LABORATORIO N 2

LEY DE COULOMB

WILFRIDO MENESES GELVIS

1111918

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

CIUDAD DE SAN JOSE DE CUCUTA

2015

LABORATORIO N 2

LEY DE COULOMB

WILFRIDO MENESES GELVIS

1111918

PROFESOR:

CARLOS JESUS CONTRERAS BARRETO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

CIUDAD DE SAN JOSE DE CUCUTA

2015

RESUMEN

1. OBJETIVOS

2. DESARROLLO TEORICO

3. DETALLES ESPERIMENTALES

4. RESULTADOS EXPERIMENTALES

5. PROCESAMIENTO DE DATOS

6. CONCLUSIONES

TABLA DE CONTENIDO

En este informe encontraremos los datos y el procesamiento de los mismos relativos al laboratorio

de ley de coulomb, se espera poder desmostar que el conocimiento discernido mediante la prctica,

quedo totalmente entendido para situaciones de prcticas futuras; en este proceso tuvimos la

ayuda de los asistentes del laboratorio, que nos instruyeron paso a paso con los procesamientos

que haba que seguir para el correcto uso de los aparatos del ente universitario.

RESUMEN

Objetivo General:

Verificar experimentalmente la Ley de Coulomb.

Objetivos Especficos:

Poder dar un concepto til sobre las relaciones entre las cargas y la fuerza elctrica.

Conceptualizar de forma especifica las relaciones entre fuerza elctrica y la distancia

entre las cargas, (parte central del laboratorio uso de instrumentos).

Reconocer y utilizar de forma dinmica las constantes elctricas.

1. OBJETIVOS

La magnitud de cada una de las fuerzas elctricas con que interactan dos cargas puntuales

en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e

inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

La constante de proporcionalidad depende de la constante dielctrica del medio en el que

se encuentran las cargas.

Coulomb desarroll la balanza de torsin con la que determin las propiedades de la fuerza

electrosttica. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de

torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posicin original, con lo que

conociendo la fuerza de torsin que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la

fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb tambin conocida como ley de

cargas tiene que ver con las cargas elctricas de un material, es decir, depende de si sus

cargas son negativas o positivas.

La ley de Coulomb es vlida slo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay

movimiento de las cargas o, como aproximacin cuando el movimiento se realiza a

velocidades bajas y en trayectorias rectilneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza

electrosttica.

FORMULA ESCALAR: FORMULA VECTORIAL:

2. DESARROLLO TEORICO

1. Se carga una de las esferas de acero elctricamente, con un voltaje limitado transferido

con un estabilizador graduado.

2. Acercamos la esfera cargada, a una esfera sin carga elctrica, que esta suspendida frente

a una placa polarizada a tierra.

3. Usamos un multmetro conectado a una esfera no cargada para medir la carga que fue

transferida (almacenada) a la segunda esfera.

4. Anotamos los datos en las tablas correspondientes, este proceso lo repetimos a

diferentes distancia (4cm, 6cm y 9cm) para corroborar el asilamiento producido por la

esfera con respecto a la placa metlica.

3. DETALLES EXPERIMENTALES

Tabla 1. a= 4 cm Vcarga F q 12 KV 0,25 mN 2,76 16 KV 0,21 mN 7,76 20 KV 0,19 mN 11,59 24 KV 0,18 mN 11,81

Tabla 2. a= 6 cm Vcarga F q 12 KV 0,19 mN 2,30 16 KV 0,17 mN 4,01 20 KV 0,13 mN 7,21 24 KV 0,9 mN 8,40

Tabla 3. a= 8 cm Vcarga F q 12 KV 0,12 mN 2,42 16 KV 0,15 mN 2,86 20 KV 0,19 mN 5,21 24 KV 0,22 mN 5,91

4. RESULTADOS EXPERIMENTALES

1. Calcule el valor de q2 en las tablas 1,2 y 3, utilizando la ecuacin (1). Rta:

Tabla 1. a= 4 cm Vcarga F q q 2 12 KV 0,25mN 2,76 1,77910 16 KV 0,21 mN 7,76 1,49510 20 KV 0,19 mN 11,59 1,35210 24 KV 0,18 mN 11,81 1,28110

Tabla 2. a= 6 cm Vcarga F q q 2 12 KV 0,19 mN 2,30 3,04310 16 KV 0,17 mN 4,01 2,72210 20 KV 0,13 mN 7,21 2,08210 24 KV 0,9 mN 8,40 1,44110

Tabla 3. a= 8 cm Vcarga F q q 2 12 KV 0,12 mN 2,42 3,41610 16 KV 0,15 mN 2,86 4,27110 20 KV 0,19 mN 5,21 5,40910 24 KV 0,22 mN 5,91 6,26310

5. PROCESAMIENTO DE DATOS

2. En el sistema cartesiano dibuje las grficas de F en contra de q2 para cada una de las distancias

GRAFICA 1.

GRAFICA 2.

GRAFICA 3.

3. Como es la relacin entre q2 y la fuerza?

R/ La fuerza es directamente proporcional a q2, ya que al aumentar la fuerza, tambin lo har la carga al cuadrado segn la ecuacin 1, y eso se puede ver en los 3 grficos, sin ninguna excepcin

4. Determine la pendiente de cada una de estas grficas, y con este valor calcule el valor de en cada caso.

R/

Pendiente

Grfica 1

m =l(0,19-0,25)/ (1,281 x 10-16)-(1,441 x 10-16)l m =1,406 x 1015

Grfica 2

m = l (0,09-0,19)/ (1,441 x 10-15)-(3,043 x 10-15) l m =6,242 x 1014

Grfica 3

m = l (0,22-0,12)/ (6,263x 10-16)-(3,043 x 10-16) l m = 3,512 x 1014

-Como la ecuacin 1 es , se toma la pendiente como la relacin

F/q2, y por lo tanto con los valores hallados de la pendiente, se hallara el valor aproximado de lo que vendra a valer el E.

Eo=1/16**(a2)*m

As que:

-Para la tabla 1:

Eo=1/16**(a2)*m E=8,844 x 10-15

-Para la tabla 2:

E=1/16**(0,062)*(6,242x1014) E=8,853 x 10-15

-Para la tabla 3:

E=1/16**(0,082)*(3,512x1014)

E=8,851x10-15

5. Encuentre el valor promedio de en su incertidumbre.

RTA:

=. + . + .

= 8.849 PROMEDIO DE

=|. -8.849 |

= 5

=|. -8.849 |

= 4

=|. -8.849 |

= 2

=

= 3.667x10--18

INCERTIDUMBRE

= .!!"

.$

= X10-12

Rta: , $ , !!"

6. Porque podemos obtener tan solo una carga inducida limitada, cuando el nmero de electrones mviles en la placa extremadamente grande?

R/ Porque al tener una cantidad extremadamente grande de electrones mviles, tambin los debe tener de protones, ya que actualmente la placa est en un estado neutro al carecer de carga, as que al inducir una cantidad de electrones, lo que sucede es que los electrones comienzan a moverse y acaban en la otra esfera, por lo que la placa vuelve a entrar en un estado neutro.

La fuerza es proporcional con respecto a la carga aplicada a un objeto al cuadrado F=m.q2.

En la ley de coulomb, si un cuerpo carga a otro, uno de ellos queda cargado positivamente y el otro negativamente, por eso se puede observar la atraccin de un objeto con respecto a otro, dando el efecto de un pndulo.

Al transferir una carga a un objeto siempre se pierde una pequea cantidad de esta corriente.

Los electrones aunque acompaan a las cargas elctricas son independientes de las mismas.

La incertidumbre del valor E, que fue hallado por medio de la pendiente de cada una de las grficas dio un valor muy semejante al propio valor de psilon Sub cero (Eo)

Solo se es inducida una carga a pesar de la cantidad de electrones en la placa metlica debido a que solo se encarga de traspasar esa carga hacia la esfera, ms no de producirla.

6. CONCLUSIONES