LABORATORIO Nº1FISICA 1200

DESVIACION DEL HAZ ELECTRICO EN MEDIO DE UN

CAMPO ELECTRICO UNIFORME

1. OBJETIVO.-

- Verificación de comportamiento del haz de electrones en medio de un

campo eléctrico uniforme

- Determinación experimental de la intensidad de campo eléctrico

uniforme con el 5% de probabilidad de error

2. MARCO TEORICO.-

- LA ESTRUCTURA ELECTRICA DE LA MATERIA

El estudio de la electricidad de sus muchas aplicaciones comprende una

gran parte de la física. Una de sus aplicaciones como veremos es la teoría

electromagnética de la luz. En realidad el esquema de los electrones en

orbitas planetarias en torno al núcleo, no es correcto. Está en conflicto con

la teoría más moderna de la mecánica cuántica sin embargo cuando se

tome en cuántica la teoría cuántica las fuerza electrostáticas continúan

siendo las causantes de que los electrones orbitales se mantengan se

mantengan ligados al núcleo.

- CONCEPTO DE CARGA

No se puede dar una decisión cuantitativa de la carga sino hasta que se

establezca la ley de coulomb la cual describe a todas las fuerzas

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electrostáticas. Antes de hacer esto será conveniente discutir ciertas

propiedades de la carga.

Los efectos a la carga fueron notados por los hombres antiguos de la

misma manera en que los modernos no pueden evitar el notar las chispas

eléctricas cuando caminan en una alfombra en un día seco, o cuando se

quitan el saco o la camisa. Estos efectos se llaman electrificación y la

electrificación fue estudiada por los antiguos griegos.

LEY DE COULOMB

Un conjunto de experimentos realizados con gran precisión muestran que la

fuerza electrostática entre dos cargas es directamente proporcional al

producto de estas y varias inversamente con el cuadrado de la distancia

que las separa de la misma manera que lo hace la fuerza gravitacional. A

este comportamiento de la fuerza electrostática se le llama ley de coulomb.

Esta ley establece que la fuerza entre dos cargas puntuales estacionarias

Q1 Y Q2 es:

F=k∗Q1∗Q2

r2

MODELO MATEMATICO TEORICO

F=m∗a

a= Fm

= e∗Em

y=a¿ x2

2∗v 02=

e∗E2∗v0

2∗m

e ¿va=12∗m∗v0

2

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y= E4∗va

∗x2 ; E=v p

d

3. HIPOTESIS EXPERIMENTAL.-

Una carga eléctrica que se mueve con rapidez en forma transversal en

medio de un campo eléctrico uniforme describe una trayectoria de forma

parabólica

4. INSTALACION DE S.E.

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5. REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTALES.-

INSTRUMENTO CLASE ESCALA MAXIMA ERROR ABSOLUTOKILOVOLTIMETRO¿KILOVOLTIMETRO(V P)LONGITUDES (d)

1.51.5-

3000 [V]3000 [V]

-

δV=± 45[V ]δV=± 45[V ]

δ d=0.05±0.1[cm ]

MAGNITUD CANTIDADTENCION (V A)TENCION (V P)DISTANCIA (d)

827±45 [V ]1413±45[V ]5.0±0.05[V ]

ERROR ABSOLUTO DE LOS INSTRUMENTOS

δ X=ε%100

= 5100

=0.05escalamaxima

δ v A=1.5100

∗3000=45[V ]

δ v p=1.5100

∗3000=45 [V ]

-LIMITE DE MEDIDA DE LOS INSTRUMENTOS

X L=δX∗100%

ε%=10∗δX

V AL=10∗δV A=10∗4.5=45[V ]

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V PL=10∗δ V P=10∗4.5=45[V ]

V AL=827±45[V ]

V PL=1413±45 [V ]

-TABLA DE DATOS

Nº X ±dx [m ] y ±dy [m]

1234567891011

0.0196 ± 0.0010.0235 ± 0.0010.0285 ± 0.0010.0323 ± 0.0010.0350 ± 0.0010.0350 ± 0.0010.0404 ± 0.0010.0415 ± 0.0010.0473 ± 0.0010.0481 ± 0.0010.0515 ± 0.001

0.0033 ± 0.0010.0047 ± 0.0010.0069 ± 0.0010.0089 ± 0.0010.0105 ± 0.0010.0109 ± 0.0010.0139 ± 0.0010.0147 ± 0.0010.0191 ± 0.0010.0198 ± 0.0010.0227 ± 0.001

6. RESULTADOS DEL EXPERIMENTO

6.1.Contrastación entre el modelo matemático y datos experimentales

E=v p

d=14130.05

=28260[ vm

]

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y= E4V A

∗X2= 282604∗827

=8.543 X2

E=28118±2022; ε%=7.19%

CONTRASTACION ENTRE MODULO Y DATOS EXPERIMENTALES

ANALISISEl grado de correspondencia entre el modelo matemático teórico y las propiedades del sistema de experimentación o la variación de los datos experimentales es suficientemente bueno.

6.2.INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO

E=31072±2252[ Vm ] ERROR RELATIVO PORCENTUAL

ε%=7.24%

6.3.MODELLO MATEMATICO Y SU COMPORTAMIENTO

7. INTERPRETACIONES FISICAS

8. ACERCION DEL CONOCIMIENTO

0.018 0.024 0.03 0.036 0.042 0.048 0.0540

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

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Cuando un cuerpo con carga eléctrica positiva o negativa ingresa en medio de un campo eléctrico uniforme con una cierta velocidad inicial describe una cierta trayectoria en forma parabólica cuyo movimiento es un plano y si la tensión entre placas aumenta ocasiona un aumento de la aceleración de haz de derivan de la Causa -. Campo eléctrico uniformeEfecto -. Movimiento en forma parabólica

9. BIBLIOGRAFIA

10. APENDICEDESVIACION ESTANDAR

Sy=√∑(Y−Y )2

n−2=0.000121

9 Sy=0.003672

DESVIACION ESTANDAR DE “a” Y ”b”

SXX=∑ X2−1n

(∑ X )2=124.0335−123.1034 SXX=0.9340

PARA “a”

σ=( ∂ A∂a )s y√∑ X2

n SXX

Donde a=ln (A ) entonces A=ea

( ∂ A∂a )=ea=e2.1445=8.537

σ=8.537∗0.003672∗√ 124.033510.2744

σ A=0.1092

PARA “b”

σ=( ∂ B∂b ) SY

√SXX

Donde b=B

( ∂B∂b )=1

σ=1∗0.003672√0.9340

σ B=0.00381

ERRORES ABSOLUTOS DE “a” Y “b”

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Para el nivel de confianza del 99% le corresponde un error probable de:

α=1% luegoα2=0.01

2=0.005

Grados de libertad: v=n−2=11−2=9

De la siguiente tabla t α /2=3.250

δA=t α /2∗σ A⇒ δA=0.35410δB=t α /2∗σB⇒ δB=0.01238

α=A±δA⇒α=8.53±0.4 β=B±δB⇒ β=2.00±0.01

Y para el campo eléctrico tenemos:

α=A= E4V A

⇒E=A∗4∗V A=8.5∗4∗827⇒ E=28118

δE=√( ∂EA )2

δ2 A+( ∂ EV A)2

δ 2V A=4 A V A√( δAA )2

+( δV A

V A)2

=28218√( 0.48.5 )2

+( 45827 )2

⇒δE=2022.8[Vm ] E=Ep±δE⇒E=28118±2022[Vm ]

ε%= 202228118

∗100%⇒ ε%=7.19%