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8/11/2019 fisica II laboratorio.docx

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ELECTRIZACION DE LOS CUERPOS

1. OBJETIVO GENERAL:

Comprobar experimentalmente que ciertos cuerpos al interaccionar con otros adquieren

propiedad de ceder o captar electrones.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Verificar experimentalmente que ciertos cuerpos tienen la propiedad de ceder o

captar electrones cuando son frotados entre si.

experimentalmente que ciertos cuerpos tienen la propiedad de ceder o captar

electrones por contacto fisico.

Experimentalmente que ciertos cuerpos tienen la propiedad de ceder o captar

electrones por induccion.

2. FUNDAMENTO TEORICO

La materia presenta dos propiedades fundamentales: masa y energa elctrica.

2.1.CARGA ELECTRICA .

Es una magnitud escalar que determina el estado de electrizacin de un cuerpo . es una

propiedad inherente que se le atribuye a la materia para explicar las fuerzas atractivas y

repulsivas de los atomos.tambien se dice que la carga electrica, es la propiedad que adquieren

los cuerpos cuando en ellos existe un exceso o defecto de electrones llamndose carga

negativa al primer caso, y carga positiva al segundo caso y que lo manifiestan mediante efectos

de atraccin o repulsin sobre los dems cuerpos.

Se dice entonces que un cuerpo posse una carga positiva cuando un defecto de electrones y

una carga negativa cunado tiene un ecceso de electrones.

Experimentalmente se demuestran que las cargas iguales se repelen y las cargas desiguales se

atraen .

2.1.1. Conttacto

Si un cuerpo A no electrizado (estado neutro) se pone en contacto con un cuerpo B electrizado

.Si los cuerpos A y B son aislantes , el cuerpo A se electriza nicamente en los puntos que

entran en contacto con el cuerpo B.si los cuerpos A y B son conductores , pero aislados se

ponen en contaco los dos cuerpos se elctrizan sobre toda sus uperficie.

2.1.2. Frotaminento

Al frotar dos cuerpos es una forma de hacer que los electrones se aproximen lo suficiente

como para que los atomos de uno puedan interactuar con los del otro perdiendo

electrones del atomo ejerce menor fuerza osea es la ionizacin producida por los coques

de los atomos de un cuerpo de un cuerpo sobre los atomos de otro cuerpo este fenmeno

sucede especialmente con aislante como el vidrio , plsticos, etc.

2.1.3. Inducion

Cunado se aprovecha la influencia de un cuerpo cargado sobre otro que es neutro

obligandolo a que se polarice.


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Existen otros formas de electrizacion de los cuerpos tales como por radiacin , efecto

fotoelctrico , efecto termoinico , pizoelectricidad y carga por electrolisis, que sern materia

de invesigacion .

El efecto triboelectrio es un tipo de electrizacin causado por el contacto de otro material

(por ejemplo el frotamiento directo).La polaridad y la fuerza entre cargas producidas sediferencian segn los materiales , la aspereza superficial , la temperatura , la tensin, y otras

caractersticas . se denomina triboelectricidad al fenmeno de electrzacion por frotamiento.

Por lo indicado en el fundamento teorico, podemos plantearnos la siguiente interrogante.

2.2.PROBLEMA

como se cargan elctricamente algunos cuerpos ?

Lo obtenido en la teora nos indica que existen varias formas de cargar electricamnete

un cuerpo por la presente experiencia consideremos solos los cuerpos que se cargan

por frotamineto , contacto y por induccin .Por l que se proponen la siguientes

hiptesis:

3. HIPOTESIS GENERAL

Experimentalmente se comprueba que ciertos cuerpos al interaccionar con otros,

adquieren la propiedad de ceder o captar electrones.

HIPOTESIS ESPECIFICAS:

Al frotar dos cuerpos entre si hace que entre ellos se intercambien electrones,

haciendo que uno ceda y el otro capte elecrones.

Un cuerpo cargado elctricamente al tener contacto en estado neutro hace

que este se cargue electricamnete .

Se demuestran experimentalmente que ciertos cuerpos tiene la propiedad de

ceder o captar electrones por inducion.

4.

VARIABLES

Variables independiente:

Interaccion de algunos cuerpos (frotacin, contacto, induccion)

Variable dependiente:

Adquiere la propiedad de cede o captar electrones.

5. DISEO DEL EXPERIMENTO

Se determina los materiales a utilizar , con el fin de verificar experimentalmente que la

interaccion entre los cuerpos sea por fricciom, contacto e inducion , permitan que

adquieran la propiedad de ceder o captar electrones.

5.1.EQUIPOS Y MATERIALES

tubo de PVC de aproximadamente 30 cm.

Barra de vridio

Cubeta de vidrio

Bolitas de tecnopor

Electroscopio

Pndulo electrosttico

Pedaso de piel de cordero


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5.2. PROCEDIMIENTO

1.-Coloque sobre la cubeta de vidrio loas bolitas de tecnopor

2.-frote el tubo de PVC con la piel de cordero y acrcalo a la cubeta muy prxima a las

bolitas de tecnopor .explique lo que sucede

Observacin:

Las bolitas de tecnopor se adhieren al tubo.

Discusin:

El tubo de PVC se ha cargado negativamente haciendo que las bolitas de tecnopor que no

estn electrizadas se adhieran al tubo.

3.-Repita el paso anterior, pero ahora utiliza papel por la piel de cordero. Explica que

es lo que sucede.

Observacin:

Las bolitas de tecnopor se adhieren al tubo.

Discusin:

El tubo de PVC se ha cargado negativamente haciendo que las bolitas de tecnopor se polarice y

que la parte positiva se atraiga con el tubo de PVC.

4.-Frote la barra de vidrio con papel y luego acrquelo a la cubeta , muy prxima a las

bolitas de tecnopor .Explique lo que sucede.

Observacin:

La atraccin de las bolitas de tecnopor son atradas por la barra de vidrio pero con tanta fuerza

como en los casos anteriores .

Discusin:

La barra de vidrio se ha cargado positivamente haciendo que las bolitas de tecnopor se

polarice y que la parte negativa se atraiga con la barra de vidrio.

5.-Coloque sobre la mesa el pndulo electrosttico y luego acrcale el tubo de PVC

debidamente frotado con el papel (sin que exista contacto) .Explica que es lo que

sucede

Observacin:

El pndulo es atrado por el tubo de PVC al acercarlo.

Discusin:

El tubo de PVC se ha cargado negativamente y acercndolo al pndulo este se polariza y hace

que el polo positivo de atraiga con el tubo de PVC.

6.-Repita el paso anterior , pero ahora el tubo de PVC , hace contacto con la esferita

del pndulo. Explique lo que sucede.

Observacin:


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El pndulo al hacer contacto con el tubo que queda adherido por unos segundos con el tubo

Discusin:

El tubo es cargado negativamente el pndulo se polariza y al momento de entrar en contacto

con la parte positiva del pndulo quedan pegados por unos segundos.

7.-coloca el electroscopio sobre la mesa de trabajo y acrcale el tubo de PVC

previamente frotado con el papel .Observa y explique lo que sucede.

Observacin:

Al acercar el tubo a la parte superior del electroscopio se nota que los papeles de aluminio se

separan

Discusin:

La separacin de los papeles de aluminio se debe a que la polarizacin ya que el tubo esta

cargado negativamente y hace que la parte superior del electroscopio se cargue positivamentey la parte interior negativamente y por eso se separan.

8.-A partir del paso anterior, cargue el electroscopio y diga que parte de carga quedo.

Queda con una carga positiva.

5.3 DATOS /CALCULOS/GRAFICOS

6. OBSERVACIONES

Indique


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PREGUNTAS:1. Describa otras formas de electrizacin de los cuerpos (radiacin , efecto fotoelctrico , efecto

termo elctrico, piezoelectricidad y carga de electrolisis.)

Un tomo puede emitir radiacin (como la luz) cuando uno de sus electrones pierde energa y

as pasa a un orbital de menor energa.Un tomo puede absorber radiacin cuando uno de sus

electrones gana energa y as pasa a un orbital de mayor energa.

El movimiento de los tomos en un objeto produce choques o vibraciones que estimulan la

emisin y absorcin de radiacin. Un aumento en la temperatura de un objeto representa un

aumento de la energa cintica de movimiento de sus tomos. En la naturaleza ningn objeto

puede tener temperatura absoluta igual a cero.

Efecto pizoelectrico:

Cuando ejercemos una presin sobre determinados materiales, la fuerza de la presin se

transmite a los tomos del material, saca los electrones de sus rbitas y los empuja en la

direccin de la fuerza. Estos se acumulan en uno de los lados del material y dan origen a cargas

elctricas en los lados opuestos del mismo. Este fenmeno se denomina EFECTO

PIEZOELECTRICO, y es ms notorio en determinados cristales de cuarzo, llamados sales de Ro-

chelle y en ciertos materiales cermicos (titanato de bario). Para comprender mejor el efecto

piezoelctrico mencionemos a las cpsulas fonogrficas, micrfonos, encendedores.

ELECTRICIDAD POR CALOR

A aquellos dispositivos formados por la unin de dos metales y que

presentan el efecto de termoelectricidad, se les denomina termopar. El

fenmeno de la termoelectricidad puede ser fcilmente comprobado

mediante un sencillo experimento. Haciendo uso de un alambre de cobre y

uno de zinc, hay que formar una trenza de aproximadamente 30 cm de

largo; se deben dejar libres unos 5 cm de cada alambre. Enseguida, con

una vela, se calienta el principio de la trenza; finalmente, con un

voltmetro se mide la diferencia de potencial en los extremos que se

dejaron libres.

El efecto fotoelctrico consiste en la liberacin de electrones de un material, cuando la luz incide

sobre ste. El potasio, el sodio, el cesio, el selenio, el sulfuro de plomo, el germanio, el silicio y el

cadmio, son algunos de los materiales que presentan tal caracterstica.

Aplicaciones del efecto fotoelctrico

Al efecto fotoelctrico se le pueden dar tres distintas aplicaciones en electrnica:

a) Fotoionizacin. La luz aumenta la

conduccin que se realiza del ctodo a

la placa de una vlvula de gas (bulbo),

debido a la ionizacin (liberacin de


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los electrones de valencia del gas contenido).

b) Efecto fotovoltaico. Al producirse cargas en los extremos de los materiales semiconductores, se

origina una diferencia de potencial (como en el caso de las pilas).

c) Efecto de fotoconduccin. Puesto que son liberados los electrones de materiales cristalinos (que

normalmente presentan alta resistencia elctrica), aumenta su conductividad y disminuye su resistenciaelctrica al paso de la luz (figura 14).

Una de las formas ms eficientes y ampliamente utilizadas para generar electricidad, es la de las

reacciones qumicas. Como ejemplo, tenemos las pilas y bateras utilizadas en equipos porttiles, radios,

automviles, etc.; se puede decir que una pila es un medio que transforma la energa qumica en

elctrica, ya que est formada por un electrolito (que puede ser lquido, slido o de pasta), un electrodo

positivo y un electrodo negativo. El electrolito, una sustancia qumica, reacciona con los electrodos, de

tal forma que a uno de ellos llegan los electrones liberados por la reaccin -hacindose negativo-,

mientras que el otro, habindolos perdido, adquiere carga positiva (figura 5).

2. Utilizando la tabla triboelectrica diga Ud., en el procedimiento 2 al fraccionar el tubo de pvc con

la piel de cordero, quien cedi carga y quien gano carga.

3. Qu signo tiene la carga del pndulo electrosttico despus de haber sido tocada co el tubo de

pvc que previamente fue frotada con papel?

4. Describa detalladamente las partes del electroscopio

El electroscopio consiste en una varilla metlica vertical que tiene un espiral en la parte

superior y en el extremo opuesto dos lminas de oro o de aluminio muy delgadas. La varilla

est sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazn de cobre

en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las

laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separndose, siendo su

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

electrosttica se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las

lminas, al perder la polarizacin, vuelven a su posicin normal.

5. El electroscopio puede indicarnos el signo de la carga elctrica. Explique

Si el espiral metlico de la parte superior se pone en contacto con un conductor cargado, las

delgadas hojas de metal (laminas de oro o aluminio) adquirirn el mismo potencial que el

conductor. La carga en las hojas ser proporcional a la diferencia de potencial entre ellas y la

caja. La fuerza de repulsin que existir entre las hojas, debido a sus cargas idnticas, puedemedirse observando el valor de la desviacin de un escala.

6. Objeto de vidrio se carga + 3 nC al frotarlo con un trozo de seda. En el proceso de frotado SE

AGREGARON protones al objeto o se removieron protones hacia l?

7. Explique desde un punto de vista atomico , porque la carga por lo general se transfiere

mediante electrones.

La carga elctrica se transmite por medio de los electrones porque son las partculas atmicas

de menor masa y que disponen por ello de facilidad de movimiento (de hecho, ya giran

alrededor del ncleo atmico como en un sistema solar). El exceso de electrones carga a un

cuerpo negativamente y su defecto, positivamente; es decir, los cuerpos cargados

positivamente han perdido electrones orbitales y quedaron en el ncleo atmico cargaspositivas sin equilibrar.


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8. Si un objeto suspendido A es atrado hacia un objeto cargado B se puede concluir que A esta

cargado? Explique

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