Este informe describe un experimento para determinar la carga eléctrica (Q) entre dos bobinas utilizando la ley de Coulomb. Se midió la distancia recorrida por una bobina no sujeta a medida que aumentaba el tiempo, usando esto para calcular la aceleración y fuerza entre las bobinas. Esto permitió determinar que la carga eléctrica entre las bobinas fue de aproximadamente 407.37 nanoCoulombs.

1. UNIVERSIDAD CATOLICA BOLIVIANA “SAN PABLO” Facultad de Ingeniería
Laboratorio de Electromagnetismo – FIS 113 Semestre: II-2019
1. Objetivos
1.1 Objetivo General
Determinar la carga Q que se produce por
la fuerza entre cargas.
1.2 Objetivo Especifico
-Cual fuerza es la que se emplea en este
laboratorio.
2. Fundamento Teórico
2.1. Carga eléctrica.
Los átomos están constituidos por un núcleo y
una corteza (órbitas) En el núcleo se encuentra
muy firmemente unidos los protones y los
neutrones. Los protones tienen carga positiva y
los neutrones no tienen carga. Alrededor del
núcleo se encuentran las órbitas donde se
encuentran girando sobre ellas los electrones. Los
electrones tienen carga negativa.
Ambas cargas la de los protones (positivos) y la
de los electrones (negativa) son iguales, aunque
de signo contrario.
La carga eléctrica elemental es la del electrón. El
electrón es la partícula elemental que lleva la
menor carga eléctrica negativa que se puede
aislar. Como la carga de un electrón resulta
extremadamente pequeña se toma en el S.I.
(Sistema Internacional) para la unidad de Carga
eléctrica el Culombio que equivale a 6,24 10E18
electrones.
2.2. Ley de Coulomb
La ley de Coulomb, que establece cómo es la
fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales,
constituye el punto de partida de la Electrostática
como ciencia cuantitativa.
Fue descubierta por Priestley en 1766, y
redescubierta por Cavendish pocos años después,
pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a
ensayos experimentales directos.
Entendemos por carga puntual una carga eléctrica
localizada en un punto geométrico del espacio.
Evidentemente, una carga puntual no existe, es una
idealización, pero constituye una buena
aproximación cuando estamos estudiando la
interacción entre cuerpos cargados eléctricamente
cuyas dimensiones son muy pequeñas en
comparación con la distancia que existen entre
ellos.
La Ley de Coulomb dice que "la fuerza
electrostática entre dos cargas puntuales es
proporcional al producto de las cargas e
inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa, y tiene la dirección de la
línea que las une. La fuerza es de repulsión si las
cargas son de igual signo, y de atracción si son de
signo contrario".
Es importante hacer notar en relación a la ley de
Coulomb los siguientes puntos:
LEY DE COULOMB
Nombre del Estudiante: Joel Flores Janco
Nombre del Docente:
Paraleloy horario de la materia: Paralelo –Martes 09:15a.m. – 10:45a.m
Fecha de entrega del informe: Martes 03/09/2019
F
Resumen.- En el siguiente informe se encontrara una carga puntual “Q”, que estará dada por una tensión
y voltaje que pueda soportar la bobina, y que depende de la fuerza que tenga (repulsión o atracción)
recorrerá un a distancia del punto de su origen utilizando la ley de Coulomb.

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Laboratorio de Electromagnetismo – FIS 113 Semestre: II-2019
a) Cuando hablamos de la fuerza entre cargas
eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se
encuentran en reposo (de ahí la denominación de
Electrostática);
Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad
vectorial, posee magnitud, dirección y sentido.
b) Las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera
ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir,
las fuerzas que dos cargas eléctricas
puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y
dirección, pero de sentido contrario:
Fq1 → q2 = −Fq2 → q1 ;
Representación gráfica de la Ley de Coulomb
para dos cargas del mismo signo.
En términos matemáticos, esta ley se refiere a la
magnitud F de la fuerza que cada una de las dos
cargas puntuales q1y q2 ejerce sobre la otra
separadas por una distancia r y se expresa en forma
de ecuación como:
k es una constante conocida como constante
Coulomb y las barras denotan valor absoluto.
F es el vector Fuerza que sufren las cargas
eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión,
dependiendo del signo que aparezca (en función de
que las cargas sean positivas o negativas).
- Si las cargas son de signo opuesto (+ y –),
la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción
- Si las cargas son del mismo signo
(– y – ó + y +), la fuerza "F" será positiva, lo
que indica repulsión.
4. Procedimiento y Materiales
En este laboratorio utilizamos los siguientes
materiales:
 Bobinas.
 Núcleo de hierro.
 Fuente dé alimentación.
 Carril cinemático.
 Sensores fotoeléctricos.
 Prensa.
 Cinta métrica.
 Cables Banana-Caimán.
 Móvil cinemático.
Procedimiento.
Armamos el carril cinemático, luego en los
móviles cinemáticos ponemos las bobinas en la
cual una de ellas estará con él núcleo de hierro y
sujetado en la mesa, el otro solo tendrá la bobina.
Ahorra calculamos la distancia entre las dos
bobinas, al obtener la distancia entra las dos
bobinas conectamos las bobinas a la fuente de
alimentación en la cual las dos bobinas tendrán la
misma carga Q, posicionamos nuestros sensores
la distancia que recorrerá la bobina que no está
sujetada a la mesa, esta distancia variara ya que
tomaremos 5 datos de distancia y de tiempo, con
los datos recogidos calcular la carga Q que tienen
las bobinas.
5. Datos Experimentales
Los datos de este laboratorio se trabajaran en el
SI.
Los datos que constantes que usaremos son:

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𝑘 𝑒 = 8.987 × 109
(𝑁 ×
𝑚2
𝐶2
)
𝑟 = 2 𝑚𝑚
𝑚 = 1101 𝑔
Donde:
𝑘 𝑒 =Constante de Coulomb.
𝑟 =Distancia entre las cargas.
𝑚 =Masa del carrito que se mueve
La siguiente tabla se mostrara la recolección de
datos de la variación de la distancia recorrida y el
tiempo tomado de la bobina que no está sujeta a
la mesa.
Nº d(cm) t1(s) t2(s) t3(s) t4(s) t5(s) t6(s) t7(s)
1 10 0,358 0,359 0,358 0,358 0,358 0,362 0,358
2 15 0,563 0,564 0,559 0,561 0,558 0,562 0,56
3 20 0,746 0,74 0,742 0,751 0,746 0,748 0,749
4 25 0,969 0,981 0,98 0,978 0,981 0,979 0,979
5 30 1,126 1,121 1,121 1,124 1,113 1,117 1,122
TABLA 1 En esta tabla se muestra los datos
recolectados al realizar el laboratorio.
6. Cálculos
Ahorra convertiremos nuestra distancia “r” en
metros.
𝑟 = 2𝑚𝑚 ×
1𝑐𝑚
10𝑚𝑚
×
1𝑚
100𝑐𝑚
𝑟 = 0.002 𝑚
La masa “m” a kg.
𝑚 = 1101𝑔 ×
1 𝑘𝑔
1000 𝑔
𝑚 = 1.101 𝑘𝑔
Ahorra de la tabla 1 sacamos el promedio de los
tiempos y también convertiremos la distancia de
cm a m.
Nº d(m) tprom(s)
1 0,1 0,359
2 0,15 0,561
3 0,2 0,746
4 0,25 0,978
5 0,3 1,121
TABLA 2. En la tabla 2 se muestra ya las
distancia recorrida en m y el tiempo promedio
calculado
7. Análisis de Datos
7.1 Tabla Resumen de Datos.
Se utilizara la tabla 2 para nuestra analogía y
gráfica.
Nº d(m) tprom(s)
1 0,1 0,359
2 0,15 0,561
3 0,2 0,746
4 0,25 0,978
5 0,3 1,121
TABLA 2. En la tabla 2 se muestra ya las
distancia recorrida en m y el tiempo promedio
calculado
7.2 Analogía Matemática.
De la ecuación 1.
𝐹𝑒 = 𝑘 𝑒
| 𝑞1|| 𝑞2|
𝑟2
Sabemos que las cargas 𝑞1 𝑦 𝑞2 son iguales, se
muestra en la siguiente ecuación:
𝐹𝑒 = 𝑘 𝑒
𝑄2
𝑟2
Despejamos “Q”:
𝑄 = √
𝑟2 𝐹𝑒
𝑘 𝑒
(2)
Donde tenemos “r”, 𝑘 𝑒, pero la fuerza lo
calculamos de esta manera:
𝐹𝑒 = 𝑚 ∗ 𝑎
Donde la aceleración calculamos por movimiento
rectilíneo uniformemente variado (MRUV):
𝑑 = 𝑣 𝑜 𝑡 ±
1
2
𝑎𝑡2
Donde 𝑣 𝑜 es cero, tendríamos de esta manera la
ecuación:
𝑑 = ±
1
2
𝑎𝑡2
(3)
Ahorra por la ecuación de una recta
𝑦 = 𝐴𝑥 + 𝐵(4)
Relacionamos la ecuación 3 y 4:
𝑑 =
𝑎
2
𝑡2
+ 0

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𝑦 = 𝐴𝑥 + 𝐵
Donde:
y=d
A=
𝑎
2
x=𝑡2
B=0
7.3 Cálculos Preparatorios.
Como nuestra x=t^2, lo calculamos y se mostrara
en la siguiente tabla.
Nº d(m) tprom(s)
1 0,1 0,129
2 0,15 0,315
3 0,2 0,557
4 0,25 0,957
5 0,3 1,256
TABLA 3. En esta tabla se muestra el tiempo
elevado al cuadrado.
7.4 Gráfica Experimental.
Utilizamos la tabla 3 para nuestro grafico número
1.
GRAFICA 1. Distancia vs tiempo
7.5 Resultados de la Regresión.
Donde:
A=0.1696
𝐵 ≈ 0
Pero:
B=0.091
Y nuestro coeficiente de correlación es de:
𝑅2
= 0.9826
𝑅 = 0.9912
7.6 Interpretación Física de los Resultados de la
Regresión.
Donde:
𝐴 =
𝑎
2
Despejamos “a”:
𝑎 = 𝐴 ∗ 2
Calculamos:
𝑎 = 0.1696
𝑚
𝑠2
∗ 2
𝑎 = 0.3392
𝑚
𝑠2
7.7 Cálculos
Ahorra que tenemos nuestra aceleración
procedemos a encontrar nuestra fuerza:
𝐹𝑒 = 𝑚 ∗ 𝑎
𝐹𝑒 = 1.101 𝑘𝑔 ∗ 0.3392
𝑚
𝑠2
𝐹𝑒 = 0.3734 𝑁
Ahorra reemplazamos el valor de la fuerza en la
ecuación 2.
𝑄 = √
𝑟2 𝐹𝑒
𝑘 𝑒
𝑄 = √
(0.002 𝑚)20.3734 𝑁
9 × 106 𝑁 ×
𝑚2
𝐶2
𝑄 = 407.37 × 10−9
𝐶
𝑄 = 407.37 𝜂𝐶
8. Conclusiones y Recomendaciones
Como pudimos observar encontramos nuestra
carga Q que tiene el valor de 407.37 nano
coulomb (. 𝜂𝐶), la fuerza que ejerció en este
laboratorio fue de repulsión ya que ambas cargas
tuvieron la misma polaridad, nuestro coeficiente
de correlación fue de 0.9912 eso significa que
sacamos una buena toma de datos.
La recomendación para mejorar este laboratorio
es de que al recorrer el carrito con la bobina no
y = 0.1696x + 0.091
R² = 0.9826
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.000 0.500 1.000 1.500
Distancia
Tiempo
distancia vs tiempo

5. UNIVERSIDAD CATOLICA BOLIVIANA “SAN PABLO” Facultad de Ingeniería
Laboratorio de Electromagnetismo – FIS 113 Semestre: II-2019
choque con los sensores y cables de conexión así
para que nuestra toma de datos se mejo.
9. Referencia Bibliográfica
 Guía de laboratorio Electricidad y
Electromagnetismo,UCB “San Pablo”
 Serway, R. y Jewett, J. 2014. Física. 10na
ed. Vol 2. Cenage.