Interaccin elctrica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MISIONES

Facultad de Ciencias Exactas, Qumicas y Naturales

Fsica IIIngeniera Qumica- Ingeniera en Alimentos -Farmacia- Bioqumica

Interaccin elctricaLey de CoulombSimulador 1http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/

Ruta: Charge, Charing, and Coulomb's Law/ Coulomb's LawAndrew Duffy (Universidad de Boston) Descripcin: simulador que grafica la fuerza elctrica entres dos cargas puntuales en funcin de la distancia que las separa.

La carga 1 est fija en el origen de coordenadas cartesianas, la carga 2 se puede desplazar sobre el eje x. La distancia r que las separa admite los siguientes valores 0,5 m < r < 4,0 m. Actividad 1: La ley de Coulomb establece que la fuerza elctrica que experimentan dos partculas cargadas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. A manera de ejemplo nos proporcionan la Fig.1. En ella se aprecia que dos partculas puntuales con cargas iguales experimentan una fuerza de repulsin igual a 0,8 N cuando estn separadas 2,5 m. 1.1. Cul es la carga de cada partcula?

1.2. La fuerza elctrica aumenta, disminuye o permanece constante si aumenta la distancia entre ellas? 1.3. Dar un ejemplo concreto de alguna situacin anterior realizada en el simulador y presentar la pantalla.

1.4. Qu valor de fuerza elctrica arroja el simulador cuando la distancia que separa las cargas es igual a 0,5 m?

Pndulo electrosttico

Simulador 1

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/animaciones_files/coulomb.swf

Teresa Martn

Descripcin: simulacin que permite analizar la repulsin electrosttica que experimentan dos esferas conductoras de igual masa, que penden de un hilo aislante de un mismo punto, cuando se les suministra la misma cantidad de carga. Las variables del programa son carga (50nC < q < 350nC) y masa (1g < m < 3g)

Simulador 2

http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/lentiscal/2-CD-Fiisca-TIC/index.htm

Ruta: Fsica II / Electrosttica / L.2: Pndulo elctrico I.Grupo Lentiscal de Didctica de Fsica y Qumica

Descripcin: simulador que posibilita analizar la fuerza de interaccin elctrica entre dos partculas de igual masa que penden de un punto comn de hilos inextensibles y de masa despreciable de longitud constante. Las variables del simulador son ngulo [10 < (A=2) < 70] y masa (1 kg < m < 10kg). Valores de constantes con las que opera el programa: ke= 9 109 Nm2/C2; g = 10 m/s2 y l = 1 m (longitud de hilos).Actividades Simulador 1 y 2

Actividad 2: Dos esferas puntuales de igual masa m estn suspendidas de un punto en comn mediante hilos inextensibles y de masas despreciables de longitud l Cuando se les suministra la misma carga, debido a la repulsin electrosttica, las esferas se separan y los hilos forman un ngulo con respecto a la vertical como muestra la Fig.2. 2.1. Realiza un diagrama del cuerpo libre que permita analizar las fuerzas que actan sobre cada carga. 2.2. Deduce una expresin del valor de la carga q en funcin de: la masa de las esferas, la distancia que las separa y el ngulo de desviacin. Actividad 3: Los dos simuladores indicados permiten estudiar, mediante un modelo simplificado, el fenmeno de repulsin electrosttica entre las hojuelas de un electroscopio cargado. Pero, uno de ellos tiene un error. Analiza los resultados proporcionados por ambos simuladores y responde: 3.1. Cul es el programa que arroja valores errneos? 3.2. Cul es el error?

Simulador 3

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/fuerza/fuerza.htmngel Franco Garca

Descripcin: simulador que posibilita analizar la fuerza de interaccin elctrica entre dos partculas de igual masa que penden de un punto comn de hilos inextensibles y de masa despreciable de longitud constante. Posee un ejemplo totalmente resuelto.

Grafica el ngulo de desviacin del hilo con respecto a la vertical (en grados sexagesimales) en funcin de las cargas (en micro-coulomb).La nica variable es la masa (10 g < m < 100 g). La longitud del hilo es constante e igual a 50 cm. Pulsando el botn Nuevo el programa genera una carga aleatoria medida en C.

Actividades Simulador 3Actividad 4: Dos esferas metlicas pequeas, cada una con una masa de 25 g, estn suspendidas como pndulos por medio de cuerdas ligeras (peso despreciable) e inextensibles de 50 cm de longitud, de un punto comn, como muestra la Fig.3.A las esferas se les imparte la misma carga elctrica y se encuentra que las dos alcanzan el equilibrio cuando cada cuerda forma un ngulo de 35 con la vertical. (4.1) Cul es la magnitud de la carga de cada esfera? (Dado que la carga es aleatoria, esta actividad se resuelve sin usar el programa) Actividad 5:

5.1. Replica el problema anterior duplicando la masa y tomando la lectura de uno de los ngulos de desviacin que proporciona el simulador cuando las esferas se cargan con cargas aleatorias iguales. 5.2. Compara tu respuesta con la que proporciona el simulador cuando presionas el botn Grafica 5.3. Captura las pantallas donde se muestre el caso analizado y la grfica del ngulo de desviacin en funcin de la carga.

Campo elctrico - potencial elctricoSimulador 1

http://www.xtec.es/~ocasella/applets/elect/appletsol2.htmTavi Casellas

Descripcin: simulador que posibilita analizar el campo elctrico y el potencial elctrico generado por cargas puntuales. Las variables son: cargas (valores enteros 1 C q 5 C) y distancia (-330 m < x < 330 m; -270 m < y < 270 m). Con los comandos del borde superior se ingresan valores, con los de la derecha se ajustan y se solicita que el programa dibuje: vector campo elctrico, lneas de fuerza, lneas equipotenciales en el plano y/o lneas equipotenciales tridimensionales y borre.

En el recuadro inferior el simulador otorga: posicin del punto (abscisa y ordenada), potencial, mdulo del campo elctrico, componentes del campo (Ex e Ey), sentido y direccin del campo ().

Actividad 6:

6.1. Ubica una carga puntual de +2 C en el origen de coordenadas. Dibuja las lneas de campo elctrico y completa la Tabla 1. Para ello selecciona para la tercera fila un valor de r comprendido entre 70,71m y 150 m; y para la ltima fila un valor mayor a 200 m, respectivamente. 6.2. Captura la pantalla de la fila 2 y transprtala a un procesador de texto. 6.3. Analiza la columna de valores de campo elctrico y de potencial. Extrae conclusiones.

Lecturax (m)y (m)r (m)E(N/C)V (V)

10303020600

250-5070,713,59254,55

3

420002000,45 90

5

Tabla 1: Campo elctrico y potencial elctrico generado por carga puntual positiva

Actividad 7: Replica una actividad similar a la anterior seleccionando ahora una carga negativa, tres puntos arbitrarios del plano y completa la Tabla 2. (Ordena los casos analizados de manera que r1