Laboratorio (N°1)Rodriguez Rodriguez FISICA 2 zZz PDF

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Description

APELLIDOS Y NOMBRES: Rodriguez Rodriguez Carlos Alessandro LEY DE COULOMB OBJETIVOS 1. Determinar la ecuación F vs. r que rige la dependencia de la fuerza y la distancia entre cargas electricas. 2. Determinar la constante electrostática y la permitividad eléctrica en el vacio.

1. RESUMEN (

)

En esta aplicación experimental sobre la Ley de Coulomb, con ayuda del dinamómetro digital, las cargas virtuales y la regla recogimos los datos pertinentes para poder determinar de forma gráfica y estadística, nuestra ecuación de manera empírica. Después de un proceso de desarrollo de los datos mediante las técnicas expuestas en clase, la aplicación experimental nos dio como resultado las siguientes ecuaciones, tomando en cuenta que la carga de las esferas fueron -3 µC y 3 µC en q1 y q2 respectivamente. Gráficamente, obtuvimos la siguiente ecuación empírica: F = 0.08 ( valor de K = 8,98 x 10 𝑁. 𝑚 /𝐶 y 0 = 8,84 x 10 9

2

2

−12

𝐶 / 𝑁. 𝑚 2

1 𝑟2

), dándonos base para hallar el

2 1

Estadísticamente, obtuvimos la siguiente ecuación empírica: F = 9.80 x 10−5 + 0.08 ( 𝑟2 ), dándonos base para hallar el valor de K = 8,98 x 109 𝑁. 𝑚 2 /𝐶 2 y 0 = 8,86 x 10−12 𝐶 2 / 𝑁. 𝑚 2

2. MATERIALES E INSTRUMENTOS (

Materiales

)

Instrumentos

Precisión

Simulador PHET

Dinamómetro digital

0.001 N

Simulador de cargas eléctricas

Regla virtual

0.2 cm

Cargas eléctricas

3. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES (

)

1. Cargar el simulador Phet, luego configure los valores de las cargas eléctricas.

2. Anotar el valor de las cargas electricas:

q1 = -3 µC

q2 = 3 µC

3. Anotar en la tabla N° 01 el valor de la fuerza para distintas separaciones entre cargas electricas.

Tabla N°01: n 1

r (m) 0.10

F (N) 8.089

2

0.09

9.986

3

0.08

12.639

4

0.07

16.508

5

0.06

22.469

6

0.05

32.355

7

0.04

50.555

8

0.03

89.876

9

0.02

202.220

10

4. ANÁLISIS, RESULTADOS Y DISCUSIÓN (

)

ANÁLISIS GRAFICO 1. Con los datos de la Tabla 1, grafique en hoja milimetrada: a) F vs r y b) F vs 1/r2. De la gráfica lineal determine el valor de la pendiente (B), del intercepto (A) y escriba la ecuación empírica.

Pendiente B = ............. 0.08................................ Intercepto A = ….................0......................

Ecuación empírica:

F = 0.08 (

1 𝑟2

)

2. Con el valor de B, halle la constante electrostática (K) y luego el valor de la permitividad eléctrica en el vacío (0) K = 9 x 109 𝑁. 𝑚 2 /𝐶 2

0 = 8,84 x 10−12 𝐶 2 / 𝑁. 𝑚 2

FISICA 2

ANÁLISIS ESTADÍSTICO 3. Determine por regresión lineal el valor de las constantes A y B. B =

A = 9.80x 10−5

0.08 1

Ecuación empírica: F = 9.80 x 10−5 + 0.08 ( 𝑟2 )

4. Determine los errores de las constantes A y B.

∆B =

1.03 x 10−7

∆A =

0.22

5. Con el valor de B halle la constante electrostática (K) y luego el valor de la permitividad eléctrica en el vacío (0)

K = 8,98 x 109 𝑁. 𝑚 2 /𝐶 2

0 = 8,86 x 10−12 𝐶 2 / 𝑁. 𝑚 2

6. Determine los errores de la constante electrostatica y de la permitividad eléctrica en el vacio. ∆K = 11393.61678

∆0 = 6.98793 x 10−6

RESULTADOS

METODO

Constante electrostática (K)

Permitividad eléctrica en el vacio (ε0)

9 x 109 𝑁. 𝑚 2 /𝐶 2

8,84 x 10−12 𝐶 2 / 𝑁. 𝑚2

8,98 x 109 𝑁. 𝑚 2 /𝐶 2

8,86 x 10−12 𝐶 2 / 𝑁. 𝑚2

GRAFICO

ESTADISTICO

Nolberto Limay

Ecuacion empirica 1

F = 0.08 ( 𝑟2 ) F = 9.80 x 10−5 + 0.08 ( 1 ) 𝑟2

FISICA 2

DISCUSIÓN Al analizar tanto el método gráfico como el estadístico, se puede observar objetivamente que los resultados estadísticos son más exactos acorde al marco teórico. Esto se podría inferir desde un principio, ya que el método gráfico tiende a la posibilidad del error, por la propia condición humana. Sin embargo, podemos observar finalmente que el resultado del método gráfico está sumamente cerca igualmente con el objetivo teórico.

5. CONCLUSIONES (

)

Escriba al menos tres conclusiones del experimento y sus resultados obtenidos. 1. Para realizar este experimento y deducir una relación real entre las constantes investigadas fue necesario mantener ciertas condiciones invariables. Como fueron las cargas de las esferas. 2. El método estadístico nos permite hallar la propagación de error en las medidas, lo que no se puede con el método gráfico. Sin embargo, con el método grafico se puede determinar el tipo de movimiento, en este caso hallamos una curva y con los datos f vs 1/r2 la recta. 1

3. La primera ecuación empírica a verificar es: F = A + B( 2), que da la relación de B 𝑟

con (k*q1*q2). Con la relación dada se puede despejar “k”, para posteriormente hallar “0 “ y así mismo sus errores respectivamente. 1

Estadísticamente, la ecuación queda de la siguiente manera: F = 9.80 x 10−5 + 0.08 ( 𝑟 2 ). Y cumpliendo con la relación de B pudimos hallar el valor de K = 8,98 x 109 𝑁. 𝑚2 /𝐶 2 y el valor de 0 = 8,86 x 10−12 𝐶 2 / 𝑁. 𝑚2 .

6. BIBLIOGRAFÍA (

)

(autor, titulo, editorial, fecha, N° de edición , página)

Física Universitaria , tomo I, Sears/Zemansky, Capitulo 8. Raviolo, A. Álvarez, M. y Aguilar, A. (2011). Revista de Enseñanza de la Física, 24(1), pp. 97-07. Sokoloff, D., 2006. ALOP manual (1° Ed). Francia: UNESCO

7. CALIDAD Y PUNTUALIDAD (

)

https://phet.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_es_PE.html

Nolberto Limay

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Nolberto Limay

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