con B, se

establece una transferencia de electrones desde B hacia A hasta alcanzar el

equilibrio. El resultado final es que ambos cuerpos quedan cargados con el

mismo signo y la misma magnitud.

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Electrización por fricción: Cuando frotamos un aislante con cierto

tipo de materiales, algunos electrones son transferidos del aislante al otro

material o viceversa, de modo que cuando se separan ambos cuerpos

quedan con cargas opuestas. Por ejemplo: Si se frota una barra de vidrio con

un paño de seda, hay transferencia de electrones del vidrio hacia la seda. En

el proceso el vidrio queda con carga positiva y la seda con carga negativa.

Carga por inducción: Si acercamos un cuerpo cargado

negativamente a un conductor aislado, la fuerza de repulsión entre el cuerpo

cargado y los electrones de valencia en la superficie del conductor hace que

estos se desplacen a la parte más alejada del conductor al cuerpo cargado,

quedando la región más cercana con una carga positiva, lo que se nota al

haber una atracción entre el cuerpo cargado y esta parte del conductor. Sin

embargo, la carga neta del conductor sigue siendo cero (neutro).

Carga por el Efecto Fotoeléctrico: Sucede cuando se liberan

electrones en la superficie de un conductor al ser irradiado por luz u otra

radiación electromagnética.

Carga por Electrólisis: Descomposición química de una sustancia,

producida por el paso de una corriente eléctrica continua.

Carga por Efecto Termoeléctrico: Significa producir electricidad por

la acción del calor.

ELECTROSCOPIO

El primer electroscopio fue creado por el médico inglés William Gilbert

(1600), para realizar sus experimentos con cargas electrostáticas. En la

11

actualidad este instrumento no es más que una curiosidad de museo, dando

paso a mejores instrumentos electrónicos.

El electroscopio es un aparato que permite detectar la presencia de

campos eléctricos en un cuerpo e identificar el signo de la misma.

El electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que

tiene una esfera en la parte superior (gaz) y en el extremo opuesto dos

láminas de oro o de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la

parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre

en contacto con tierra.

Determinación de la carga a partir del ángulo de separación de

las láminas.

Un modelo simplificado de electroscopio consiste, en dos pequeñas

esferas de masa m cargadas con cargas iguales q y del mismo signo que

cuelgan de dos hilos de longitud l. A partir de la medida del ángulo   que

forma una esfera con la vertical, se puede calcular su carga q.

Sobre cada esfera actúan tres fuerzas: el peso g, la tensión de la

cuerda T y la fuerza de repulsión eléctrica entre las esferas F.

En el equilibrio:

(1)

(2)

Dividiendo (1) entre (2) miembro a miembro, se obtiene:

Midiendo el ángulo se obtiene, a partir de la fórmula anterior, la fuerza

de repulsión F entre las dos esferas cargadas.

Según la Ley de Coulomb, como   y

12

Entonces, como   se conoce y   ha sido calculado, despejando   se

obtiene:

Queda demostrada entonces la utilidad del electroscopio para

determinar la presencia de cargas eléctricas y su signo (+ -).

FORMAS DE CARGARLO

Se carga por contacto de un material ya cargado, es decir  un

electroscopio se puede cargar eléctricamente por medio del acercamiento de

una varilla cargada previamente por contacto o frotamiento, sin necesidad de

que exista contacto entre el electroscopio y la varilla cargada.

Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electrifica y las

laminillas cargadas con igual signo que el objeto se repelen, siendo su

divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza

de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el

objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su

posición normal.

Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede

determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la

esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el

mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el

objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.

Un electroscopio cargado pierde gradualmente su carga debido a la

conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones. Por ello

la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo

eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones

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en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para

medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos.

LEY DE COULOMB

Es esta ley la que establece cómo es la fuerza entre dos cargas

eléctricas puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática como

ciencia cuantitativa. Fue descubierta por Priestley en 1766, y redescubierta

por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb en 1785 quien la

sometió a ensayos experimentales directos.

Puede expresarse como: La magnitud de cada una de las fuerzas

eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es

directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e

inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene

la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas

son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.

Charles Augustin de Coulomb, desarrolló la balanza de torsión con la

que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento

consiste 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.

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:

14

La fuerza 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 de

interacción 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 para

transformar la relación anterior en una igualdad:

Enunciado de la ley.

La ley de Coulomb es válida solo 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 la fuerza que cada una de

las dos cargas puntuales   y   ejerce sobre la otra separadas por una

distancia   se expresa como:

15

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 que produce 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 estas 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 Ley de Coulomb para dos cargas del

mismo signo.

Obsérvese que esto satisface la tercera de la ley de Newton debido a

que implica que fuerzas de igual magnitud actúan sobre   y  . La ley de

Coulomb es una ecuación vectorial e incluye el hecho de que la fuerza actúa

a lo largo de la línea de unión entre las cargas.

16

Constante de Coulomb.

La constante   es la Constante de Coulomb y su valor para

unidades SI es   Nm²/C².

A su vez la constante   donde   es la permitividad

relativa,  , y   F/m es la permitividad del medio en

el vacío. Cuando el medio que rodea a las cargas no es el vacío hay que

tener en cuenta la constante dieléctrica y la permitividad del material. La

ecuación de la ley de Coulomb queda finalmente expresada de la siguiente

manera:

La constante, si las unidades de las cargas se encuentran en Coulomb

es la siguiente   y su resultado será en sistema MKS ( ).

En cambio, si la unidad de las cargas están en UES (q), la constante se

expresa de la siguiente forma   y su resultado estará en las

unidades CGS ( ).

Potencial de Coulomb.

Establece que la presencia de una carga puntual general induce en todo

el espacio la aparición de un campo de fuerzas que decae según la ley de la

inversa del cuadrado. Para modelizar el campo debido a varias cargas

eléctricas puntuales estáticas puede usarse el principio de

superposición dada la aditividad de las fuerzas sobre una partícula. Sin

embargo, matemáticamente el manejo de expresiones vectoriales de ese tipo

puede llegar a ser complicado, por lo que frecuentemente resulta más

sencillo definir un potencial eléctrico. Para ello a una carga puntual   se le

asigna una función escalar o potencial de Coulomb   tal que la fuerza

dada por la ley de Coulomb sea expresable como:

17

De la ley de Coulomb se deduce que la función escalar que satisface

la anterior ecuación es:

Donde:

, es el vector posición genérico de un punto donde se pretende definir

el potencial de Coulomb y

, es el vector de posición de la carga eléctrica   cuyo campo

pretende caracterizarse por medio del potencial.

Limitaciones de la Ley de Coulomb.

La expresión matemática solo es aplicable a cargas puntuales

estacionarias, y para casos estáticos más complicados de carga necesita ser

generalizada mediante el potencial eléctrico. El campo eléctrico creado por

una distribución de carga dada por 

Cuando las cargas eléctricas están en movimiento es necesario

reemplazar incluso el potencial de Coulomb por el potencial vector de

Liénard-Wiechert, especialmente si las velocidades de las partículas son

cercanas a la velocidad de la luz.

Para cargas a distancias pequeñas (del orden del tamaño de

los átomos), la fuerza electrostática efectiva debe ser corregida por factores

cuánticos. Para campos muy intensos puede ocurrir el fenómeno de la

creación espontánea de pares de partícula-antipartícula que requieren

corregir el campo para distancias muy cortas.

18

Ejemplo:

1.- Una carga de 3×10^-6 C se encuentra 2 m de una carga de -

8×10^-6 C, ¿Cuál es la magnitud de la fuerza de atracción entre las cargas?

Solución: Para darle solución al ejercicio, debemos de obtener los

datos para poder resolverlo de manera directa, puesto que tenemos todo lo

que necesitamos.

Aplicando la fórmula de la ley de coulomb

Sustituimos

Hemos multiplicado las cargas eléctricas, recordar que los exponentes

se suman. Y hemos elevado al cuadrado la distancia que los separa, ahora

seguimos con las operaciones.

Multiplicamos y obtenemos:

Vemos que hay un signo negativo, por ahora no nos sirve interpretar el

signo, puesto que el problema nos pide la magnitud de la fuerza, esto quiere

decir que tomaremos la fuerza como un valor absoluto, que vendría a ser

nuestro resultado.

19

CONCLUSIONES

Con los conocimientos de las lecturas adicionales a la investigación,

se puede acotar que hoy en día se conocen una serie de propiedades de la

electricidad las cuales se han descubierto a través de un camino largo de

experimentación y análisis de ese fenómeno. Una de ellas, es que la

electricidad es una propiedad de la mayor parte de la materia conocida por el

hombre.

Ahora bien, de acuerdo a la concepción actual de la materia, la carga

eléctrica es una propiedad que nace de la estructura misma de la materia, de

su estructura atómica; y a las cargas eléctricas Benjamín Franklin denominó:

cargas positivas y negativas, cuando cargas del mismo tipo se encuentran se

repelen y cuando son diferentes se atraen.

Esta idea consiste en que la materia está compuesta por átomos, los

cuales están formados por la misma cantidad de cargas eléctricas positivas y

negativas (además de partículas eléctricamente neutras).

En lo que refiere a Coulomb, en su ley encontró experimentalmente

que la fuerza de atracción o repulsión, entre cargas de signos opuestos o

iguales, respectivamente, son directamente proporcionales al producto de la

intensidad de sus cargas e inversamente proporcionales al cuadrado de

distancia entre ellas.

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GLOSARIO

Aislante: Material que es mal conductor de la electricidad.

Amperio: Unidad de corriente eléctrica. Un flujo de un coulombio de

carga por segundo es un amperio.

Átomo: La partícula más pequeña de un elemento que puede tomar

parte en una reacción.

Barión: Partícula elemental pesada. Se denominan bariones los

fermiones que tienen espín semi-entero y que interaccionan fuertemente

entre sí, como los nucleones (neutrón y protón) y los hiperones.

Calor: Es un flujo de energía que se produce entre cuerpos que se hallan a

diferente temperatura.

Carga: Propiedad eléctrica a la cual se atribuye las atracciones o

repulsiones mutuas entre electrones o protones.

Conductor - Sustancia o cuerpo que ofrece poca resistencia al paso

de calor o una corriente eléctrica.

Corriente: La razón de flujo de electricidad, medida en amperios.

Coulomb: La unidad para carga eléctrica. Es la carga transportada en

un segundo por una corriente de un amperio.

Densidad: Masa de un cuerpo contenida en una unidad de volumen.

Electrón - volt: Unidad de energía, igual a la energía que un electrón

(o protón) ganaría si es acelerado por un voltaje eléctrico de 1 volt.

Electrón (e): La partícula, eléctricamente cargada, de menor masa y,

por lo tanto, absolutamente estable. Es el leptón más común; tiene carga

eléctrica -1.

Energía - Medida de la capacidad para realizar un trabajo. Se expresa

en julios (J).

Física: Ciencia que estudia las propiedades de la materia en relación

a la energía, y las leyes que tienden a modificar su estado sin alterar

su naturaleza.

21

Masa: Magnitud física que expresa la cantidad de materia que

contiene un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo

(kg).

Mecánica: Parte de la Física que estudia las fuerzas y los

movimientos que éstas provocan.

Neutrón: Partícula subatómica sin carga, similar en tamaño y masa a

un protón.

Trayectoria: Línea que une las sucesivas posiciones instantáneas

ocupadas por un móvil. Todo cuerpo que manifiesta movimiento describe una

trayectoria y es independiente del sistema de referencia utilizado.

Fricción: Una fuerza que se opone al movimiento de dos objetos en

contacto.

Fuerza: Cualquier acción que altera el estado de reposo de un cuerpo,

o el estado de movimiento uniforme de un cuerpo. Se mide en Newtons (N).

Interacción: Un proceso en el cual una partícula decae o responde a

una fuerza debida a la presencia de otra partícula (como en una colisión).

También se llama así la propiedad subyacente de la teoría que causa tales

efectos.

Líquido: Estado de la materia en que las moléculas están cerca pero

pueden cambiar su posición con facilidad.

Molécula: Partícula más pequeña de un compuesto.

Partícula: Un objeto subatómico con masa y carga definidas.

Sólido: Estado de la materia en que las partículas están cerca y en

posiciones fijas unas con otras.

Tiempo: Intervalo entre dos eventos.

Unidad: Patrón de comparación de cualquier magnitud.

Velocidad - Razón de cambio en la posición de un objeto. Se mide en

metros/segundo.

22

23

Anexos

Electrización por frotamiento

24

Anexos

Electrización por contacto

25

Electrización por inducción

26

Electroscopio

27

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

28

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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Tratado elemental de química. París - Francia.

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WHITTEN K. Gailey, DAVIS K. R. (1992). Química General. 3ra Ed. Mc

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29