Universidad Tecnolgica de Mxicorea menorMateria: Electricidad y
magnetismo
rea: Ingeniera
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Prctica 1Electricidad y magnetismo
Fecha de realizacin: _________Fecha de
realizacin:__________Responsable:_________________Indicadores
Investigar cuntos tipos de carga existen y cmo interaccionan entre
s. Determinar qu tipo de carga que posee cada cuerpo. Investigar
dnde se deposita la carga elctrica en exceso, que se coloca en un
conductor cerrado y aislado, en condiciones electrostticas; de
igual forma, averiguar bajo las mismas condiciones, cmo es el campo
elctrico en el interior y exterior del hueco de un conductor
cerrado. Investigar cmo son las lneas de fuerza para las siguientes
configuraciones de carga: a) Una carga puntual.
b) Dos cargas puntuales del mismo signo.
c) Dos cargas puntuales de signo contarario.
Normas de seguridadEvitar portar objetos metlicos como relojes o
pulseras.
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INITE Derechos reservadosInvestigacin previaConsulta en la
bibliografa recomendada en esta prctica o en Internet, los
siguientes conceptos y anxalos.1. Define qu estudia la
electrosttica.
2. Por naturaleza, en qu estado elctrico se considera que se
encuentra la materia?
3. Cmo se denota, de acuerdo con Benjamn Franklin, a la
electricidad que aparece en el vidrio al frotarse con seda?
4. Cmo se denota, de acuerdo con Benjamn Franklin a la
electricidad que aparece en la ebonita al frotarse con la piel?
5. Cules son los mecanismos para poder cargar un cuerpo?
6. Describe el principio del funcionamiento del
electroscopio.
7. Qu es el campo elctrico?
8. Cmo se puede determinar si existe un campo elctrico en una
regin del espacio?
9. Cul es la caracterstica de un material llamado conductor y de
uno llamado aislante?
10. Cmo funciona la jaula de Faraday?
11. Qu es el potencial elctrico?
12. Cmo afecta la humedad en el aire a la retencin de la carga
elctrica en los conductores?
EquipoUn soporteUn electroscopio (electrmetro) Un generador de
Van de GraffUna Cuba electrosttica. (Recipiente plstico de fondo
plano de cualquier forma - palangana-)Dos barras metlicas con mango
aislanteUna barra metlica pequea. Una Jaula de FaradayUn vaso de
precipitados de 250 mililitros.Una esferita pequea forrada de papel
aluminioEn caso de que se disponga en el laboratorio del campus, se
recomienda el uso de un equipo alterno para demostrar las
diferentes configuraciones de campo elctrico:Kit demostrador de
campo electrosttico.Un proyector de acetatos (se solicitar en apoyo
a personal docente).INFORMACIN CONFIDENCIAL
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INITE Derechos reservadosUna mquina de Wimshurst.Nota: la jaula
de Faraday no retiene la carga, especialmente cuando la humedad
relativa del aire es lo suficientemente grande como para romper la
rigidez dielctrica, por lo que el fenmeno que se espera no se
observa. El aire hmedo es un excelente conductor y los cuerpos
conductores no retienen la carga electrosttica.Equipo proporcionado
por el alumnoComo sugerencia, se recomienda al estudiante que lleve
un equipo para tomar fotografas:Cmara fotogrfica o telfono
celular.MaterialDos barras de ebonitaDos pedazos de pielDos barras
de plsticoDos pedazos de polietilenoUna barra de vidrioNota:
adicionalmente se puede emplear franela o seda.Material
proporcionados por el alumno3 m de alambre para conexin de telfono2
m de alambre de cobre del No 14 para hacer diferentes figuras
Aceite polish (aceite dielctrico)Cinta adehesivaSemillas de pasto2
hojas de papel milimtricoINFORMACIN CONFIDENCIAL
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INITE Derechos reservadosDesarrolloDeterminacin de los tipos de
carga que existen.I. Coloca en el soporte giratorio una de las
barras de ebonita.II. Frota uno de los extremos de dicha barra con
un pedazo de piel (tambin puede usarse franela, polietileno o seda)
un par de veces para cargarla por friccin.BI. Verifica que la barra
posea carga electrosttica de acuerdo con la figura 1. La tira de
polietileno deber frotarse con la piel, en un slo sentido y luego
se colocar sobre el cordn, de modo que la parte frotada quede en el
interior. (Funciona como un electroscopio). Cordn
PolietilenoFigura 1.Comprueba que todas las barras que se froten
queden cargadas usando para tal fin el electroscopio. Si al acercar
la barra al electroscopio (sin tocarlo), sus lminas se abren,
significa que ha quedado cargado. En caso de no ser as, vulvelo a
frotar hasta que la barra quede cargada.IV. De forma casi
simultanea, carga la otra barra de ebonita frotando uno de sus
extremos con el otro pedazo de piel y asegrate de que qued cargada
usando el electroscopio (tira de polietileno, previamente
frotada).V. Estando ambas cargadas, acerca la barra libre a la que
se encuentra en el soporte. El acercamiento entre las barras debe
ser por los extremos donde fueron frotadas, tal como se indica en
la figura 2.INFORMACIN CONFIDENCIAL
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Figura 2.1. Al acercar entre s las barras de ebonita frotadas
con piel (franela, polietileno o seda), qu fenmeno se
observa?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________VI.
Ahora, repite todos los pasos indicados del uno al cinco, pero
usando dos barras de plstico frotndolas con pedazos de
polietileno.VII. No olvides que al hacer el experimento con dichos
materiales, debes comprobar que se encuentren cargados, utilizando
la tira de polietileno previamente frotada.2. Cundo se acercan
entre s las barras de plstico frotadas con polietileno, qu fenmeno
se
observa?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________VIII.
Ahora coloca una barra de ebonita en el soporte y crgala, frotndola
con piel, seda o franela.IX. De forma simultnea al paso anterior,
carga una barra de plstico frotada con un pedazo de polietileno.X.
Una vez frotadas las dos barras, acerca la barra de plstico a la de
ebonita.3. Cuando se frota la barra de ebonita y se acerca a la
barra cargada con polietileno, qu fenmeno se observa?
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4. De acuerdo con las prcticas anteriores, cuntos tipos de carga
existen y cmo interaccionan entre s?
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INITE Derechos reservadosXI. Coloca una barra de vidrio en el
soporte, tllala con seda y comprueba que qued cargada usando la
tira de polietileno previamente frotada.XII. De forma simultnea
frota la barra de ebonita con piel, asegrate de que se encuentra
cargada usando el mtodo ya mencionado.5. Acerca la barra de ebonita
a la de vidrio, la barra de vidrio adquiri el mismo tipo de carga
que la
primera?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________XIII.
Enciende durante aproximadamente 10 minutos el generador de Van de
Graff y posteriormente, estando apagado, toca su superficie con el
electroscopio.6. Cmo puedes explicar que el electroscopio quede
cargado al ponerlo en contacto con la superficie del Van de
Graff?____________________________________________________________________________________________________________________________________XIV.
Carga la barra de ebonita con piel usando el mtodo acostumbrado y
acrcala al electroscopio construido con la tira de polietileno
previamente frotada.7. Cuando se carg el electroscopio con el Van
de Graff y se le acerc la barra de ebonita frotada con fieltro, qu
efecto observaste?
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8. Qu tipo de carga posee el generador de Van de Graff?
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9. Por qu al acercar un cuerpo cargado al electroscopio sus
lminas se abren y por qu al retirarlo se cierran? Haz un esquema
que ilustre tu respuesta.
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10. Qu sucede si se toca el electroscopio con un cuerpo cargado?
Haz un esquema que ilustre tu respuesta.
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__________________________________________________________________INFORMACIN
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INITE Derechos reservados11. Por qu para realizar los
experimentos que implican carga por frotamiento, se usan barras de
vidrio, ebonita o plstico y no metlicas?
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12. Frota una barra de ebonita con polietileno, qu tipo de carga
adquiere?
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13. Si la barra de ebonita queda cargada negativamente al ser
frotada con la piel (verificarlo), cmo queda cargada la piel?
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14. A nivel atmico, cmo se puede explicar el proceso de cargar
un cuerpo por frotamiento?
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INITE Derechos reservadosAnlisis y presentacin de
resultadosAnota todas tus observaciones en una tabla y mediante el
anlisis de tus datos menciona qu puedes concluir.Recursos
bibliogrficosSerway, Raymond A. Jewett, John W. Thomson,
Electricidad y magnetismo, 2005.Sears, Francis. W. Pearson, Fsica
universitaria, 2004.Haliday, Davis, Resnick Robert, Fundamentos de
Fsica, CECSA, 2001.INFORMACIN CONFIDENCIAL
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INITE Derechos reservadosEl presente documento es una obra
colectiva que fue redactada bajo la metodologa didctica
desarrollada por el Instituto de Investigacin de Tecnologa
Educativa de la Universidad Tecnolgica de Mxico.Prcticas de
Electricidad y magnetismoDirector de Desarrollo de IngenieraIgnacio
Rodrguez RoblesColaboracin en la redaccinHctor Verdiguel
GmezColaboracin en la validacin tcnicaIreneo Gatica
ReachiColaboracin en la revisin pedaggicaLuisa Reyes LpezOlivia
Quevedo AguilarColaboracin en la revisin de estiloArturo Gonzlez
MayaRoberto Del Vecchyo CalcneoINFORMACIN CONFIDENCIAL
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