Laboratorio 1 - Cuzcano

5/6/2018 Laboratorio 1 - Cuzcano - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laboratorio-1-cuzcano 1/7

FÍSICA (MA-58)

SEMESTRE 200 9-0

FORMATO DE INFORME DE LABORATORIO

Sobre la calificación del Informe

El informe tiene cinco rubros generales:

El primero I: Sobre los datos generales de los participantes y participación delalumno……………………. ( 1 punto )

El segundo II: Sobre los datos generales delinforme…………………………………………………………….( 2 puntos )

El tercero III: Sobre los datos generales del procedimientoexperimental…………………………………….. ( 4 puntos )

El cuarto IV: Sobre el procesamiento de los datosobtenidos……………………………………………………( 4 puntos )

El quinto V: Sobre las conclusiones generales ybibliografía…………………………………………………… ( 4 puntos )

I. DATOS GENERALES DE LOS PARTICIPANTES Y PARTICIPACIÓN

Responsable del equipo de laboratorio: Víctor Cuzcano

Integrantes del equipo:

Integrante Nº1: Pilar Hurtado Cornelio.Integrante Nº2: Victor Cuzcano.

Integrante Nº3: Jose Miguel Castro.

Integrante Nº4: Hector Chincha.

Integrante Nº5: ……………………………………………………….

II. DATOS GENERALES DEL INFORME

2.1 Título del laboratorio:

Electrostática y Curvas Equipotenciales

2.2. Objetivos y Fundamento teórico del laboratorio

Objetivos generales

Estudiar los procesos de electrificación.

Estudiar la relación entre cuerpo eléctrico y potencial eléctrico.

Objetivos específicos

Reconocer y diferenciar las propiedades de los procesos de carga por fricción.

Obtener las curvas equipotenciales y trazar las líneas de campo asociada, para dos cargas opuestas

distribuidas linealmente.

1



Establecer la relación cuantitativa entre la diferencia de potencial y el campo.

Fundamento teórico

Carga eléctrica. -es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas(perdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones yrepulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.

Carga por fricción: En la carga por fricción se transfieren electrones por la fricción del

contacto de un material con el otro.

Aun cuando los electrones mas internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de cargaopuesta, los mas externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden desalojarse confacilidad. La fuerza que retiene a los electrones exteriores en el átomo varia de una sustancia a otra.Por ejemplo los electrones son retenidos con mayor fuerza en el hule que en la piel de gato y si sefrota una barra de aquel material contra la piel de un gato, se transfieren los electrones de este al

hule. Por consiguiente la barra queda con un exceso de electrones y se carga negativamente. A suvez, la piel queda con una deficiencia de electrones y adquiere una carga positiva. Los átomos condeficiencia de electrones son iones, iones positivos porque su carga neta es positiva. Si se frota unabarra de vidrio o plástico contra un trozo de seda tienen mayor afinidad por los electrones que labarra de vidrio o de plástico; se han desplazado electrones de la barra hacia la seda.

Carga por contacto: Es posible transferir electrones de un material a otro por simple

contacto. Por ejemplo, si se pone en contacto una varilla cargada con un cuerpo neutro, se transferirála carga a este. Si el cuerpo es un buen conductor, la carga se dispersara hacia todas las partes de susuperficie, debido a que las cargas del mismo tipo se repelen entre si. Si es un mal conductor, esposible que sea necesario hacer que la varilla toque varios puntos del cuerpo para obtener unadistribución mas o menos uniforme de la carga.

Inducción: Podemos cargar un cuerpo por un procedimiento sencillo que comienza con el acercamiento a élde una varilla cargada. Considerese la esfera conductora no cargada, suspendida de un hilo aislador, que semuestra en la figura (1). Al acercarle la varilla cargada negativamente, los electrones de conducción que seencuentran el la superficie de la esfera emigran hacia el lado lejano de esta; como resultado, el lado lejano de lasesfera se carga negativamente y el cercano queda con carga positiva. La esfera oscila acercándose a la varilla,porque la fuerza de atracción entre el lado cercano de aquella y la propia varilla es mayor que la de repulsión entreel lado lejano y la varilla. Vemos que tiene una fuerza eléctrica neta, aun cuando la carga neta en las esfera como untodo sea cero. La carga por inducción no se restringe a los conductores, si no que se puede presentar en todos losmateriales.

Polarización: es el proceso por el cual en un conjunto originariamente indiferenciado

se establecen características o rasgos distintivos que determinan la aparición en élde dos o más zonas mutuamente excluyentes, llamadas polos.

Potencial eléctrico: es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica (ley deCoulomb) para mover una carga positiva q desde el infinito (donde el potencial escero) hasta ese punto, dividido por dicha carga

Superficie Equipotencial: es el lugar geométrico de los puntos de un campoescalar en los cuales el "potencial de campo" o valor numérico de la función querepresenta el campo, es constante.

III. DATOS GENERALES DEL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

2



3.1 Equipo y materiales

Papel conductivo PK 9025

Celda de Faraday PASCO

Electrómetro PASCO

Multímetro RadioShack

Estabilizador

Productor

3.2 Procedimiento

3.3 Datos experimentales y/ observaciones

Azul Blanco Ambos Plateado

-4 4 0 4

Fricción

…………………………………………………………………..………………………….

……………………………………..………………………………………………………………………..……..………………………………………………………………………………………………..………….

…………………………………………………………………..………………………………………..

1.- Electrostática :

Se frotaron dos productores de cargas (azul y blanco) mediante fricción y

colocándose por separado dentro de la celda de Faraday, obteniéndose las mismas

magnitudes pero diferentes cargas (azul: negativo – blanco: positivo).

Posteriormente, se frotaron los productores de carga (blanco y aluminio) y de la

misma forma se introdujo solamente el productor de aluminio a la celda de Faraday

dando una carga positiva.

Luego se realizo el mismo procedimiento, pero variando el método de obtención de

cargas, en este caso se realizó por inducción. Se frotaron los productores de carga

(azul y blanco), luego se introdujo el azul en la celda de Faraday obteniéndose unacarga negativa, luego sin retirar el productor de carga, se colocó el dedo en la celda

interna y se tomo otra lectura obteniéndose una carga positiva, finalmente al retirar

el dedo se obtuvo una carga positiva.

Finalmente se realizo el mismo procedimiento pero por contacto, este consistió en

colocar el productor blanco en la celda interior de Faraday habiendo contacto entre

ambos.

2.- Curvas Equipotenciales

En primer lugar se conectaron los cables del multímetro al estabilizador, luego se

obtiene un valor teórico en (V/m). Luego se halló los diversos valores de “x” para

cada valor de “y”. Finalmente se realizo una grafica para comparar ambos valores.

3



Azul Toca Retira

-5 -1 0,5

Inducción

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………………………..

Blanco Toca Retira

7 7 6

Contacto

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………….

Distancia

(m)

Voltaje

(V)

0,020 0,460

0,040 1,060

0,050 1,280

0,060 1,640

0,080 2,120

Tabla 1.1

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………………………..

……………………………………………………

V(V)

1,0 10,0 3,8 10,0 4,9 10,0 6,8 10,0 9,5 10,0

1,9 8,0 4,1 8,0 4,9 8,0 5,2 8,0 8,3 8,0

2,4 6,0 4,1 6,0 4,8 6,0 5,8 6,0 7,2 6,0

2,3 4,0 4,0 4,0 4,9 4,0 6,0 4,0 7,3 4,0

2,1 2,0 3,9 2,0 5,0 2,0 5,9 2,0 7,6 2,0

2,0 0,0 4,0 0,0 5,0 0,0 6,0 0,0 8,0 0,0

2,1 -2,0 3,9 -2,0 5,0 -2,0 5,9 -2,0 7,6 -2,0

2,3 -4,0 4,0 -4,0 4,9 -4,0 6,0 -4,0 7,3 -4,0

2,4 -6,0 4,1 -6,0 4,8 -6,0 5,8 -6,0 7,2 -6,0

1,9 -8,0 4,1 -8,0 4,9 -8,0 5,2 -8,0 8,3 -8,0

1,0 -10,0 3,8 -10,0 4,9 -10,0 6,8 -10,0 9,5 -10,0

Tabla 2.2

1,64 2,12

(x,y) (cm)

0,46 1,06 1,28

……………..………………………….

IV. PROCESAMIENTO DE LOS DATOS OBTENIDOS

4. Análisis de datos y/o modelos que expliquen las observaciones

4



Se introdujo el productor azul, luego elelectrómetro marcó negativo, lo cual indica elsigno de la parte exterior de la celda interior.Con este dato se puede obtener el sentido delcampo eléctrico y el signo del productor (-)Para este caso:

- Parte exterior de la celda interior (-)- Parte interior de la celda interior (+)- Productor (-)- La direccion del campo eléctrico es hacia

afuera

………………………………………………………………..………………………….……………………………………..………………………………………………………………………..……..

………………………………………………………………………………………………..………….

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………………………..…………………………………………………………………..………………………………………..

Metodo de la inducción. - Se realiza cuando lacelda de Faraday este vacía de productor. El valor final obtenido fue positivo. Por lo tanto, se deduceque la parte exterior de la celda interior espositiva.Con este dato se puede obtener el sentido delcampo eléctrico.Para este caso:

- Parte exterior de la celda interior (+)- Parte interior de la celda interior (0)- Parte interior de la celda exterior (-)- La direccion del campo eléctrico es hacia afuera

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………………………..

…………………………………………………………………..………………………….……………………………………..

………………………………………………………………………..……..………………………………………………Metodo del Contacto. - Se realiza cuandola celda de Faraday este vacía de productor. El valor final obtenido fue positivo, luego

de haber tocado el productor blanco en la parte interior de la celda interior es nulo(cuando esta vacía la celda) .Por lo tanto, se deduce que la parte exterior de la celdainterior es positivo.Con este dato se puede obtener el sentido del campo eléctrico.

5

Tierra

-

Tierra

Tierra



Para este caso:

- Parte exterior de la celda interior (+)- Parte interior de la celda interior (0)- Parte interior de la celda exterior (-)- La direccion del campo eléctrico es hacia afuera

V. CONCLUSIONES DEL LABORATORIO Y BIBLIOGRAFÍA

Conclusiones y sugerencias

- Para el método de fricción, los productores se cargan al frotarse una

con otra; sin embargo, de acuerdo al tiempo de exposición al medio

ambiente se descargan según el material (el aluminio se descarga con

mayor rapidez)

- La carga depende del tiempo de frotación de los productores

- El valor que indica el electrómetro varia de acuerdo a la distancia de

la colocación del productor con la celda interna

- En el caso del papel conductivo, el resultado del voltímetro depende

de la presión que la persona ejerce al momento de inyectar los cables.

- Otro error que se puede apreciar, es el contacto uniforme que debe

existir entre el papel y las barras de cobre.

- El valor teórico obtenido en el primer experimento es de 55,2 V/m,

mientras que el valor experimental que se obtiene gracias a la

pendiente de la grafica Voltios vs. Distancia es de 27,8 V/m. esto

genera un error del 49,64 %

- Cuando se cargan dos cuerpos por fricción, tiene igual carga pero de

diferente signo

- Cuando se cargan dos cuerpos por inducción, el productor tiene un

signo negativo, mientras el otro cuerpo tiene una carga positiva.

6

Distancia

(m)

Voltaje

(V)

0,020 0,460

0,040 1,060

0,050 1,280

0,060 1,640

0,080 2,120

Tabla 1.1

Campo Electrico

y = 27,8x - 0,078

R2 = 0,9966

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100Distancia (m)

V o l t

a j e ( V )

CURVAS EQUIPOTENCIALES

-15,0

-10,0

-5,0

0,0

5,0

10,0

15,0

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0



Posteriormente, al quedar vacía la celda, se obtiene un valor positivo

- Al introducir el productor blanco y haciendo contacto con la celda, se

obtiene un valor 7 positivo , y al quedar vacío disminuye este valor

en 1, dando como resultado 6

6. Bibliografía

- Guía de Laboratorio de Física 2: 2009-0- Wikipedia

7

Laboratorio 1 - Cuzcano

Documents

Transcript of Laboratorio 1 - Cuzcano