PREGUNTAS Y RESPUESTAS SOBRE ELECTROSTÁTICA
1.- Suponiendo que el valor de la carga del protón fuera un poco diferente de la carga del electrón, por ejemplo un 0,1%, ¿sería este mundo muy diferente. !"plicar.
Si, pues pues todos todos los cuerp cuerpos os celest celestes es tendrí tendríaa carga carga el#ctr el#ctrica ica diferente de cero, la $ierra por ejemplo, y con ello las interacciones el#ctricas serían muy importantes. $ómese en cuenta que las interacciones el#ctricas son ms intensas que las gravitacionales.
no ocurre con el par 6. ¿7u# par est fa)ricado con material mejor conductor
!l 6. n cuerpo conductor se desprende fcilmente de la carga que pudiera poseer.
8.- 9omparar la masa en la ley de gravitación universal con la carga en la (ey de 9oulom). ¿!n qu# son similares y en qu# son diferentes &.- Suponiendo que los signos de las cargas del electrón y del protón se invirtiesen, ¿sería este mundo diferente. !"plicar. Similitud: 'o, el signo que se les asigna eso, una asignación. (os signos o)edecen a una convención. (a fuer fuer2a 2a de atra atracci cción ó n entr entree dos dos masa masass es inve invers rsam amen ente te proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. ;gual cosa entre las cargas el#ctricas. *.- Si se carga un glo)o con un tejido de lana, #ste se pegar a las paredes. ¿+or qu#. (uego el glo)o se caer. ¿+or qu# 5iferencia: (a pared est neutra y por ello el glo)o se adiere. n cuerpo neutro y otro cargado se atraen. inalmente el glo)o caer de)ido a que traspasa su carga a la pared, o mejor dico, entre el glo)o y la pared ay transferencia de carga el#ctrica asta que se produce el equili)rio el#ctrico. /í el glo)o se desprende de la pared.
5os masas siempre se atraen. 5os cargas se pueden atraer o repeler.
,. (a carga neta de una esfera es cero. ¿/cta alguna fuer2a el#ctrica so)re la esfera. Si es así, e"plicar por qu#.
'o se puede precisar. na esfera puede tener carga diferente de cero y no estar sometida a una fuer2a el#ctrica, tam)i#n podría estar sometida a una fuer2a el#ctrica.
!l eco de que un cuerpo reci)a una fuer2a el#ctrica no modifica la carga que posee. 3 el cuerpo puede estar o no cargado el#ctricamente.
4.- 5espu#s de sacar dos pares de calcetines de una secadora, el par / se mantiene pegado durante largo tiempo mientras que eso
<.- Suponer que se dispone de dos esferas metlicas con )ases aislantes. Se desea cargarlas con igual valor de carga, pero con signo signo contra contrario rio,, usando usando una varill varillaa cargad cargadaa positi positivam vament ente. e. 5escri)ir el proceso por medio de di)ujos. ¿7u# aría para cargar am)as con igual carga positiva ¿3 con igual carga negativa
na de las esferas la cargamos por el m#todo de contacto y la otra...... por inducción. /sí, la que se carga por contacto queda con el mismo tipo de carga que la varilla y la que se carga por inducción queda con el signo contrario al de la varilla.
=.- na esfera conductora colgada de un cordel es atraída por una varilla con carga positiva. ¿!star necesariamente la esfera cargada negativamente Si la esfera es repelida por la varilla cargada positivamente, ¿tendr necesariamente la esfera carga positiva
Btomo neutro, es cualquier tomo en condiciones normales, de)ido a que tiene la misma cantidad de protones que electrones.
1*.- ¿+or qu# algunas ropas se pegan a su cuerpo despu#s de que se an sacado de una secadora
Si es atraída por la varilla, entonces la esfera tiene carga negativa o est neutra. Si es repeli da por la varil la, entonces necesariamente tiene carga positiva.
>.- 9on frecuencia se o)servan ?o escucan@ cispas en un día seco al quitarse la ropa en la oscuridad. !"plique.
5urante el día la ropa, especialmente la sint#tica, se carga el#ctricamente de)ido a la constante frotación de la ropa, consigo mismo, con el cuerpo y con el aire. 9uando alguien se quita la ropa se forman pliegues en ella, con )ordes yAo con puntas y así es que entre )ordes yAo puntas se producen descargas el#ctricas que incluso se pueden ver si ay oscuridad y tam)i#n se pueden escucar si ay silencio.
10.- !"plique a partir de un punto de vista atómico por qu# la carga suele transferirse por medio de electrones.
+orque son los electrones li)res los que tienen movilidad, particularmente en los cuerpos sólidos.
11.- na ligera esfera metlica descargada que est suspendida de un ilo es atraída acia una )arra de cauco cargada. 5espu#s de tocar la )arra, #sta repele a la esfera. !"plique.
9uando la esfera est descargada es atraída por la )arra pues #sta ltima est cargada y se sa)e que todo cuerpo cargado el#ctricamente atrae a uno neutro. 9uando entra en contacto la esfera con la )arra, parte de la carga de la )arra se transfiere a la esfera. 9omo am)os cuerpos quedan con el mismo tipo de carga...... se repelen.
+orque mientras estn en la secadora estn girando y, con ello, estn ro2ando la superficie interior de la mquina y se carga el#ctricamente por fricción o frotamiento, por eso es que en contacto con mi cuerpo, que puede estar neutro, se adiere.
1.- na gran esfera metlica aislada de $ierra se carga con un generador electrosttico mientras una persona parada so)re un aislante sostiene la esfera. ¿+or qu# es seguro acer esto ¿+or qu# no sería seguro para otra persona tocar la esfera despu#s de que #sta se a cargado
+orque el peligro con la carga electrosttica no est en poseer la carga sino que en ser partícipe de un proceso de descarga y si no estamos aislados la carga del generador pasa a trav#s de nuestro cuerpo a $ierra.
'o es seguro para una persona tocar un cuerpo cargado el#ctricamente pues al tocarlo la carga del cuerpo se transfiere a la persona en forma de descarga el#ctrica.
$ómese en cuenta que un generador electrosttico no carga igual que en el caso de frotar un cuerpo, no...... la carga que adquiere es mucísimo ms, lo que lo ace )astante peligroso.
14.- ¿9ul es la diferencia de cargar un o)jeto por inducción y cargarlo por conducción 1&.- !"plique que se entiende por tomo neutro.
+or inducción el o)jeto no se toca con el cuerpo cargado, por conducción sí se toca. +or inducción el o)jeto adquiere carga distinta a la del cuerpo cargado, por conducción el mismo tipo de carga. +or inducción le cuerpo neutro adquiere o cede carga por participación de $ierra, por conducción solo ay distri)ución de la carga.
18.- Suponga que alguien propone una teoría segn la cual la gente est unida a la $ierra por fuer2as el#ctricas y no por la gravedad. ¿9ómo pro)aría usted que esta teoría es errónea
a@ no se crea carga el#ctrica en el proceso, solo se redistri)uye, la seda traspasa carga el#ctrica a la )arra de vidrio y viceversa, )@ la varilla de vidrio queda cargada positivamente, al ser frotada por el tro2o de seda traspasa carga negativa a #sta ltima.
!n un e"perimento de la)oratorio se o)serva que dos cuerpos se atraen entre sí. 5esde el punto de vista el#ctrico, lo o)servado ¿es una prue)a concluyente para decir que los dos cuerpos tienen cargas de diferente tipo.
'o, no es concluyente, ya que un cuerpo cargado el#ctricamente siempre atrae a uno neutro. +or lo tanto podría ser que am)os cuerpos tengan cargas contrarias, pero tam)i#n puede ser que uno tenga carga y el otro est# neutro.
/cercndome a otra persona. Si estuvi#ramos atraídos por $ierra en forma el#ctrica entonces nos repeleríamos. $am)i#n, luego de estar en la superficie de la $ierra estaríamos flotando o )ien saldríamos despedidos de su superficie pues tendríamos el mismo tipo de carga que la $ierra.
1<.- ¿+or qu# es ms difícil cargar un o)jeto por medio de la fricción en un día medo que en un día seco
!n un día medo el aire tam)i#n intercam)iaría carga con los o)jetos. !so impediría un procedimiento en forma correcta.
&1.- no de los principios fundamentales de la ísica es el +rincipio de 9onservación de la 9arga !l#ctrica. 5espu#s de comprender cada uno de los procesos de electri2ación, ¿cómo argumentaría a favor del principio enunciado
!n el proceso de frotamiento un cuerpo le pasa carga a otro y viceversa, estando neutros previamente. !n el proceso de contacto un cuerpo le pasa carga a otro neutro previamente, el cargado se tuvo que a)er cargado por alg n proceso previamente. !n el proceso de inducción un cuerpo neutro adquiere carga de)ido a que otro lo esta)a previamente mediante algn proceso, en este caso es la $ierra quien provee carga el#ctrica al neutro o )ien la reci)e de #l. !n cualquier caso solo ay redistri)ución de la carga, en ninguno ay creación de carga el#ctrica.
1=.- ¿+or qu# un alam)re de cone"ión a tierra de)ería conectarse a la )arra de soporte metlico de una antena e"terior de televisión
+orque podría a)er una descarga el#ctrica en un día tormentoso y el rayo podría ser captado por la antena y al no a)er cone"ión a $ierra la descarga llega al televisor. 1>.- Se tiene una varilla de vidrio y un tro2o de seda. Si se frotan, a@ ¿se crea carga el#ctrica en el proceso, )@ ¿con qu# carga el#ctrica queda cada o)jeto
&&.- Se carga el#ctricamente un glo)o, mediante frotación por ejemplo. Se deja caer una pluma pequeCa de ave. (a pluma de)e estar neutra el#ctricamente. Si la pluma cae cerca del glo)o es atraída por #ste ltimo y se adiere a su superficie. 5espu#s de un rato se o)serva que la pluma es violentamente despedida del glo)o. ¿+or qu# ocurre eso
Dcurre porque la pluma al estar neutra el#ctricamente es atraída por el glo)o. /l entrar en contacto con el glo)o, el glo)o le traspasa, lentamente, carga el#ctrica a la pluma, como los dos tendrn carga del mismo tipo se produce el reca2o entre ellos, por la (ey de atracción y repulsión, y por ello la pluma es violentamente reca2ada por el glo)o.
&*.- 9uando se cargan las ojas de un electroscopio por inducción, ¿de)emos quitar nuestro dedo puesto en la esfera antes que la varilla con la carga cerca de la esfera o al rev#s
!l dedo de)e retirarse antes. Si se retira antes la varilla, la carga el#ctrica de la esfera y las lminas metlicas del sistema ?el electroscopio@ quedar neutro el#ctricamente de)ido a que el dedo, an en la esfera metlica, servir de puente entre el electroscopio y la $ierra, por lo que se producir el proceso conducente al equili)rio el#ctrico. /l contrario, si se retira el dedo primero y despu#s la varilla, cuando se retire la varilla la esfera y las lminas a)rn quedado con igual carga y no a)r puente entre el electroscopio y la $ierra.
&.- (a (ey de 9oulom) es vlida solo cuando la distancia entre las cargas el#ctricas que interactan es muy grande comparada con las dimensiones de las cargas. ¿+or qu# se de)e cumplir dica situación
/sí de)e ser. Si no fuera así, si el radio ?o dimetro@ de las cargas E supuestamente esf#ricas E fuera grande entonces a)ría carga el#ctrica en 2onas que no corresponden al centro de la carga y ella contri)uiría a un efecto en la interacción entre las cargas que se estn estudiando. Se o)serva en la figura siguiente. Si ello ocurriera el pro)lema de la interacción entre las cargas tendría que reali2arse de otra forma y no con la (ey de 9oulom). !n la (ey de 9oulom) se supone que la carga el#ctrica se concentra en un punto.
&4.- Si di)ujamos 10 líneas de campo, o de fuer2a, saliendo de una carga de F &,4 9. ¿9untas líneas entrando a una carga de E 1,4 9 de)eríamos di)ujar
Si di)ujamos 1& líneas para una carga de &, 9, entonces estamos di)ujando una por cada 0,& u9, por lo tanto de)eríamos di)ujar > líneas entrando en una carga de E 1,= 9. Gecordemos que la cantidad de líneas de campo son proporcionales a la magnitud de las cargas el#ctricas ?no importa el signo que tengan@.
&8.- ¿+or qu# las líneas de fuer2a, o de campo, no se cru2an
(as líneas de fuer2a, o de campo, salen de una carga positiva, o entran a una negativa. 5e lo anterior se desprende que de cada punto de la superficie de una esfera, suponiendo forma esf#rica para una carga, puede salir o entrar solo una línea de fuer2a, en consecuencia entre dos cargas que interactan solo puede relacionarse un punto de su superficie con solo un punto de la otra superficie, y ello es a trav#s de una línea, y esa línea es la línea de fuer2a.
Si admiti#ramos que dos líneas de fuer2a se interceptan, entonces podríamos e"tender la superficie de la otra carga acia el lugar donde se interceptan las líneas que se mencionan y podríamos concluir que dos líneas entran o salen de una superficie de una carga el#ctrica. 9on esto estamos contradiciendo lo postulado inicialmente. !n consecuencia: es imposi)le que dos líneas de fuer2a se intercepten.
&<.- !n ocasiones la pala)ra HcuantoH ?o HquantumH@ es sutili2ada para denominar el valor ms pequeCo que puede tener una magnitud cuanti2ada. +or ejemplo, el cuanto de moneda en el sistema cileno es el peso. ¿9ul es el cuanto de carga el#ctrica.
5ar algunos ejemplos de magnitudes que estn cuanti2adas y de algunas que no lo estn. ¿Iay un cuanto de masa ¿+odría estar seguro de que una magnitud aparentemente no cuanti2ada realmente no lo est
!l cuanto de carga el#ctrica es el 9oulom) ya que es la unidad fundamental de carga el#ctrica. !sto es segn el criterio que se mencionó anteriormente.
(a !nergía de un cuerpo est cuanti2ada. !sto es de)ido a que se a compro)ado que las partículas, a nivel atómico, pueden ocupar solo posiciones en ciertas regiones y no cualquiera, esto ace que las partículas solo pueden tener solo ciertas energías y no cualquiera. !sto fue propuesto por 'eils 6or en 1>11 y es uno de los saltos ms importantes de la ísica.
!l cuanto de masa vendría a ser la unidad de la materia, y ella es el tomo. !n consecuencia la masa del tomo sería el cuanto de
masa. !n todo caso, para cada tipo de sustancia a)ría un cuanto ya que cada sustancia tiene sus propios tomos.
!s difícil estar seguro que una magnitud aparentemente no cuanti2ada realmente no es cuanti2ada, ya que es incierto que ocurrir en el futuro. ¿Se descu)rir alguna otra propiedad de la materia an no descu)ierta