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La carga Eléctrica se manifiesta mediante fuerza de atracción y repulsión entre ellas a través de campos electromágneticos.

La Ley de Coulomb nos dice que la fuerza de atracción o repulsión de un cuerpo es directamente proporcional al producto de las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, generando un campo eléctrico.

Campo eléctrico es (región del espacio en la que interactúa la fuerza eléctrica) es un campo físico que se representa por medio de un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.

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La palabra “eléctrico” se deriva del vocablo griego elektron, que significa ámbar. Cuando al caminar una persona frota sus zapatos sobre una alfombra de nailon, se carga eléctricamente; también carga un peine si lo pasa por su cabello seco. Dos cargas positivas se repelen entre sí, al igual que dos cargas negativas. Una carga positiva y una negativa se atraen.

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En términos matemáticos, la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales, q1 y q2, separadas una distancia r, ejerce sobre la otra se expresa como demuestra la imagen donde k es una constante de proporcionalidad cuyo valor numérico depende del sistema de unidades que se emplee.

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Ocurre cuando un cuerpo con exceso de carga se acerca a otro sin que se presente un contacto directo entre ellos.

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5. Formula para cálcular la intensidad de Campo Eléctrico.

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5. Formula para cálcular la intensidad de Campo Eléctrico.

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Variables a estudiar

Variables independientes:

Carga aplicada

Distancia de acercamiento

Variables dependientes:

Movimiento de las hojas del electroscopio

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1. Embace de plástico

2. Goma fría para sellar

3. Esfera metálica (Realizada con papel aluminio)

4. Laminas metálicas (Papel Alumnio)

5. Alambre de cobre

6. Varilla de vidrio

7. Varilla de plástico

8. Papel periódico

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En principio es posible medir la fuerza eléctrica F entre dos cargas iguales q a una distancia de r, y usar la ley de Coulomb para determinar la carga. Es decir, se puede considerar el valor de k como una definición operacional del coulomb. Por razones de precisión experimental, es mejor definir el coulomb en términos de la unidad de corriente eléctrica (carga por unidad de tiempo), el ampere, que es igual a 1 coulomb por segundo. En unidades del SI, la constante k de la ecuación, donde (“épsilon cero”) es otra constante. Y así escribimos la Ley de Coulomb como lo muestra la imagen.

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1. Preparación del embace: tomamos el embace y quitamos la tapa, cortamos la tapa de aluminio del tamaño del corcho para poder introducirlo.

2. Trozo de alambre de cobre: Lo doblamos en forma de "L". La parte vertical la insertamos en el embace y la parte horizontal sostiene la esfera metálica o el papel aluminio.

3. Nos aseguramos de que esté bien sellado.

4. Cortamos dos pequeños trozos de aluminio: Estos serán las hojas que moverán indicadores cuando el electroscopio esté cargado.

5. Para cargar el electroscopio , frotamos la varilla de vidrio y plástico con papel periódico.

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11. Experimento con la varilla de vidrio.

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11. Experimento con la varilla de vidrio.

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Varilla de Vidrio: Al frotarse el vidrio con papel periódico se carga positivamente, por eso logramos observar como leve pero notorio las láminas se separan o repelen y se mantuvieron separadas hasta que volvimos a tocar la bola de papel alumnio con el dedo, allí se volvieron a juntar, parte de la carga del vidrio se deposita en la esfera y a su vez a través del alambre conductor pasa hasta las láminas de aluminio. Las laminas de aluminio se cargan ambas con la misma carga, positiva en este caso.

Lo cargamos por segunda vez para demostrar otro efecto que es la carga por inducción. Cuando está cargado observamos un fenómeno curioso, aunque alejemos la varita de vidrio las láminas permanecieron abiertas o (se repelen). Si acercamos la varilla las láminas se separaban aún más, entonces podemos decir que aunque no haya transferencias de carga porque la varita no llegaba a tocar la esfera de aluminio, si la acercabas cada vez se desplazaba a la mitad. Esto se debe al fenómeno de carga por inducción.

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12. Experimento con varilla de plástico.

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12. Experimento con varilla de plástico.

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Varillas de plástico: Al frotarse se cargan de forma negativa, las cargas positivas que se acumulan en la parte cercana a la varita y por tanto escapan de las laminitas que quedan más neutras que antes y se separan menos que antes.

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Variables a estudiar:

1. Variables independientes:

Cargas q1 y q2: elegimos diferentes valores para las cargas eléctricas.

La distancia entre las cargas: 4 cm.

2. Variables dependientes:

F= Fuerza electrostática (depende de las magnitudes de las cargas y de la distancia entre ellas).

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Procedimiento

1. Utilizando Phet's estudiaremos la ley de Coulomb.

2. Utilizando dos cargas puntuales las separamos a una distancia de 4 cm o convertida a metro 0,04 m.

3. Calcularemos la magnitud F de la Fuerza.

4. Concluiremos analizando la veracidad de nuestra hipótesis.

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16. Cálculo de la Magnitud F de la Fuerza

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16. Cálculo de la Magnitud F de la Fuerza

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17. Cálculo de la Magnitud F de la Fuerza Simulación 1 

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17. Cálculo de la Magnitud F de la Fuerza Simulación 1 

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19. Cálculo de la Magnitud F de la Fuerza Simulación 2

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19. Cálculo de la Magnitud F de la Fuerza Simulación 2

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1. Podemos concluir que nuestra hipótesis es cierta, en otras palabras la magnitud de la fuerza entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las dos cargas, q1 y q2, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.

2. Las cargas del mismo signos se repelen.

3. Las cargas con signos diferentes se atraen.

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Situación:

Queremos investigar el efecto de la distancia en la magnitud del campo eléctrico generado por una carga puntual. Imaginemos que tenemos una carga puntual Q de 5 µC (microculombios) ubicada en el origen de un sistema de coordenadas, y queremos medir el campo eléctrico en diferentes puntos a lo largo del eje x.

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Variable Independiente:

La distancia r desde la carga puntual (medida en metros).

Variable Dependiente:

La magnitud del campo eléctrico E (medida en Newtons por Coulomb, N/C).

Simulación

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Al colocar una carga eléctrica positiva y otra negativa cerca hay una atracción entre las cargas. Las líneas de la carga positiva se dirigen hacia la carga negativa.

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Se observa la intensidad de voltaje de las cargas. Y a mayor distancia de cargas eléctricas el campo va disminuyendo.

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La fórmula para el campo eléctrico E creado por una carga puntual Q a una distancia r es:

E=kq/r^2

donde:

E es el campo eléctrico.

k es la constante de Coulomb, k≈8.99× N⋅m2/.

Q es la carga puntual.

r es la distancia desde la carga.

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1.   Utilizando el simulador

2.   Ubicación de la carga: Coloca una carga puntual de 5 µC en el origen (0,0) del sistema de coordenadas.

3.   Medición de distancias: Elige diferentes distancias r (por ejemplo, 0.1 m, 0.2 m, 0.3 m, 0.4 m, 0.5 m) a lo largo del eje x.

4.Cálculo del campo eléctrico: Usa la fórmula E=KQ/r^2    para calcular el campo eléctrico en cada distancia medida.

5.   Concluiremos analizando la veracidad de nuestra hipótesis

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Al calcular los valores del campo eléctrico para cada distancia dada, esperamos observar que el campo eléctrico disminuye conforme aumenta la distancia, siguiendo la relación inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

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En la gráfica a continuación, se representa la magnitud del campo eléctrico E en función de la distancia r. También se puede observar que la magnitud del campo eléctrico disminuye a medida que aumenta la distancia desde la carga.

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1.   Los resultados experimentales muestran que el campo eléctrico disminuye. A mayor distancia entre las  cargas el campo eléctrico va disminuyendo.

2.   En relación con las variables la magnitud del campo eléctrico es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde la carga puntual.

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Objetivo General: Estudiar la naturaleza de la carga eléctrica, conocer cómo ésta se conserva y cómo se cargan eléctricamente los objetos.

Objetivos Específicos:

1. Estudiar la conservación de la carga eléctrica con un electroscopio casero.

2. Estudiar las fuerzas de atracción de partículas cargadas mediante la Ley de Coulomb con dos cargas puntuales y una distancia de 4 cm.

3. Evaluar el campo eléctrico en varios puntos a lo largo del eje x para observar cómo varía con la distancia.

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1. La suma algebraíca de todas las cargas eléctricas en cualquier sistema cerrado es constante.

2. La magnitud de la fuerza de atracción o repulsión que experimentan dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional de la distancia que los separa.

3. La magnitud del campo eléctrico disminuye con el cuadrado de la distancia desde la carga puntual, de acuerdo con su fórmula.

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Tanto las cargas positivas como las negativas existen en los objetos neutros y pueden separarse poniendo los dos objetos en contacto físico.

Para los objetos macroscópicos, la carga negativa significa un exceso de electrones y la carga positiva significa un agotamiento de electrones.

La ley de conservación de la carga establece que la carga neta de un sistema cerrado es constante.

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Hola chicas, su trabajo estuvo bastante bien, pero con un poco de desorden en la presentación. Las conclusiones estaban antes que los objetivos e hipótesis

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FUNDAMENTAL PARA ESTE TIPO DE ESTUDIOS REALIZAR GRÁFICAS SI LO PERMITE LA SIMULACIÓN

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FUNDAMENTAL PARA ESTE TIPO DE ESTUDIOS REALIZAR GRÁFICAS SI LO PERMITE LA SIMULACIÓN