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en el documento se puede observar la ley de coulomb y su aplicación
Tipo: Resúmenes
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Subido el 29/03/2021
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En este laboratorio llevamos a cabo la aplicabilidad de la ley de coulomb en di- ferentes escenarios a través del simulador phet. Nuestros experimentos se basaron en demostrar por qué una fuerza es repulsiva o atractiva con otras, como se comportan y varían estás al variar su distancia y el valor de sus cargas. También empleamos formulas ya establecidas para encontrar la constante (K).
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 par- tir de esta ley se puede predecir cuál será la fuerza electrostática de atracción o repulsión existente entre dos partículas según su car- ga eléctrica y la distancia que existe entre ambas. La ley de Coulomb debe su nombre al físico francés Charles-Augustin de Cou- lomb, quien en 1875 enunció esta ley, y que constituye la base de la electrostática: “La magnitud de cada una de las fuerzas eléctri- cas con que interactúan dos cargas puntua- les en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas 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 re- pulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario”. Esta ley se representa de la siguiente ma- nera::
F e = K · q^1 r· 2 q 2 (1) *Universidad Del Quindio
Cabe destacar que la permitividad eléctri- ca del vacío es constante, y una de las más empleadas. Se calcula de la siguiente mane- ra:
EO = 8, 8541878176 · 10 − 12 C 2 N ·m^2 (2) Es de suma importancia tener en cuenta la permitividad del material. El valor de la constante de Coulomb en el Sistema Internacional de medidas es:
k = 9 · 106 N^ ·m
2 C^2 (3) [1].
Para realizar el laboratorio usamos el apli- cativo phet, un simulador interactivo del cual podiamos tomar los datos para deter- minar la fuerza de las cargas al igual que la distancia.
Figura 1: SIMULADOR PHET.
La electricidad se divide en dos tipos de cargas, positivas y negativas, es decir un ob- jeto con carga negativa va atraer a un objeto con carga positiva mientras que si el obejto
tiene el mismo tipo de carga van a repeler. En conclusion los globos quedaron cargados con electricidad negativa y por esta razon los globos se repelen.
Figura 2: globos y electricidad.
Lo que hace que una fuerza sea repulsiva es si las cargas tienen el mismo signo, y son atractivas si las cargas tienen signos opues- tos.
2.2.1. Ejemplo 1
Figura 3: cargas repulsivas.
En este ejemplo podemos observar que dos cargas negativas son repulsivas, es decir sus campos eléctricos nunca se van a encon- trar.
2.2.2. Ejemplo 2
En el ejemplo 2 podemos notar que tene- mos una carga positiva y una carga negativa, por ende sus campos electricos se atraen y a estos se le llaman dipolos.
Figura 4: cargas atractivas.
Como podemos observar en la grafica, la fuerza es proporcional al valor de las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de sus distancias.
Figura 5: Valor de la fuerza con carga cons- tante.
Analizando la grafica, observamos que a menor distancia mayor intensidad de la fuer- za, es decir las fuerzas eléctricas con las que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamen- te proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une.
2.8.1. Demostracion punto 2.
Figura 9: Demostracion.
Al observar la imagen anterior se puede ver que los datos obtenidos son iguales por aproximacion al calculo realizado.
2.8.2. Demostracion punto 2.
Teniendo encuenta que para demostrar el resultado se hace en Phet el cual no permite números con decimales (5.3), por ende no se puede demostrar. Un aspecto que es interesante es en rela- ción a la cantidad de carga que puede recibir un cuerpo. Se ha descubierto que solo puede recibir cantidades determinadas por núme- ros enteros de electrones, que es la unidad de carga eléctrica. Un cuerpo no puede, por ejemplo, tener una parte decimal de electro- nes pues estos no se pueden dividir. Respec- to a esto un científico diría que la carga está cuantizada. Esto fue descubierto por Robert Millikan en 1909."[3].
La semejanza entre fuerza electrostática y gravitacional es: Ambas fuerzas son direc- tamente proporcionales al producto de las materias que obran recíprocamente (masa y carga) Ambas fuerzas son inversamente pro- porcionales al cuadrado de la distancia de la separación. Diferencias: La fuerza eléctrica
de Coulomb puede ser de atracción o de re- pulsión mientras que la fuerza gravitacional es de atracción solamente. La magnitud de la fuerza eléctrica de Cou- lomb depende del medio que separa las car- gas mientras que la fuerza gravitacional es independiente del medio.
Para concluir se demostró la variación de la fuerza con respecto al valor de las cargas y al valor de la distancia entre ellas. Tambien en la elaboración de los grafi- cos podemos determinar que la constante de coulomb al variar la distancia tambien va a variar su valor, pero si dejamos la distan- cia constante entre las cargas se puede notar que el valor de K va a quedar constante. Se demostró que una fuerza puede ser re- pulsiva ó atractiva todo depende de sus car- gas.
Referencias
[1] AUTOR: Desconocido LEY DE COU- LOMB, 17-04-2020.
[2] José L. Fernández, Gregorio Coronado FUERZA ELECTRICA
[3] Juliana Pinzon THIS WORD- PRESS.COM SITE IS THE BEE’S KNEES ELECTROESTATICA