EXPERIENCIA No 1

ELECTROSTÁTICA
Lora Cárdenas María Camila.Ing.Electrónica.
Muñoz Solano Santiago.Ing.Civil.
Ochoa Cáceres Esteban.Ing. Ambiental.
Ramos Mari Luis. Ing.Electrónica.
Rosado Gonzalez Ivan. Ing.Civil.

Física de campos, REMOTO-CD, Universidad de la Costa.

Peduzine Orozco Edgar David.

06/08/2020

RESUMEN

Esta práctica de laboratorio realizada mediante un simulador, trata de explorar diferentes fenómenos
electrostáticos a través de carga por fricción, por contacto y por inducción. La electrización se da cuando se dota de
cargas eléctrica a un cuerpo [vea fig.1], este proceso se ve en la primera parte de la simulación, al interactuar las
cargas de dos objetos. Luego se identifica en la parte dos de la simulación, el campo y potencial eléctrico [vea fig.
2], el campo eléctrico se encuentra en cualquier punto del espacio donde se coloca una carga de prueba en el mismo
punto y esta experimenta una fuerza eléctrica y finalmente el potencial eléctrico se identificó en el trabajo que
realizó el simulador para mover una carga de un sitio a otro.

Palabras claves: Fricción, contacto, inducción, cargas, campo eléctrico, potencial eléctrico.

ABSTRACT

This laboratory practice, carried out using a simulator, tries to explore different electrostatic phenomena through
friction, contact and induction charging. Electrification occurs when a body is endowed with electric charges [see
fig. 1], this process is seen in the first part of the simulation, when the charges of two objects interact. Then it is
identified in part two of the simulation, the field and electric potential [see fig. 2], the electric field is found at any
point in space where a test charge is placed at the same point and it experiences an electric force and finally The
electrical potential was identified in the work the simulator did to move a charge from one site to another.

Keywords: Friction, contact, induction, charges, electric field, electric potential..

1. INTRODUCCIÓN las cargas eléctricas en reposo y su interacción.

(Mora Moreno M. , 2011)
La física es una ciencia universal, debido a que La naturaleza eléctrica está relacionada con los
abarca estudios de fenómenos naturales de átomos de todas las sustancias. Un átomo consta
cualquier tipo de magnitud, una rama de esta es de un pequeño núcleo masivo que contiene
la electroestática, la cual se basa en el estudio de partículas denominadas protones, que tienen
carga positiva, y una nube de partículas en órbita
EXPERIENCIA No 1

al núcleo denominadas electrones, que tienen la dirección de la línea que las une. (José L.
carga negativa. Es posible transferir carga Fernández) Existen tres formas de electrizar un
eléctrica de un objeto a otro, por lo general, se cuerpo:
transfieren electrones y el cuerpo que los gana
adquiere un exceso de carga negativa. Tal a) Frotación. - El cuerpo menos conductor al ser
separación de cargas ocurre a menudo cuando se frotado toma electrones quedando cargado de
frotan entre sí dos materiales distintos. forma negativa, y el que libera electrones queda
(Zemansky, 2009) cargado de forma positiva. Al frotar dos cuerpos
eléctricamente neutros, ambos se cargan, uno
Con los anteriores conceptos definidos y con carga positiva y el otro con carga negativa.
comprendidos, se tiene como finalidad realizar
un acercamiento a el campo de la física, a b) Contacto. - El cuerpo conductor es puesto en
través de experiencias demostrativas clásicas, los contacto con otro cuya carga no es nula. Aquel
cuales se desarrollarán mediante una práctica de cuerpo que presente un exceso relativo de
laboratorio, se harán uso de simuladores con el electrones los transferirá al otro. Al finalizar la
objetivo de analizar y demostrar los conceptos de transferencia los dos cuerpos quedan con carga
los fenómenos electrostáticos, tales como la de igual signo.
electrización de los cuerpos por frotación e c) Inducción. - El cuerpo inductor (cargado) es
inducción, los cuales nos ayudarán a comprender aproximado a un conductor neutro, los electrones
la naturaleza eléctrica de la materia y sus se desplazan de tal manera que se alejan o
aplicaciones en la vida diaria. acercan al cuerpo cargado de electricidad.
(Valdivia)
2. MARCO TEÓRICO
3. METODOLOGÍA
Electrostática: Existen dos tipos de cargas
eléctricas, una positiva (protón p+) y otra Para la realización de la práctica del laboratorio
negativa (electrón e-). Las cargas del mismo se aplicaron los siguientes procesos, se
signo se repelen y de distinto signo se atraen. Se ejecutaron dos simuladores proporcionados por
suele utilizar el electroscopio para saber si un el docente en la clase relacionado con cargas
cuerpo está cargado eléctricamente. El principio eléctricas, luego se puso en práctica los
de conservación y cuantización de la carga dice conceptos dados en clase como la transferencia
que la cantidad de cargas eléctricas positivas de cargas por frotamiento. En el primer
simulador se tiene un globo, un muro y un
producidas es igual a las negativas, lo que
abrigo, para realizar esta experiencia se froto el
significa que permanece constante la cantidad
globo con el abrigo para generar una
total de carga eléctrica. transferencia de electrones del abrigo al globo y
luego acercar el globo al muro para ver como las
𝑘𝑒 ∗ 𝑞1 ∗ 𝑞2 cargas de este reaccionaban y a partir de los
𝑓𝑒 =
𝑟2 resultados obtenidos resolver unas preguntas,
después se puso correr el otro simulador en el
Ec.1 La ley de Coulomb. cual se presentaba una persona encima de una
alfombra y al frente una puerta, esta experiencia
Las cargas q1 y q2 en reposo, son directamente consistía en frotar los pies de la persona con la
proporcional al producto de la magnitud de alfombra para así la persona poder cargarse y
ambas cargas e inversamente proporcional al luego acercar el dedo a la perilla de la puerta y
cuadrado de la distancia r que las separa y tiene ver como este reaccionaba.
EXPERIENCIA No 1

4. RESULTADOS
Después de recopilar información de los datos
Los datos de q+ y q- de la tabla 1 se obtuvieron obtenidos por los simuladores se puede llegar a
realizando respectivamente el conteo de cargas una idea más clara del concepto de transferencia
que presentaba el abrigo y globo al abrir el de cargas, en esta experiencia se utilizó un
software de simulación. La carga neta (total) se proceso frotación para poder transferir cargas y
calculó mediante la resta del número de q+ y q- se evidencia como al momento de frotar dos
que presentaba el abrigo y globo. cuerpos con carga neutra, por lo general el
mayor cargado transferirá al menor cargado
como se vio apreciado al momento de frotar el
La recolección de datos que se visualiza en la
globo con el abrigo o como en el segundo
tabla 2 es producto de los resultados que se
simulador al momento que la persona frota sus
obtuvo de la frotación del globo con el abrigo en pies con la alfombra y luego este acerca su dedo
el software. Por tanto, los datos correspondientes a la perilla los electrones se transfieren de la
al número de q+ y q- están asociados al conteo persona a la perilla, también podemos analizar el
que se visualiza en el software al realizar la fenómeno de repulsión, en como dos cargas
frotación anteriormente mencionada. En cuanto a cuando son de igual polaridad positiva o
la carga neta, se calculó mediante la resta del negativa se rechazan o cuando ambas cargas son
número de q+ y q- del abrigo y globo, de diferente signo se atraen, como se vio
respectivamente. apreciado al momento de acercar el globo al
muro ambos con carga negativa, se apreciaba
Al abrir el software el globo y el abrigo se como estos se rechazaban, sin embargo cuando
encuentran eléctricamente neutros. Destacando se soltaba el globo este era atraído por el abrigo
que el abrigo tiene mayor cantidad de carga que tenía carga positiva, estos dos software
estudian la electrización por frotamiento y nos
eléctrica (Ver tabla 1). Frotando el globo con el
deja claro que al momento de frotar dos cuerpos
abrigo ocurre una transferencia de electrones (q-)
con carga neutral uno quedara con carga positiva
del abrigo al globo. Quedando el abrigo con
y el otro con carga negativa, transfiriéndose del
carga positiva y el globo negativo (Ver tabla 2). mayor cargado al menor como se mencionó
Por tanto al acercar el globo al abrigo estos se anteriormente.
van atraer y con la pared cargada negativa (otro
elemento de experimentación presente en el
software) se repele. Para el caso, de en vez de 6. CONCLUSIONES
tener un globo como se plantea en la situación
anterior. Se tiene dos globos para frotar con el Con el desarrollo de la práctica se pudo observar,
abrigo. Ambos atraerían electrones del abrigo como si fueron los primeros experimentos de
pero no se atraerían entre ellos. Tales de Mileto en la antigüedad, al ver como
por la frotación los elementos que no cuentas
con alguna carga (globo y buzo) ya sea positiva
Al frotar el pie de John con la alfombra y se
o negativa, podemos generar o compartir
realice de forma más intensa, mayor cantidad de
electrones y protones. Con esto conduce a la
electrones atrae, y la alfombra queda cargada separación de cargas de forma tal que un cuerpo
positivamente. Por tanto, John al tocar una adquiere una carga negativa y el otro una carga
perilla de metal esta atraerá los electrones por su positiva de igual magnitud, pero la carga neta
propiedad conductora y se produce una corriente entre los dos cuerpos sigue siendo nula. Por lo
eléctrica. general, mayor fricción mayor separación de
cargas. La magnitud y el signo de las cargas
5. ANÁLISIS DE RESULTADOS dependen de las propiedades físicas de los
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cuerpos y del área en contacto, a mayor área ABORDADOS CON ESTUDIANTES DE

mayor producción de cargas. Los cuerpos en EDUCACIÓN BÁSICA SECUNDARIA. .
fricción preferiblemente deben estar secos a fin Recuperado el 10 de 08 de 2020, de
de impedir la pérdida de carga por conducción a http://bdigital.unal.edu.co/4882/1/mari
través del aire húmedo alrededor del cuerpo. El tzamoram
signo de la carga producida por un cuerpo por
fricción dependiente no solo de la naturaleza del Valdivia, P. D. (s.f.). Preuniversitario Pedro De
cuerpo mismo sino de la naturaleza del cuerpo Valdivia. Recuperado el 10 de 08 de
con el cual se frota y la fuerza de fricción que se 2020, de
ejerza durante el contacto. Para definir la forma http://emmanuel.cl/icore/downloadcor
de interacción entre los dos tipos de cargas se e/162054
tuvieron encuenta las reglas básicas de la
Electroestática: Zemansky. (2009). Física Universitaria (Vol. 504).
México , DF, México.
1.-Cuando dos cuerpos cargados positivamente
se cargan positivamente o negativamente se van
a repeler.
2.-Cuando son cargados uno positivamente y
otro negativamente se van atraer.
7. REFERENCIAS

8. ANEXOS
José L. Fernández, G. C. (s.f.). Fisicalab.
Recuperado el 10 de 08 de 2020, de
https://www.fisicalab.com/apartado/le
y-de-coulomb

Mora Moreno, M. (2011). PROPUESTA

DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA Y
APRENDIZAJE DE CONCEPTOS FÍSICOS
BÁSICOS DE ELECTROSTÁTICA
ABORDADOS CON ESTUDIANTES DE
EDUCACIÓN BÁSICA SECUNDARIA.
Obtenido de Bdigital.UNAL:
http://bdigital.unal.edu.co/4882/1/mari
tzamoramoreno.2011.pdf

Mora Moreno, M. (2011). PROPUESTA

DIDÁCTICA PARA LA ENSEÑANZA Y
APRENDIZAJE DE CONCEPTOS FÍSICOS
BÁSICOS DE ELECTROSTÁTICA
EXPERIENCIA No 1

Fig. 1 Simulación equilibrio electrostático.

Fig.2 Equilibrio electrostático.