Informe de laboratorio Electrostatica

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROOMAN
“UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE
GROHMANN”
FACULTAD DE INGENIERÍA
Escuela Profesional Ingeniería Informática y Sistemas
“LABORATORIO DE FISICA II”
INFORME DE LABORATORIO N° 01
ALUMNOS : Jhair Rodrigo Viveros Cordova
CODIGO : 2014 - 119051
FECHA : 15 de SETIEMBRE DEL 2014
TACNA–PERU
Laboratorio De Física II Página 1

1. INDICE
CONTENIDO
1. INDICE ....................................................................................................................................... 2
2. INTRODUCCION ....................................................................................................................... 3
3. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 4
3.1 OBJETIVO GENERAL...................................................... Error! Bookmark not defined.
4. FUNDAMENTO TEORICO ......................................................................................................... 4
4.1 PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITIVA POR CONTACTO: ......................... 4
4.2 BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR CARGA ELECTRICA: ..... 5
4.3 EL ELECTROSCOPIO ......................................................................................................... 6
5. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS .............................................................................. 7
5.1 MATERIALES DE LABORATORIO ...................................................................................... 7
5.2 EQUIPOS DE LABORATORIO............................................................................................ 7
5.3 EQUIPOS DE LABORATORIO............................................................................................ 7
6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ........................................................................................... 7
6.1 PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITIVA POR CONTACTO: ......................... 7
6.2 BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR CARGA: ......................... 8
6.3 EL ELECTROSCOPIO ......................................................................................................... 9
7. ANALISIS Y RESULTADOS........................................................................................................ 10
7.1 PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITIVA POR CONTACTO: ........................... 10
7.2 BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR CARGA ELECTRICA: ....... 11
7.3 ELECTROSCOPIO................................................................................................................ 11
8. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 12
9. BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................... 13
10. CUESTIONARIO: .................................................................................................................. 13

2. INTRODUCCION
La electrostática es la parte de la física que estudia la electricidad en reposo, se
preocupa de la medida de la carga eléctrica, de la cantidad de electricidad presente en
los cuerpos y, en general en todo tipo materia, y de los fenómenos asociados a
las cargas eléctricas en reposo.
El desarrollo de la teoría atómica permitió aclarar el origen y la naturaleza de los
fenómenos eléctricos; la noción de fluido eléctrico, introducida por Benjamín Franklin
(1706-1790) para explicar la electricidad, fue precisada a principios al descubrirse que la
materia está compuesta de átomos y éstos a su vez por partículas que tienen
propiedades eléctricas.
Como sucede con otros capítulos de la física, el interés de la electrostática reside no
sólo en que describe las características de unas fuerzas fundamentales de la
naturaleza, y facilita la comprensión de sus aplicaciones tecnológicas. Desde el
pararrayos hasta la televisión y una amplia variedad de dispositivos científicos y
técnicos, que están relacionados con los fenómenos electrostáticos.
Existen en la Naturaleza dos tipos de cargas, positiva y negativa, y que la cantidad
más pequeña de carga es el electrón (misma carga que el protón, pero de signo
contrario). También se ha visto que existe una fuerza entre las cargas.
La unidad natural de carga eléctrica es el electrón, que es la menor cantidad de carga
eléctrica que puede existir en la naturaleza.
Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades eléctricas se dice que ha sido
electrizado. La electrización por frotamiento permitió, a través de unas cuantas
experiencias fundamentales y de una interpretación de las mismas cada vez más
completa, sentar las bases de lo que se entiende por electrostática.
Las experiencias de electrización pusieron de manifiesto que: Cargas eléctricas de
distinto signo se atraen y cargas eléctricas de igual signo positivas o negativas se
repelen.

3. OBJETIVOS
3.1 Producir Carga Eléctrica Sobre Una Varilla De Vidrio
3.2 Transferir Carga Eléctrica De Un Lugar A Otro
3.3 Detectar La Presencia De La Carga Eléctrica En Objetos
4. FUNDAMENTO TEORICO
4.1 PRODUCCION DE CARGA ELECTRICA POSITIVA POR CONTACTO:
Estamos interesados en averiguar lo que le ocurre a los objetos al ser frotados
entre si. Por lo general los objetos se encuentran en un estado neutro es decir con
igual cantidad de cargas positivas + (protones) y cargas negativas – (electrones).
En particular cuando se frota una varilla con un trozo de seda, el vidrio sede
electrones, quedándose cargado positivamente (+), en tanto que la seda recibe
electrones quedando cargado negativamente (-).
La situación final de A y B suele mostrarse sencillamente en la Fig. y se dice que
luego del contacto el vidrio se carga positivamente (+) y la seda negativamente (-).
Hacemos notar que el papel de la frotación es aumentar el área de contacto entre
los cuerpos, lo importante es el contacto estrecho.
Es posible obtener también carga (+) sobre otros cuerpos usando otros
materiales.

4.2 BOLA DE PRUEBA Y MANGO AISLANTE PARA TRANSFERIR CARGA
ELECTRICA:
Cuando se produce carga en un lugar eléctrica en un lugar determinado, como
por ejemplo en los recolectores de una maquina Whimshurst, o la esfera de un
generador Van der Graaff, puede ser necesario tomar una muestra de la carga
producida y llevarla a otro lugar, por ejemplo, a un plano conductor, a un
electroscopio o una botella leyben.
Esto se puede lograr mediante un sencillo dispositivo llamado “Bola de Prueba y
mango Aislante”, el cual esta constituido por una esfera conductora (de metal) bien
lisa y que va entornillada a una varilla aislante (de acrílico).
El principio del funcionamiento es sencillo, tomamos la varillas aislante y
ponemos la bola en contacto con el objeto cargado, entonces, parte de la carga se
traslada a la bola y se quedara en ella (en su superfiie), pues el mango es aislante,
podemos ahora trasladar esta carga a otro dispositivo, por ejemplo un electroscopio
Si la bola es mas grande podrá recogerse y trasladarse mas carga.

4.3 EL ELECTROSCOPIO
Se suele designar con el nombre de electroscopio a un envase cerrado sea de
vidrio o metal dentro del cual se ha instalado un soporte dieléctrico D por el cual
pasa una varilla de metal denominada electrodo E y que lleva en el extremo superior
una pequeña esfera de metal y en su parte inferior dos laminillas metálicas L (Fig.).
Sirve para determinar si un objeto, por ejemplo una varilla tiene carga eléctrica. Para
esto, el objeto deberá acercarse a la esfera del electrodo central E.
Si posee carga producirá la separación de las laminillas. Cuando se toca con la
varilla la esfera del electrodo central E estará recibiendo carga.
Por ser el electrodo E un conductor, la carga que recibe distribuirá en toda su
superficie, en particular habrá carga en la parte inferior. Desde que las laminillas
puedan desplazarse entonces por tener un mismo tipo de carga, se repelaran,
quedando abierta, si recibe más carga, las laminillas se abrirán mas.

5. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS
5.1 MATERIALES DE LABORATORIO
 Una varilla de Vidrio.
 Un trozo de Seda.
 Un secador de cabellos.
 Un electroscopio de hojuelas y agujas.
 Cable conector
5.2 EQUIPOS DE LABORATORIO
 Generador Van der Graaff
 Bola de Prueba.
 Una tela de 30x30 cm
 Un aparato
5.3 EQUIPOS DE LABORATORIO
 Un electroscopio
 Una varilla de virio con su tela de seda
 Una varilla de plástico negro PVC del equipo
6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
 Secamos las superficies de la varilla de vidrio y de la tela de seda, el
electroscopio tiene su procedimiento de secado de vidrio.
 Disponga el equipo como esta en la Fig.

 Acerque la varilla de vidrio al electrodo central del electroscopio,
observando que ocurre con las laminillas del electroscopio.
 Ahora presionando fuerte y en una sola dirección, frote la varilla de vidrio
con la tela de seda y nuevamente acerque la varilla (ahora ya frotado) al
electrodo del electroscopio.
 Finalmente toque el electrodo del electroscopio y observe lo que sucede.
ELECTRICA:
 Seque el mango de acrílico con la tela de felpa o con un secador de
cabellos.
 Obtenga carga del generador Van der Graaf y deposítela en el
electroscopio.
 Si desea recoger continuamente carga, se puede desentornillar un poco
la Bola y enrollar un alambre, el cual se conecta al objeto que está
produciendo carga.

6.3 EL ELECTROSCOPIO
 Acerque la varilla de vidrio a la esfera de E(esfera metálica) observe,
toque la esfera E con la varilla de vidrio observe.
 Con el fin de obtener cargas positivas sobre la varilla de vidrio frótela con
la tela de seda suave, observe.
 Paso b) Ahora acerque la varilla a la esfera de E(esfera metálica),
observe toque la esfera de E(esfera metálica) con la varilla de vidrio
cargada positiva con el objetivo de transferir la carga, observe.
 Acerque la varilla de plástico de color negro a la esfera de E(esfera
metálica), observe, toque la esfera de E con la varilla de plástico negra,
observe.
 Frote la varilla de plástico color negro con la tela seda gruesa acérquela a
la esfera E, observe, toque la esfera de E(esfera metálica) con la varilla
de plástico negra, observe.

7. ANALISIS Y RESULTADOS
 Se observa que las agujas del electroscopio al ser acercadas con la varilla de
vidrio en un inicio no mostraban reacción alguna pero después de ser frotada
la varilla de vidrio con la tela esta produjo que las agujas del electroscopio se
muevan con gran rapidez.
 Se concluye que en un estado inicial la varilla de vidrio se encontraba
cargada de manera neutra pero al ser frotada con la tela de seda esta se
cargo positivamente lo que produjo una transferencia de electrones hacia el
electroscopio moviendo las hojuelas del mismo.

ELECTRICA:
 Se observa que la bola de prueba en su estado inicial al ser acercada sobre
el electrodo del electroscopio esta no genera ningún movimiento sobre sus
hojuelas, pero al ser cargada con el Generador van der Graaff esta se carga
positivamente y una vez más acercada sobre el electroscopio esta produce
movimiento sobre el electroscopio lo que significa que se realizo una
transferencia de carga eléctrica.
7.3 ELECTROSCOPIO:
 Sé que la varilla al comienzo no tiene carga por tanto el electroscopio
tampoco la tiene, luego de cargar positivamente la varilla acercamos la esfera
y observamos que las laminillas se abren, luego ponemos el dedo y hacemos
de conductor para restablecer la neutralidad del electroscopio
.
 Luego acercamos la esfera ponemos la varilla de plástico y esta se abre al
electroscopio que está cargado positivamente y se abre mas significa que la
varilla negra está cargada positivamente.

8. CONCLUSIONES
 Podemos concluir que el método utilizado para producción de carga eléctrica
es un método por frotamiento en cual consiste en frotar una varilla de vidrio
(arrancando de esta manera las cargas negativas) y transfiriéndolas hacia el
electroscopio.
 La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y
negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de
carga.
 Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de
los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro, un exceso de carga
negativa. En cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado, la carga total
o neta no cambia.
 Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen.
 Los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen.
 Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse
el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si la
laminillas se abren significa que el objeto está cargado del mismo tipo de carga
que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio
tienen signos opuestos.

9. BIBLIOGRAFIA
 http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_//elecmagnet/campo_electrico/fuerza/fuerza
.html
 http://ludifisica.medellin.unal.edu.co/recursos/videos/videos_experimentos_fisic
a/ondas_electromagneticas/carga_contacto.html
 http://es.wikipedia.org/wiki/Electroscopio
 http://www.famaf.unc.edu.ar/~anoardo/electrostatica.pdf
 Apuntes en clase.
10. CUESTIONARIO:
I. Sabemos que el vidrio se carga + al ser frotado con seda. Identifique otro
material que de carga + sobre su superficie al ser frotado con otra tela.
El aluminio y el poliéster, el aluminio tiene tendencia a entregar electrones
quedando cargado positivamente y el otro tiene tendencia absorber electrones
quedando cargado negativamente.
II. Acerque la varilla de vidrio al electroscopio
a) ¿Qué ocurre con las laminillas del electroscopio?
En un estado inicial cuando la varilla se encuentra cargada de manera neutra
esta no produce ningún tipo de movimiento sobre las laminillas del electroscopio.
b) ¿Qué implica esto?
Esto implica que no se ha transferido ningún tipo de carga al electroscopio.
III. Ahora presionando fuerte y en una sola dirección, frote la varilla de vidrio
con la tela de seda y nuevamente acerque la varilla de vidrio (ahora ya
frotada) al electrodo del electroscopio.
a) ¿Qué ocurre con las laminillas del electroscopio?
Después de haber frotado la varilla de vidrio con la tela de seda podemos ver
que acercándola al electroscopio esta produce movimiento y excitación en las
laminillas del electroscopio, moviéndose y quedando inertes en una sola posición.
b) ¿Toque el electrodo del electroscopio, que sucede con las laminillas?
Después de haber transferido la carga positiva de la varilla frotada, esta dejo a
las laminillas del electroscopio cargadas positivamente dejando las inertes en un
posición, pero al ser tocado el electrodo con la mano esta produce que las
laminillas caigan repentinamente lo que explica la transferencia de carga eléctrica.

IV. ¿Se puede recoger `los dos tipos de carga con la “Bola de Prueba”?
No, la bola de prueba solo puede recoger la carga positiva que produce el
Generador de Van der Graaff.
V. Con una bola de mayor diámetro ¿Se puede transferir más o menos
carga?
Si la bola es más grande podrá recogerse y trasladarse mas carga.
VI. Evalue aproximadamente cuanta carga puede recibir una bola de prueba
de radio r=0.75cm
Por formula sabemos 퐸 =
푘푄
푟2 despejando Q, 푄 =
퐸 푟2
푘
푄 = (0.0075 )2푥3푥 10 6
9 푥 109 = 18.75 푥 10−9퐶 = 18.75 푛퐶
VII. Explique por qué al transferir carga al electroscopio se abren las
laminillas
Si al electroscopio se le acerca un cuerpo cargado, o se toca con él, todo el
aparato se carga de electricidad por inducción, por lo que las dos tiras de lamina,
al quedar cargadas con electricidad del mismo signo, se repelen entre sí, entonces
se abren.
VIII. Respecto del paso b) procedimiento porque se toca la esfera del
electrodo E (esfera metálica) para “retirar” la carga?
Por que al entrar en contacto con el dedo, hacemos tierra (conductor) y
descargamos el instrumento.
IX. ¿Cuál es el signo de la carga de la varilla de plástico color negro al
frotarla con seda gruesa ( o lanilla)?
El signo es negativo, ya que al frotar plástico con lanilla, el plástico captura
electrones de la lanilla y en consecuencia, queda con carga negativa mientras la
lanilla se carga positivamente.

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