Taller de fisica electrostica Libro de Hewitt PDF

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS CARRERA DE MATETICAS

Integrantes: Cesar Moncayo (coordinador), Josué Rumiguano, Alexander Acaro, Bryan Andrango, Michael Peñafiel

Paralelo: 002 Semestre: 2

Tema: Electrostica

Materia: Física

Fecha: 08/07/2021

Preguntas de repaso.

Fuerzas eléctricas 1.- ¿Por qué la fuerza gravitacional predomina sobre las fuerzas eléctricas entre la Tierra y la Luna? Porque la tierra y la luna no hay fuerza eléctrica neta. la fuerza gravitacional, que es mucho más débil y que solo atrae, queda como fuerza predominante. Cargas eléctricas 2.- ¿Qué parte de un átomo tiene carga positiva, y qué parte tiene carga negativa? Cada átomo está formado por un núcleo formado por protones y neutrones. Alberga la casi totalidad de su masa y tiene carga positiva. 3.- ¿Cómo se compara la carga de un electrón con la de otro electrón? ¿Y cómo se compara con la de un protón? Ambas tienen exactamente la misma. La carga del electrón es siempre la misma, se rechazan, y con el protón se atrae. 4.- ¿Cómo se comparan, normalmente, la cantidad de protones en el núcleo atómico con la cantidad de electrones en torno al núcleo? En un átomo neutro, el número de protones y el número de electrones es el mismo. Si el átomo no fuera neutro, entonces tendríamos que saber cuál es la carga eléctrica. 5.- ¿Cuál es normalmente la carga neta de un átomo? Podemos decir que la carga neta de un átomo, en la naturaleza, es nula; es decir, se encuentra en un equilibrio.

Conservación de la carga 6.- ¿Qué es un ion positivo? ¿Un ion negativo? Los iones son átomos o grupos de átomos que tienen carga eléctrica. Los iones con una carga positiva se denominan cationes. Los que tienen carga negativa se denominan aniones. 7.- ¿Qué quiere decir que se conserva la carga? Este principio indica que la cantidad de carga eléctrica en u sistema aislado es constante, es decir se conserva, ya que puede presentarse un intercambio o movimiento de carga de un cuerpo a otro, pero no se crea ni se destruye. 8.- ¿Qué quiere decir que la carga está cuantizada? La carga eléctrica está cuantizada. Esto quiere decir que existe un valor mínimo de la carga eléctrica que no puede dividirse. Este valor coincide con la carga del electrón (en valor positivo o negativo). 9.- ¿Qué partícula tiene exactamente una unidad cuántica de carga? El electrón. 10.- ¿Cómo se compara un coulomb con la carga de un solo electrón? La carga del electrón vale -1,6x10^(-19) coulombios. 11.- ¿En qué se parece la ley de Coulomb a la ley de Newton de la gravitación? ¿En qué difieren? En que las fuerzas implicadas se reducen con el cuadrado de la distancia. También en que las fuerzas o mejor los campos, son proporcionales a la magnitud física que los genera: la masa para el campo gravitatorio y la carga eléctrica para el campo eléctrico. 12.- ¿Por qué los metales son buenos conductores tanto de calor como de electricidad? Los metales son buenos conductores de Calor y de electricidad gracias a que sus átomos se unen mediante enlaces metálicos, ya que sus electrones en la última capa pueden desprenderse del átomo con facilidad, lo que permite que con un pequeño estímulo éstos puedan saltar de su orbital y comenzar a conducir electricidad. 13.- ¿Por qué los materiales como el vidrio y el caucho son buenos aislantes? Porque en estos materiales no hay electrones libres, y por tanto no pueden transportar electricidad o calor. 14.- ¿En qué difiere un semiconductor de un conductor y de un aislante?

Los conductores son los materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica, los aislantes impiden el paso de la electricidad y los semiconductores son los que se pueden comportar como conductores o como aislantes. 15.- ¿De qué está formado un transistor y cuáles son algunas de sus funciones? Los transistores fueron los primeros componentes eléctricos, en los cuales los materiales con distintas características eléctricas no interconectaron con alambres, sino que se unieron físicamente en una estructura. Requieren muy poca energía y en uso normal duran en forma indefinida. El transistor sirve para controlar el flujo de las corrientes en los circuitos. Para detectar y amplificar las señales de radio y para producir oscilaciones en los transmisores y también como interruptores digitales. 16.- en comparación con el flujo en los conductores ordinarios ¿en que difiere el flujo de corriente en un superconductor? Difieren en que un conductor ordinario sólo tiene una resistencia pequeña al paso de la carga eléctrica. La resistencia de un aislante es mucho mayor. 17.- ¿Qué les sucede a los electrones en cualquier proceso de cargado? Al transferir electrones de un lugar a otro lo podemos hacer por contacto físico como cuando se frotan entre si las sustancias o simplemente cuando se tocan. también podemos redistribuir la carga de un objeto cargado 18.- mencione un ejemplo de algo que se cargue por fricción El frote entre dos objetos como las piedras o la madera, que generan calor y eventualmente fuego. Una pista de patinaje sobre hielo, en donde la fricción está reducida y por ello se utilizan patines para que el desplazamiento sea mayor. La suela de los zapatos, con grabados especiales para incrementar la fricción

19.- describe un ejemplo de algo que se cargue por contacto Cuando cargas un globo al frotarlo con tu cabello y lo acercas a pequeños papelitos y estos son atraídos por el globo, al frotar el globo en tu cabello se carga de electrones y al acercarlo con los papelitos estos son atraídos por él.

20.- menciona un ejemplo de algo que se cargue por inducción Cuando cargas un globo al frotarlo con tu cabello y lo acercas a pequeños papelitos y estos son atraídos por el globo, al frotar el globo en tu cabello se carga de electrones y al acercarlo con los papelitos estos son atraídos por él.

21.- ¿Qué función tiene el pararrayos? Como objetivo evitar que un rayo ionizado del aire cause daños a las personas o construcciones atrayendo la descarga hacia tierra, impidiendo de esta manera que impacte directamente contra ellos. Polarización de carga 22. ¿En qué difiere un objeto electrónicamente polarizado de un objeto de un objeto eléctricamente cargado? Un objeto eléctricamente cargado es el que tiene un exceso de protones o electrones. Un objeto polarizado tiene igual número de electrones y protones, pero están orientados. Es decir, las moléculas tendrán la carga positiva hacia un lado y la carga negativa hacia el opuesto. 23. ¿Qué es un dipolo eléctrico? Un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitudes cercanas entre sí. Campo eléctrico 24. Describe dos ejemplos de campos de fuerzas comunes. Fuerza Gravitacional y Fuerza Eléctrica.

25. ¿Cómo se define la magnitud de un campo eléctrico? La intensidad (en otras palabras, la magnitud) del campo eléctrico en la ubicación de la carga de prueba se define como la fuerza eléctrica por la unidad de carga o para ser más específico el campo eléctrico E en un punto en el espacio se define como la fuerza eléctrica F, que actúa sobre una carga de prueba positiva Q colocada en dicho punto, dividida entre la magnitud de la carga de prueba. 26. ¿Cómo se define la dirección de un campo eléctrico La dirección del campo eléctrico es en la dirección de la fuerza experimentada por una carga de prueba positiva, la dirección del campo eléctrico es especificada por la dirección de la fuerza sobre la carga de prueba. Blindaje eléctrico 27. ¿Por qué no hay campo eléctrico en el centro de un conductor esférico cargado? Por qué no existe carga en su interior. 28. ¿Existe un campo eléctrico dentro de un conductor esférico cargado, en otros puntos que no sean su centro? El campo eléctrico o intensidad del campo eléctrico es la fuerza con la que se atraen 2 cargas, dividido por una carga puntual. 29.- Cuando las cargas se repelen mutuamente y se distribuyen sobre la superficie de los conductores, ¿cuál es el efecto dentro del conductor? La carga de prueba en P es atraída exactamente igual hacia la mayor cantidad de carga de carga de la región más lejana A, que hacia menor cantidad de carga en la región más cercana B. La fuerza neta sobre la carga de prueba es cero, ahí o en cualquier parte por dentro del conductor. El campo eléctrico en todos los lugares del interior también es cero. Potencial eléctrico 30.- ¿Cuánta energía se agrega a cada coulomb de carga que pasa por una batería de 1,5 volts? Una batería de 1.5 volts cede 1.5 joules de energía por cada coulomb de carga que pasa por ella 31.- Un globo se puede cargar con facilidad hasta varios miles de volts. ¿Ello quiere decir que tiene varios miles de joules energía? Explica por qué. El coulomb (equivalente a un joule por segundo) es una cantidad mayor en comparación a la carga que puede obtener un globo por frotamiento, el cual puede equivaler a lo menos un millonésimo de coulomb, es decir, la carga de un globo cargado es muy pequeña. En

contraparte un alto-voltaje posee una gran cantidad de energía que puede ser obtenido solo de una cantidad de carga grande. Almacenamiento de la energía eléctrica 32.- ¿Cómo se compara la carga de una de las placas de un condensador con la de la otra placa? Las placas de un condensador tienen una carga exactamente igual a la carga en la otra placa

33.- ¿Dónde se almacena la energía en un condensador? La energía almacenada en un condensador se puede calcular de las expresiones equivalentes: Esta energía está almacenada en el campo eléctrico. Generador Van de Graaff 34.- ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico en el interior del domo de un generador Van de Graaff cargado? El campo eléctrico dentro de la esfera metálica siempre es cero, por lo que las cargas que salen de la banda no son repelidas por la carga que se almacena en el exterior de la esfera.

EJERCICIOS 1-10

1.- No sentimos las fuerzas gravitacionales entre nosotros y los objetos que nos rodean, porque esas fuerzas son extremadamente pequeñas. En cambio, las fuerzas eléctricas son gigantescas. Puesto que nosotros y los objetos que nos rodean estamos formados por partículas cargadas, ¿por qué normalmente no sentimos fuerzas eléctricas? No sentimos las fuerzas gravitacionales entre nosotros y los objetos que nos rodean, porque esas fuerzas son extremadamente pequeñas. ... Por otro lado, si se puede llegar a sentir una fuerza eléctrica en el momento de que te caiga un rayo o hagas contacto con algo que genere alto voltaje. 2.- En el nivel atómico, ¿qué significa decir que algo está eléctricamente cargado? Un cuerpo está cargado eléctricamente cuando el número de electrones que tiene no es igual al número de protones que tiene. 3. ¿Por qué la carga generalmente se transfiere a través de electrones y no de protones? La carga eléctrica se transmite por medio de los electrones porque son las partículas atómicas de menor masa y que disponen por ello de facilidad de movimiento 4. ¿Por qué si los objetos contienen grandes cantidades de electrones, por lo general, no están cargados eléctricamente? Porque el hecho de que esté cargado eléctricamente quiere decir que es necesario que el objeto tenga la misma cantidad de electrones y protones, mientras que si tiene gran cantidad de electrones estaría cargado negativamente. 5.- ¿Por qué las prendas se pegan con frecuencia entre si después de haber estado girando en una secadora? Debe estar girando en la secadora hay frotamiento entre las mismas, generando electricidad estática, que hace que se atraigan por poseer cargas diferentes 6.- ¿Por qué el polvo es atraído hacia un CD que se limpia con paño seca? por las fuerzas electrostáticas, cuando se limpia con el paño seco el cuerpo que da cargado y atrae al polvo, funciona también con otros objetos, en este caso las cargas son opuestas y por eso se atraen, en otros casos las cargas se repelen.

7. Cuando sacas tu traje de lana de la bolsa de la tintorería, la bolsa se carga positivamente. Explica cómo sucede eso. Cuando la lana y el plástico se frotan entre sí, pasan electrones del plástico a la lana. La pérdida de electrones en la bolsa plástica produce una carga positiva en ella.8. El plástico para envoltura se carga eléctricamente cuando se saca del empaque. Como resultado, es atraído hacia objetos tales como recipientes de alimentos.

8. ¿El plástico se adhiere mejor a los recipientes de plástico o a los metálicos? El plástico para envoltura cargado polariza con facilidad el plástico aislante y no el metal, lo cual resulta en una mejor adherencia. 9. Cuando te peinas, sacas electrones de tu cabello, que se quedan en tu peine. Entonces, ¿tu cabello queda con carga positiva o negativa? ¿Y el peine? si sacas electrones en general a cualquier objeto queda con carga positiva porque los electrones tienen carga negativa; por lo cual si a tu cabello le quitas electrones queda cargado positivamente y el peine que recibe los electrones al aumentar su carga eléctrica negativa (por ganar electrones) queda cargado negativamente.

10. En algunas casetas de cobro un alambre metálico delgado sobresale del asfalto y hace contacto con los automóviles antes de que lleguen al lugar de cobro. ¿Cuál es el objetivo de ese alambre? El conductor del automóvil durante su travesía se carga principalmente por contacto o fricción entre el auto y el camino o entre la persona y el auto. Al estar cargado y en contacto sólo con el auto que también está cargado, se descargará con el primer objeto externo que contacte: la persona de la caseta de cobro. Para evitar recibir esta descarga por cada conductor que cancele el peaje, se coloca un delgado alambre metálico que sobresale del asfalto para que por contacto descargue al auto antes de llegar a la caseta de cobro, entregándole electrones faltantes o recibiendo los de sobra....