Ley de CoulombArturo Amoroso, Eddy Atahuichi, Howard Castillo, Deysi Morales, Claudia Romn, Adriana Zambrana.Art_ag7@hotmail.com, Eddy_123_19@hotmail.com, Howard_ja@hotmail.com, Deysi.dma@gmail.com, melissa.roman.ledezma@gmail.com, adri_cm1@hotmail.comLaboratorio de Fsica II [LFI-272]-Universidad Catlica BolivianaResumen:En el presente informe se estudiara el correcto funcionamiento de la ley de coulomb utilizando la balanza de torsin, principal instrumento para que podamos realizar las distintas medidas de la ley de coulomb, se compone de dos esferas pequeas, cada una de masas "m" fijas a los extremos de una ligera barra horizontal suspendida por una fina fibra o un alambre metlico delgado. Cuando dos grandes esferas, cada una de masa "M", se colocan cerca de las esferas ms pequeas, la fuerza de atraccin entre las esferas pequeas y grandes hace que la barra gire y tuerza el alambre de suspensin en una nueva orientacin de equilibrio.Es necesario contar con la supervisin del magister y de los instrumentos extras que necesitamos y obviamente tomar los datos medidos para luego poder extraer una gran cantidad de conclusiones.Introduccin:Los objetivos principales de este experimento son determinar la fuerza como funcin de la distancia entre esferas cargadas, determinar la fuerza como funcin de la cantidad de carga en las esferas adems de medir los ngulos Mediante una balanza de torsin, Coulomb encontr que la fuerza de atraccin o repulsin entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. El valor de la constante de proporcionalidad (K) depende de las unidades en las que se exprese F, q, Q y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9 /.La ley de Coulomb describe la interaccin entre dos cargas elctricas del mismo o de distinto signo.Tambin es necesario conocer Su expresin en forma vectorial que es la siguiente:

Donde el nuevo valor ures un vector unitario en la direccin que une ambas cargas. Observa que si llamamos ral vector que va desde la carga que ejerce la fuerza hacia la que la sufre, ures un vector que nos indica la direccin de rur=rr/

Signos iguales: cuando las fuerzas son del mismo signo, cada una de ellas sufren la accin de una fuerza de repulsin tal y como se observa en la imagen.Signos distintos: cuando las fuerzas son distintos, cada una de ellas sufren la accin de una fuerza de atraccin tal y como se observa en la imagen.

Mtodo Experimental.-En el presente laboratorio se realizaron los siguientes pasos con sus respectivos materiales, los cuales se pueden apreciar en la siguiente grfica:

1Materiales:1. Balanza de Coulomb.2. Fuente de alto voltaje.3. Electrodo.4. Conectores.1. Cargar las esferas con el electrodo.2. Descargue ambas esferas con el cable conectado a tierra.

3. Anote el valor del angulo que se giro la perilla de la balannza. (Repita 8 veces desde el paso 2 hasta el 6 , disminuyendo la distancia determinada en 0.2 cm)

4. Gire la perilla de la balanza hasta que las marcas del brazo de la balanza coincidan

5. Deslize la esfera deslizable hasta la posicion determinada

6. Prender la fuente y regular hasta los 6 Kv432

Antes de la realizacin del paso 3 se debe apagar siempre la fuente de alto voltaje y despus del paso 6 se tiene que regular la balanza a su valor original para las siguientes mediciones.Resultados y discusin.-Una vez realizadas las respectivas mediciones de los ngulos, calculamos la fuerza de interaccin entre las cargas (clculo correspondiente en el apndice del informe). Para as poder llevar a cabo la siguiente grfica.Figura 1.- Grafica de la fuerza en funcin a la distancia que separa a dos cargas puntuales

Partiendo de la ley de Coulomb tenemos una funcin potencial, pero para poder cumplir con nuestro objetivo de hallar el valor de la constante electrosttica debemos linealizar la ecuacin.Figura 2.- Grafica de la fuerza en funcin a la distancia junto a la lnea de tendencia potencial

La funcin potencia obtenida mediante el ajuste por mnimos cuadrados es:

A partir del resultado obtenido utilizamos el valor de para calcular la constante electrosttica.

Comparando el valor obtenido con el valor real de la constante electrosttica podemos ver que la incertidumbre es considerablemente alta, tras hacer un anlisis se pudo concluir que son diversos los factores los que contribuyeron al error de resultado final, ya que tanto errores de escala como las limitaciones del instrumento afectaron mucho en el desarrollo del experimento.Cabe hacer notar que el valor obtenido de es muy prximo a -2 (valor aceptado), ya que la ley de coulomb tiene una relacin inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa la cargas.Ahora debemos analizar las grficas obtenidas ya que estas son muy importantes.En la grfica de la Figura 1 podemos observar que a medida que aumenta la distancia entre las cargas la fuerza va disminuyendo, por lo cual podemos verificar que la fuerza de interaccin entre dos cargas es inversamente proporcional a la distancia que las separa. Pero si utilizamos una lnea de tendencia potencial para ajustar los valores dispersos obtenidos tal como lo hacemos en la Figura 2, podemos ver que la fuerza en relacin a la distancia cae de manera potencial, por lo cual la relacin de la fuerza no es solo inversamente proporcional a la distancia que separa a las cargas, en realidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa a las cargas. Corroborando as que Charles Coulomb estaba en lo correcto al enunciar:La fuerza de interaccin entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia"

Conclusiones.-Tras haberse realizado las correspondientes pruebas se pudo obtener diversas conclusiones:1. Los cuerpos cargados sufren una fuerza de atraccin o repulsin al aproximarse. La fuerza es de atraccin si las cargas son de signo opuesto y de repulsin si son del mismo signo. Para nuestro experimento utilizamos cargas con un mismo signo, entonces la fuerza electrosttica entre ambas esferas hizo que el hilo de torsin (de la balanza) gire, proporcionando una fuerza de restitucin proporcional al ngulo de desplazamiento.1. Al realizar la cada una de las pruebas tuvimos que descargar las esferas ya que sin esto no hubiera sido posible observar el valor de movimiento adecuado de la esfera suspendida. 1. La fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa y directamente proporcional al producto de sus cargas.1. El valor de la constante obtenido tras haber realizado los clculos difiere en un 27% en comparacin con el valor real.Para finalizar cabe hacer notar que ni bien se realice la carga de ambas esferas se debe apagar el suministro de energa y as evitar efectos de fugas, como tambin es importante el no descargar las esferas sin antes haber terminado con la medicin del ngulo de desplazamiento.Referencias: http://www.jfinternational.com/mf/ley-de-coulomb.html http://ocw.uc3m.es/fisica/fisica-ii/clases/OCW-FISII-Tema01.pdf http://es.slideshare.net/cliffcachorrito/ejercicios-resueltos-ley-de-coulomb-y-ley-de-saus-de-libros-de-serway-y-fisica-universitaria http://www.jfinternational.com/mf/ley-de-coulomb.html https://books.google.com.bo/books?id=1KuuQxORd4QC&pg=PA444&dq=ley+de+coulomb&hl=es-419&sa=X&ved=0CBoQ6AEwAGoVChMIw5z34PSOyAIVAtUeCh1ExwyB#v=onepage&q=ley%20de%20coulomb&f=falseAnexos.-Ley de coulomb (verificar el valor de la constante de coulomb).

F = Kc

D = (37,42 0,02) [mm]V= ( 6 0,1 ) [KV]F = a d ba = K c q1 q2b debera ser 2q =q 1 = q2 = 4 o rV D = r * 2=2 0 DVq = 2 * ( 8,854 * 10 -12) ( D )( 60 KV)q = 2 (8,854 * 10 -12)(37,42/1000)(6 KV)q =1,2490 * 10 -8 [c]

eq = 2,083 * 10 10 => q = (1,249 * 10 -7 0,021 * 10 -8) [c]q= (1,249 * 10 -8 0,021 * 10 -8)F = Kc q1 q2 d-2 a = 1,017 * 10 -6B = -1,739 2r = -0,98 xi = -7,334 xi2 = 6,9515 yi = -35,187 yi2 = 155,4845 xi yi = 31,8611

= n Xi2 (Xi)2 di2 = yi2 -2 A yi2 2B Xi Yi + nA2 + 2 A B Xi +B2 xi2 di2 = 0,02923 = 1,8244V2 =4,8722 * 10-3eA = 0,136eB = 0,146A = (-5,993 0,136)B = (-1,739 0,146)b = (-1739 0,146)a = 10A

ea = 3,184 * 10-7a = (1,017 * 10-6 0,318 * 10-6)

Hoja1d [m] [] [rad]F [N]0.209/201,363 * 10 -50.1812/151,818 * 10 -50.161717/180 2,575 * 10 -50.14255/36 3,787 * 10 -50.1230/64,545 * 10 -50.10427/30 6,363 * 10 -50.08543/10 8,181 * 10 -80.06755/12 1,136 * 10 -4

Hoja1d'F'log dlog F-0.699-4.866-0.745-4.74-0.796-4.589-0.854-4.422-0.921-4.342-1-4.196-1.097-4.087-1.222-3.945