PROYECTO FINAL PARA CALCULO APLICADO A LA FISICAF 2

1. DEMOSTRACION DE LA LEY DE
COULOMB MEDIANTE LAS
CAMPANAS DE FRANKLIN
DOCENTE :
MSc: MIGUEL CARRASCO CHANTA
INTEGRANTES:
BRAVO ZUÑIGA LENN0X DAVID U21319145
ROMERO GONZALES RODRIGO U21226528

2. RESUMEN :
• En este estudio, se demostrara la ley de Coulomb con
un famoso experimento de Franklin Bell, que lleva el nombre
de su inventor, Benjamin Franklin. El experimento consiste en
construir un prototipo de Franklin Bell que proporcionó
conocimiento y aprendizaje sobre fenómenos eléctricos
(interacciones eléctricas de cargas). Este prototipo consiste
en una bola de papel de aluminio unida a un alambre
sobre una varilla aislante suspendida entre dos latas de
bebida (cerveza o refresco) sujetas a un hilo . Las fuerzas
electrostáticas generadas por el campo eléctrico se utilizan
para mover el péndulo, lo que hace que la
bola golpee la caja (campana) y emita un sonido.

3. INTRODUCCIÓN
Las campanas de Franklin (CF) fueron creadas por Benjamín
Franklin en el siglo XVIII, cuyo objetivo general consiste en la
detección del campo eléctrico producido por una descarga eléctrica
generado por una nube, y crear un sonido. Consta de un par de
campanas situadas a una distancia D, y una esfera conductora entre
ellas que produce el campaneo, y su funcionamiento se da cuando
una de ellas recibe la descarga eléctrica, y la otra tiene la función de
conducirla a tierra. Así, cuando una nube pasa cargada
eléctricamente, por encima del dispositivo y produce la descarga
sobre la campana A, se presenta físicamente la separación de
cargas de la esfera conductora y su atracción coulombiana, seguida
de la transferencia y equilibrio de cargas campana-esfera. Después,
la repulsión que la conduce a la campana B donde transfiere-
equilibra su carga la cual es conducida por la campana a tierra. Se
produce entonces un movimiento de la esfera debido a la fuerza de
atracción eléctrica entre cargas de signo contrario (ley de Coulomb)
[1]. Ocasionando físicamente el campaneo y ruido de los choques de
la esfera metálica con las campanas con lo cual se observa la
detección de grandes descargas eléctricas de las nubes en el trabajo
presentado originalmente por Franklin.

4. OBJETIVOS
Objetivo General:
 Demostrar la Ley de Coulomb mediante la construcción y uso de un prototipo de las
campanas de Franklin que ha de representar las interacciones eléctricas entre cargas y
los principios básicos de la electrostática.
Objetivos Específicos:
 Comprobar el principio de conservación de la carga, fuerza y energía mediante las
cargas electrostáticas en el ambiente.
 Analizar la funcionalidad de las campanas de Franklin mediante el prototipo elaborado,
con el fin de demostrar su funcionalidad..
 Explicar la ley de cargas eléctricas a través de la electricidad estática y a la vez el campo
eléctrico producido por las cargas en experimentación.

5. MARCO TEORICO
Campanas de Franklin:
Fueron creadas por Benjamín Franklin en el siglo
XVIII, tuvo como objetivo principal la detección de
tormentas eléctricas que causaban daños
extremos en los pueblos. Estas fuerzas
electrostáticas provenientes de las nubes crean un
campo eléctrico que serían utilizadas para mover
una esfera metálica, la cual produce choques con
las campanas así alertando al pueblo que se
acerca una tormenta.

6. Carga Electrica:
La carga eléctrica es una propiedad esencial de
algunas partículas subatómicas que se
manifiesta mediante atracciones y repulsiones
de ellas mismas que determinan las
interacciones electromagnéticas. La materia
cargada eléctricamente es influida por los
campos electromagnéticos siendo, a su vez,
generadora de ellas. La interacción entre carga
y campo eléctrico es la fuente de una de las
cuatros fuerzas fundamentales, la fuerza
electromagnética.

7. Ley de Coulomb :
La ley de Coulomb se emplea en el
área de la física para calcular la
fuerza eléctrica que actúa entre dos
cargas en reposo.
A partir de esta ley se puede predecir
cuál será la fuerza electrostática de
atracción o repulsión existente entre
dos partículas según su carga
eléctrica y la distancia que existe
entre ambas.

8. Campo Eléctrico:
Todo cuerpo con carga altera las
propiedades del medio que lo rodea,
y esto es lo que se conceptualiza
como campo eléctrico
Campo Electrico producido por un
conjunto de cargas puntuales. Se
muestra en rosa la suma vectorial de
los campos de las cargas individuales.
La ley de Gauss nos permite calcular de una forma simple el
módulo del campo eléctrico, cuando conocemos la distribución
de cargas con simetría esférica o cilíndrica. La ley de Gauss
afirma que el flujo del campo eléctrico a través de una
superficie cerrada es igual al cociente entre la carga que hay
en el interior de dicha superficie dividido entre .

9. MATERIALES:
• 2 CABLES CONDUCTORES
• 1 PINZA
• 2 LATAS DE ALUMINIO
• 1 VARILLA O LAPIZ
• CINTA AISLANTE NEGRO
• 1 SEGURO DE LATA O BOLA DE PAPEL ALUMINIO
• HILO
• PAPEL ALUMINIO
• TELEVISOR

10. PROCEDIMIENTO:
• PASO 1: Atar el seguro al soporte con el hilo ara crear un péndulo.
• PASO 2: Asegurar las latas en la tele con la cinta aislante.
• PASO 3 : Pegar el pliego de papel aluminio a la pantalla de la tele.
• PASO 4: Pegar una de las puntas de los cables al papel aluminio y el otro
extremo a la lata derecha.
• PASO 5: Conectar el otro cable a la otra lata y a el otro extremo a un objeto
a tierra , en este caso la pinza.
• PASO 6: Colocar el péndulo encima de las latas quedando en medio.

11. Experimento:

12. fin
q1 q2
r

13. Conclusion:
• En conclusión, se demostrará que la fuerza con la que el
seguro de aluminio es impulsado es la misma al momento de
repelerse demostrando así la ley de Coulomb en los campos
eléctricos formados por las latas y la anilla de la lata.