Fisica. Fenómenos de Electrización por frotamiento PDF

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fenomenos de electrizacion por frotacion en diversos objetos....

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Tema: Fenómenos de Electrización por frotamiento.

Introducción: En esta práctica se van a presentar los fenómenos relacionados a la electrización por frotamiento con el uso de varios materiales como son la barra de plexiglás, la barra de ebonita, el papel de acetato. A partir de esta práctica podemos decir que la electrización es el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un choque de partículas subatómicas. En la electrización por frotación el cuerpo menos conductor retira electrones de las capas exteriores de los átomos del otro cuerpo quedando cargado de forma negativa y el que libera electrones queda cargado de forma positiva. Además en esta práctica se busca representar de forma real todos los aspectos teóricos previamente mencionados, con la intención de dejar en los alumnos un conocimiento significativo de cómo funciona estos fenómenos de electrización.

Objetivos: Redescubrir las propiedades que adquieren los cuerpos al ser frotados.

Materiales:    

Barra de ebonita Barra de Plexiglás Base aislada Papel de acetato

 Péndulo electroestático.  Algodón.  Varilla con gancho.

Informe teórico: Se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro. La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática. En la electrización por frotación, el cuerpo menos conductor retira electrones de las capas exteriores de los átomos del otro cuerpo, quedando cargado de forma negativa, y el que libera electrones queda cargado de forma positiva. Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones igual al número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Cuando se frotan entre sí dos cuerpos, por ejemplo una barra de ebonita con algodón se produce una alteración de sus propiedades físicas. La barra de ebonita en tales condiciones puede atraer pedacitos de papel, un péndulo electrostático y otros. Un efecto similar ocurre al frotar otros materiales. Los materiales que se comportan de esa manera se dice que están electrizados o están cargados eléctricamente. Al realizar una sucesión sistemática de experimentos se encuentran que existen dos tipos de estado de electrización, en consecuencia que lleva a afirmar que existen dos tipos de carga eléctrica: Positiva y negativa. Un cuerpo que tiene electrización positiva, tiene una carga eléctrica positiva.

La carga neta de un cuerpo es la suma algebraica de sus cargas positivas y negativas. Un cuerpo eléctricamente neutro tiene una suma algebraica de cargas igual a 0.

Procedimiento, resultados y análisis. 1- Frotar la barra de Plexiglás con papel de acetato y luego acercarles a pequeños pedacitos de papel colocados sobre la mesa. ¿Qué observa? Se atraen los pedacitos de papel a la barra de plexiglás. 2- Frotar la barra de ebonita con algodón, luego repetir el procedimiento aplicado en la parte 1. ¿Qué observa?

¿Puede concluir que en la parte (1) y (2) hay un mismo comportamiento desde el punto de vista eléctrico? Explica.

3- Colocar el péndulo electrostático como indica la figura. Luego acercar barra de plexiglás electrizada a la bolita. Observa lo que sucede antes y después del contacto con la bolita. Explica lo observado. La bolita estaba neutra, en un primer momento. Cuando se le acerca la barra electrizada, la bolita es atraída por la carga de la barra. Luego de que la bolita tuvo la misma carga que la barra, deja de haber atracción y se repelieron. 4- Poner la bolita en estado neutro (lo cual se logra cuando esta es tocada con la mano), y luego repetir el procedimiento (3) con la barra de ebonita. ¿Qué resultados obtienes? Al igual que en el procedimiento anterior, la barra atrajo la bolita y luego de un tiempo dejo de haber atracción y se repelieron porque la bolita tomo la misma carga que la barra.

5- Tocar la bolita del péndulo con la barra de plexiglás electrizada, a continuación acercar la barra de ebonita electrizada a la bolita. ¿Qué resultados obtienes? Al acercar la barra de Plexiglás electrizada, la bolita se atrajo durante unos segundos, y luego al acercar la de Ebonita electrizada se atrajeron. 6- Electrizar ambas bolitas con la barra de plexiglás y luego acércalas entre sí como se muestra en la figura. ¿Qué resultados obtienes? Se rechazan al tener el mismo tipo de carga. 7-

Repetir el procedimiento en (6) con la barra de Ebonita. ¿Qué resultados obtienes? De la misma manera que en el procedimiento (6), se rechazan al tener el mismo tipo de carga.

8- Puedes concluir que los resultados obtenidos en (6) y (7), ¿Desde el punto de vista eléctrico representan lo mismo? Explique: Sí, representan lo mismo desde el punto de vista eléctrico ya que en ambos procedimientos nos muestra como se cumple la propiedad de que “los cuerpos con cargas iguales se repelen”, en este caso; cuerpos (bolitas) electrizados con el mismo tipo de carga. 9- Cargar eléctricamente ambas bolitas, una con la barra de plexiglás y otra con la barra de ebonita, acércala una a la otra y anotar lo que sucede. Hubo atracción debido a que sus cargas son distintas. Esto nos muestra la segunda parte de la propiedad que se mencionó en la respuesta anterior, los cuerpos con cargas diferentes se atraen.

Actividades complementarias de la práctica. 1- Una esfera metálica no cargada, suspendida de un hilo, Es atraída por una barra de caucho cargada, después de tocar la barra, la esfera se repele por la barra. De una explicación Sabemos que los cuerpos electrizados pueden atraer a los no electrizados. Luego de que la barra y la esfera se atraigan, ambas quedaran con el mismo tipo de carga, esto provocará que se repelen. Esto lo podemos determinar tomando en cuenta la propiedad de las cargas eléctricas, que establece que dos cuerpos con el mismo tipo de carga se repelen. 2- Si un objeto suspendido A Es atraído por el objeto B, lo cual está cargado; ¿se podría concluir que el objeto A esta cargado? Dé una explicación. Sí, porque B al tocarlo le transfiere carga eléctrica por medio del contacto.

3- Se encuentra que el objeto A repele al B al mismo tiempo que A atrae al C y este último repele al D. Si se sabe que Destá cargada positivamente, el tipo de carga de B es: Es negativa, como explica el gráfico siguiente: +D

+C

-A

-B

4- Se aproxima a un cuerpo cargado una esferita de un péndulo electroestático. Si la esferita es atraída. ¿podemos concluir que estaba electrizada? Explique.

No, la esferita estaba neutra. Fue atraída por el objeto cargado debido a que los cuerpos electrizados pueden atraer a los no electrizados.

5- ¿Es posible electrizar positivamente un cuerpo sin que simultáneamente otro cuerpo se electrice negativamente?

(Entre dos cuerpos) no es posible electrizar positivamente un cuerpo sin que simultáneamente otro cuerpo se electrice negativamente, ya que siempre que se electrifique un cuerpo habrá una transferencia simultánea de cargas positiva y negativa entre ellos.

Pero con un sistema más complejo podemos conectar el cuerpo neutro a tierra ya que en la tierra hay partículas positivas y negativas, y las cargas bajan hacia el suelo.

Conclusión Gracias a los procedimientos realizados en esta práctica se puso en evidencia las propiedades que adquieren los cuerpos al ser frotados, las cuales asimismo corresponden al objetivo que se pretendía alcanzar, entre ellas: - Los cuerpos electrizados pueden atraer los no electrizados. - Las cargas se transfieren de un cuerpo a otro. - Los cuerpos de cargas iguales se repelen. - Los cuerpos de cargas diferentes se atraen. - Para neutralizar un objeto cargado, basta conectarlo a tierra (esto se logra tocando el objeto). Para concluir, es importante conocer los fenómenos de electrización, sus propiedades y las leyes físicas que los explican, a través de los conceptos de carga eléctrica, interacción, y campos eléctrico y magnético; puesto que, es relevante la presencia de estos fenómenos en la vida cotidiana y en la tecnología actual.

Bibliografía:  https://es.m.wikipedia.org/wiki/Electrización , Fenómeno de Electrización por Frotación.  http://www.etitudela.com/Electrotecnia/principiosdelaelectricidad/cargayca mpoelectricos/contenidos/01d56993080930f36.html , Fenómeno de Electrización por Frotación.  Manual de Prácticas de Laboratorio de Física III. Autores: Lic. VíctorPérez, Ing. Furgencio Peña Cabrera. 3raEdición, Diciembre 2016. Publicación de la universidad Tecnológica de Santiago – UTESA –....