laboratorio 02

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Experimentos de electrostática II, ley de coulomb
1. Fundamento teórico
Michael Faraday el líder en la interpretación de los fenómenos electromagnéticos en su
tiempo. En 1837 descubrió la influencia de los dieléctricos en los procesos electrostáticos y en
1846 el diamagnetismo. En 1851 propuso la idea de dar la realidad física a las líneas de fuerza.
Este fue e primer paso en la dirección de cambiar el énfasis de las cargas eléctricas a sus campos
asociados. En 1855-56, James clerk maxwell (1831-1879) aprovecho la fundamentación
matemática para las ideas de Faraday. En 1862, Maxwell agrego a la corriente de conducción la
corriente de desplazamiento, la cual ocurre en los dieléctricos sobre los que se aplica un campo
eléctrico variable. Finalmente, en 1865, Maxwell presento su teoría matemática del
electromagnetismo. Esta teoría sigue siendo válida hoy para todos aquellos fenómenos
electromagnéticos en los que es posible despreciar los efectos atómicos. La predicción más
posible de la teoría de Maxwell, la propagación de las ondas electromagnéticas, fue demostrar
experimentalmente por Henrich Hertz 1887. De este modo a teoría de Maxwell, no solo es una
síntesis de la electricidad y magnetismo, sino que además muestra que la óptica es una rama del
electromagnetismo.
Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la
fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de
torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a regresarla a su posición original, con lo que conociendo
la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un
punto de la barra.

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Figura 1: Fuerza vs distancia
Fuente: Internet
Dichas mediciones permitieron determinar:
1. La fuerza de interacción entre dos cargas q1 y q2 duplica su magnitud si alguna de las cargas
dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de tres, y así
sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las
cargas:
De la referencia anterior, agregando una constante (constante eléctrica de Coulomb) obtenemos
una expresión matemática para hallar la fuerza eléctrica entre las dos cargas:
La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay
movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades
bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que a esta fuerza de le denomina fuerza
electrostática.
2. Como ley básica adicional, no deducible de la ley de Coulomb, se encuentra el Principio

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de Superposición:
"La fuerza total ejercida sobre una carga eléctrica q por un conjunto de cargas q1, q2,
q3... qn será igual a la suma vectorial de cada una de las fuerzas ejercidas por cada carga sobre
la carga q."
Conjuntamente, la ley de Coulomb y el principio de superposición constituyen los pilares de la
electrostática.
2. Objetivos
 Hacer experimentos demostrativos sobre: descargas eléctricas, transporte de cargas y
el poder de las puntas.
 Comprobar experimentalmente la ley de coulomb.
3. Materiales y equipos
4. Procedimientos
Experimento 01: Acerque cualquier de las barras, si cargar, a la esfera de tecnoport que está
suspendido en el péndulo eléctrico. Después acerque un cuerpo cargado a la esfera de tecnoport y
anote sus observaciones.
Figura 2: Plataforma giratoria con soporte
Fuente: Fotografía tomada en laboratorio

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 Podemos observar que la esfera no se mueve al estar cerca de la barra; la esfera
presenta una carga eléctrica neutra al igual que la barra (la cual no ha sido cargada);
debido a esto no se produce alteración alguna en el sistema.
 Luego de frotar la barra de acetato con el papel periódico, se produce una
transferencia de electrones desde el papel periódico hacia la barra, adquiriendo así la
barra una carga negativa, luego cuando acercamos la barra a la esfera de tecnoport
vemos que esta es atraída hacia ella (debido a la descompensación de carga producida
en la esfera de carga neutra por la barra).
Experimento 02: Conecte los extremos de la placa al acrílico conductora a cada electrodo de la
maquina Winshurt, observe el comportamiento y explique el fenómeno.
Figura 3: Maquina Winshurt
Fuente: Fotografía tomada en laboratorio
 Se observó como una chispa que se dio gracias a las cargas que son transferidas de la
maquina winshurt de un extremo al otro extremo de la placa acrílico.

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 Cuando se le suministra mayor cantidad de carga con la máquina de wimshurst, los
destellos se generan más frecuentemente y de manera constante.
 Se utilizaría este experimento en la electrónica para ayudar a controlar el exceso de
carga sobre un determinado tiempo