laboratorio, solo era necesario un cargue de energ&a mediante un frotamiento ligero y en cada una de las barras seleccionadas fuerte
EL ELECTROSCOPIO
en cada paso y deducir que carga quedaba en el electroscopio"
Sergio Alejandro Gutierrez 1, Camilo Prieto2, Diego Mauriio Mu!oz 2
Re)ultad Re)ultado)% o)% se aprecio que en cada uno
Universidad de la Salle, Bogotá, Colombia.
de los experimentos los resultados frente a que si se abr&an o no las laminas con una
RES"ME# Intr Introd odu ui i$n $n%%
barra o la otra fueron siempre los mismos,
El elec electr tros osco copi pio o es una una
herramie herramienta nta el cual nos permite permite observar observar las reacciones que existen entre las cargas y comp compre rend nder er el prin princi cipi pio o de la Ley Ley de Coul Coulom omb b
(car (carga gas s
la !nica diferencia es que con la barra de ebonita se apreciaba una carga negativa y con con la barr barra a de vidr vidrio io se vio vio una una carg carga a positiva"
de mism mismo o sign signo o se
repe repele len n y carg cargas as de sign signo o opue opuest sto o se
Conlu)i Conlu)i$n% $n% se concluyo que mediante la
atrae atraen) n),, todo todo esto esto se logra logra gracias gracias a los
e%ecución del frotamiento de la barras se
instr instrume ument ntos os de labo laborat ratori orio o que que son los
logran arrancar las cargas necesarias para
instrume instrumento ntos s que permiten permiten observa observarr estos estos
transferir al electroscopio"
fenóm fenómen enos os y dond donde e se estab estable lece ce que que la materi materia a est est consti constitu tuida ida por por tomo tomos, s, los
Pala&ra Pala&ra) ) la'e)% la'e)% electroscopio, carga por
cual cuales es le dan dan prop propie ieda dade des s a la mate materi ria a
cont contac acto to,,
debido a la fuera existente entre el n!cleo
inducción, material conductor"
y los electrones"
entre
difere feren ntes tes
el$c el$ctr tric icas as,,
carg carga a
por por
A*STRACT
O&je &jeti' ti'o% #bse #bserv rvar ar la pres presen enci cia a de la fue fuera ra
carg cargas as
carg carga as
el$ctri ctric cas
com comporta rtamie mientos
y
de
los los
materiales a traba%ar"
he electroscope is a tool *hich allo*s us to ob obse serv rve e th the e re reac acti tion ons s be bet* t*ee een n th the e burde bu rdens ns an and d un under derst stan and d the pri princ ncipl iple e of Coulomb+s Coulomb+ s la* ( charges repel and opposite
del
sign charges attract) , all this is achieved
electroscopio se realio la practica, la cual
using the instruments hat are laboratory
consist&a bsicamente de ' pasos en los
instrume inst ruments nts to obs observe erve thes these e phe phenome nomena na
cuales se quer&a ver experimentalmente la
and *hich sta states tes that the this -ubstance -ubstance
diferencia de cargas entre los materiales del
consi co nsisti sting ng of ato atoms, ms, *h *hich ich giv give e pr prop opert erty y
Metodolog(a%
mediante
el
uso
1.Ingeniería en automatización. Tercer Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8| 8|
matter due to the force bet*een the nucleus
MARCO TEORICO
and electrons " El electroscopio es una herramienta la cual +e-ord)% electroscope, load for contact,
nos ayuda a darnos cuenta de la presencia
electric charge, load by induced, inductive
de
material"
conductores/ se compone de una varilla de
cargas
en
diferentes
materiales
metal que termina con dos ho%as de oro o I#TROD"CCIO#
aluminio, estas dos laminas tienen que
En este informe se puede ver como por medio de un electroscopio los diferentes tipos
de
cargar
que
existen
en
la
naturalea, y estas a su ve se relacionan con el campo gravitacional en donde la gravedad es la principal variable" En el laboratorio
podemos
encontrar
estar en un lugar que no afecte las corrientes de aire" Cuando se toca la varilla con un cuerpo cargado por medio de el roamiento, las lminas obtienen una carga del mismo signo por lo tanto estas se repelen"
las
diferentes interacciones que hacen las cargas con una variedad de materiales que estos as& mismo pueden clasificarse en conductores o aislantes de estas cargas" Los conductores son aquellos que facilitan la movilidad de la carga el$ctrica a trav$s de ellos y los aislantes los cuales son todo lo contrario, son aquellos que no permiten la movilidad de las cargas el$ctricas" Existen cargas negativas y positivas estas a su ve tienen una repulsión y atracción entre estas cargas, es decir, las cargas de igual signo (negativo.negativo/
positivo.
0n material conductor es el cual las cargas
positivo) son las que se repelen y las
pueden moverse libremente por el mismo,
cargas de diferente signo (negativo.positivo
por e%emplo1 cobre, aluminio etc2
y al contrario) este tipo de cargas se atraen"
En el momento de acercar un conductor a un
cuerpo
cargado
ocurre
algo
muy
part&culas/ si acercamos un cuerpo con una
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
carga positiva, las cargas negativas del
inicialmente neutros son cargados al ser
conductor
frotados entre s&, la carga no se crea en
experimentan
una
atracción
hacia el cuerpo con carga positiva" 3or
el proceso" Los ob%etos se cargan debido
consiguiente estas se acumulan lo ms
a que la carga negativa se carga de un
cercano al cuerpo, por otro lado, las cargas
ob%eto a otro" 0n ob%eto gana cierta
positivas
de
cantidad de carga negativa, mientras que
repulsión y se acumulan en la parte ms
el otro pierde una cantidad igual de
le%ana del cuerpo" Lo ocurrido es un
carga negativa y por lo tanto queda con
desplaamiento de cargas pero de todas
carga positiva 3or !ltimo, se dice que la carga est
experimentan
una
fuera
formas el conductor queda con la misma
•
carga nula (el mismo n!mero de cargas
cuantiada, lo cual significa que la carga
positivas y negativas)"
se presenta en la naturalea como
Cuando
pasamos
al
electroscopio,
el
cuerpo cargado positivamente atraer a la ona ms cercana a las cargas negativas, como vimos anteriormente, y las cargas positivas se irn distribuyendo por las lminas en el lado ms le%ano del cuerpo cargado lo que acontecer de que estas laminas se separaran" 4espu$s, ale%ando el cuerpo con carga positiva las dos cargas presentes en el electroscopio vuelven a distribuirse
y
las
lminas
quedan
en
posición normal" 3ropiedades de la carga el$ctrica1 •
•
paquetes discretos" Cam.o El/trio El campo el$ctrico es el cual existe en la región que est rodeada por un con%unto de cargas puntuales" 5 este a su ve es campo vectorial de alguna carga puntual el cual sufre efectos de una fuera el$ctrica" -e conoce que la materia esa formada por tomos, que a su ve estos tienen un n!cleo en el que se encuentran part&culas llamada
protones
(una carga
el$ctrica
positiva), otras llamadas neutrones (con una carga el$ctrica neta) y otras que giran
Existen dos tipos de carga ecl$ctica1
alrededor del n!cleo que se denominan
carga positiva y carga negativa" Las
electrones (con una carga negativa)" En el
cargas de igual signo se repelen y las
estado normal del tomo posee la misma
cargas de signo contrario se atraen" Esto
cantidad de protones y electrones, es decir,
implica que la carga tiene un atendencia
conserva
natural a ser trasferida entre materiales
completamente neutra" Este tomo cuando
diferentes" La carga el$ctrica siempre se conserva"
pierde electrones queda con una carga
una
carga
el$ctrica
el$ctrica positiva y a su ve cuando gana
Esto significa que, cuando dos ob%etos
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
electrones queda cargado el$ctricamente negativo,
un
proceso
sencillo
de
experimentar de cómo se gana o pierde electrones es pro medio del frotamiento" Existen varios tipos de materiales los cuales son ms susceptibles a ganar o en distinto caso a perder electrones y quedar cargados el$ctricamente
ya
sea
positiva
o
negativamente"
los siguientes materiales1
• •
• •
0n electroscopio 6arra de ebonita 6arra de vidrio 3edaos de tela
acercó, sin tocar, una barra de vidrio previamente cargada" -e retiró la barra de vidrio y se acercó una barra de
de
diferentes
una de vidrio" 60 Luego se acercó, una
sin
barra
tocar,
al
de ebonita
contacto a tierra y despu$s la barra de ebonita, en ese orden" 70 -e repitió el paso ;, cambiando la barra
10 -e froto fuertemente la barra de ebonita contra un pedao de tela y despu$s se la
esfera
contacto a tierra tocando la esfera del electroscopio" 3or !ltimo, se retiró el
en la gu&a1
tocar, a
intercambiando la barra de ebonita por
cargada, sin retirar esta !ltima, se hio
-e realaron los siguientes pasos, basados
sin
con una barra de ebonita, luego se
electroscopio
contexturas 7lambre de cobre Cuerda de hi8egla de madera
acercó,
de vidrio 40 El electroscopio se cargó por contacto
del electroscopio" 50 -eguidamente se repitió el paso anterior,
3ara llevar a cabo la prctica, se necesitan
•
(polo a tierra)" 30 -e repitió el paso : pero con una barra
ebonita (cargada), sin tocar, a la esfera
METODOLOGIA
•
esfera del electroscopio con el dedo
de ebonita por la de vidrio" 180 4espu$s se realió de nuevo el paso ;, pero se retiró primero la barra de ebonita y luego el contacto a tierra"
del
electroscopio, y finalmente se retiró" 20 -e froto de nuevo la barra de ebonita, pero esta ve se tocó la esfera (carga por contacto) del electroscopio" 0 -e realió de nuevo los pasos ' y 9, cambiando la barra de ebonita por una de vidrio, previamente calentada" 0 -e cargó por contacto con una barra de ebonita el electroscopio, luego se tocó la
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
110 -e unió dos electroscopios por medio de un alambre de cobre, luego se acercó una barra de ebonita cargada a uno de ellos"
20 Cuando
Ilustración 1. Acercamiento de barra
se toca la esfera del electroscopio con la
de cobre por una regla de madera"
barra de ebonita previamente cargada, las lminas se abren, pero al retirar la
A#ALISIS 9 RES"LTADOS
barra de ebonita, las lminas siguen Los resultados de cada uno de los pasos descritos en la metodolog&a fueron los
abiertas" >racias al exceso de electrones de la
siguientes1
barra de ebonita, al tocar la esfera del
10 -e observó que cuando se acerca la barra de ebonita cargada a la esfera del
electroscopio,
se
transfieren
estos
electrones hacia el electroscopio/ queda
electroscopio, las lminas empearon a abrirse y cuando se retiró volvieron a su estado original" Esto se dio porque al frotar la barra de ebonita
con
el
pa=o
se
carga
negativamente/ cuando se acerca a la esfera del electroscopio, los electrones de esta se van hacia las lminas (repulsión) y los protones son atra&dos lo ms cerca posible hacia la barra de ebonita (atracción)" Cuando la barra es retirada, el electroscopio vuelve a estar neutro"
cargado negativamente" 0 7l aproximarse la barra
de
vidrio
Ilustración 2. Carga del electroscopio
previamente
cargada
hacia
electroscopio, los electrones se van hacia
las
lminas
(repulsión),
los
protones por el contrario se acercan lo ms cerca de la barra" Cuando se toca el electroscopio con la barra de vidrio hay una transferencia de
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
electrones desde la esfera hacia la barra de vidrio, tratando de compensar el d$ficit de electrones de esta !ltima" El electroscopio
queda
cagado
positivamente"
0 7l cargar el electroscopio por contacto
Ilustración 3. Proceso de descarga del electroscopio haciendo polo a tierra
con una barra de ebonita, este queda
Ilustración 4. acercamiento de la barra Ilustración 6. Proceso de descarga del electroscopio haciendo polo a tierra
con
carga
positiva
(ausencia
de
electrones), al tocar con el dedo la esfera (polo
a tierra), la
electrones se compensa,
falta de pues los
electrones via%an a trav$s de tierra hacia Ilustración 5. Carga del electroscopio por contacto
con
carga
negativa
como
se
vio
previamente, al hacer polo a tierra, estos
electrones
encuentran
en
de las
ms
que
lminas
se del
electroscopio, se dirigen a tierra" El electroscopio vuelve a un estado neutro"
el electroscopio" 40 Cuando la barra de vidrio (cargada positivamente) se acerca, sin tocar, al electroscopio (cargado negativamente por contacto), las lminas se cierran y posteriormente al retirar la barra se abren de nuevo" 3ero cuando es la barra de ebonita la que se acerca a la esfera,
las
lminas
no
tienen
movimiento alguno, pues la fuera de 30 Como ya sabemos que por contacto con la
barra
de
vidrio
repulsión es ba%a"
(cargada
positivamente), el electroscopio queda a)
b)
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
hacer
a" Electroscopio cargado negativamente b" La barra de vidrio atrae a los electrones/ las lminas se cierran" c" La barra de ebonita provoca una fuera de repulsión" 50 Cuando la barra de ebonita (cargada negativamente) se acerca, sin tocar, al
contacto a tierra, el electroscopio queda
electroscopio
positivamente
cargado negativamente, pues por el
por contacto), las lminas se cierran y
polo a tierra entrar una cantidad de
posteriormente al retirar la barra se
electrones/ asi al retirar la barra de
abren de nuevo" 3ero cuando es la
vidrio el electroscopio sigue con carga
barra de vidrio la que se acerca a la
negativa"
esfera,
las
(cargado
lminas
no
tienen
movimiento alguno, pues la fuera de repulsión es muy ba%a" 60 Carga de un eletro)o.io
.or
180 7l
acercar
la
barra
de
ebonita
(previamente cargada) al electroscopio, esta se carga negativamente (laminas
indui$n% Cuando se acerca la barra
abren), cuando se hace el polo a tierra,
de ebonita sucede lo mismo que el paso
las
lminas
?@', al hacer contacto a tierra, el
se
cierran
electroscopio
cargado
(el
exceso
positivamente, pues sus electrones se
de
dirigen a tierra/ asi al retirar la barra de
electrones
ebonita el electroscopio sigue con carga
escapa
positiva"
tierra)/ pero
queda
c)
70 Cuando se acerca la barra de vidrio sucede lo mismo que el paso ?@, al
al
por
retirar
la
barra
de
ebonita,
los
electrones ahora se dirigen hacia el electroscopio, queda neutro"
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
10 -e realió de nuevo el paso '', esta ve en ve de alambre de cobre se usó una
110
regla de madera, ocurrió el mismo -e unen dos electroscopios con alambre de
efecto
del
'',
pero
con
menos
cobre, al acercar la barra de ebonita
intensidad que el del alambre y la
cargada a uno de ellos, se observó como
cuerda de hilo, es decir las laminillas
las lminas de los dos instrumentos se
abrieron menos que con el hilo/ La regla
abrieron lo mismo ocurrió cuando la
de
barra de ebonita se acercó a la mitad del
conductor comparado con el alambre de
alambre que las un&a" El alambre de
cobre y la cuerda de hilo"
madera
no
es
un
muy
buen
cobre es un excelente conductor" 120 -
e realió de nuevo el paso '', esta ve en ve de alambre de cobre se usó cuerda de hilo, ocurrió el mismo efecto del '', pero con menos intensidad, es decir las laminillas no abrieron mucho/ el hilo no es un muy buen conductor comparado con el alambre de cobre"
CO#CL"SIO#ES Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
positiva y el otro un exceso de carga
-e consiguio un orden seg!n el grado de
negativa" Cuando un electroscopio se carga con
paso electrico por cada uno de los
un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga electrica aproximandolo
elementos
que
conectaban
los
electroscopios" '. el alambre de cobre,
a la esfera, si las laminas se abren
9. el palo de madera, . la piola" La madera tecnicamente no
significa que el ob%eto esta cargado del
conductora de energia pero al transcurrir
mismo
el
el tiempo y al ser tratada, minerales
electroscopio, de lo contrario si se unen
pudieron quedar incrustados dentro de
entonces tanto el electroscopio como el
esta por lo tanto permiten el flu%o de
elemento
energia"
tipo
de
tienen
carga
signos
que
de
cargas
diferentes" -e puede inferir que para oder descargar un ob%eto basta con tan solo hacerle un poco de polo a tierra para que se puedan liberar ya sean los protones o los
*I*LIOGRA:IA .>uia de laboratorio A' B electroscopio" .https1es"*iDipedia"org*iDiElectroscopio
electrones que tiene de mas y poder quedar en un equilibrio"
1.Ingeniería en automatización. Tercer semestre. Física II, Grupo 8 | 2.Ingeniería civil. Tercer semestre. Física II, Grupo 8|
es
