Ciencias Fsicas 4

Captulo 1 Carga y campo elctrico

Electricidad esttica; carga elctrica y su conservacinLos objetos se cargan como resultado del frotamiento

Electricidad esttica; carga elctrica y su conservacinExisten dos tipos de cargas, positiva y negativa; las cargas iguales se repelen y las opuestas se atrae.

Electricidad esttica; carga elctrica y su conservacin

La carga elctrica se conserva la suma aritmtica del total de la carga no cambia a consecuencia de alguna interaccin.

Cargas elctricas en el tomoEl tomo: Ncleo (pequeo, masivo, con carga positiva). Electrones (grandes, de densidad muy baja, con carga negativa).

Cargas elctricas en el tomoEl tomo es elctricamente neutro. El frotamiento carga los objetos al mover los electrones de uno a otro.

Cargas elctricas en el tomoMolcula polar: neutral en su conjunto, pero su carga no est distribuida en forma pareja.

Aislantes y conductoresConductor: La carga fluye libremente. Metales. Aislante: Casi no existe flujo de cargas.

La mayora de los otros materiales. Algunos materiales son semiconductores.

Carga por induccin; el electroscopioLos objetos metlicos se pueden cargar por conduccin:

Carga por induccin; el electroscopioTambin pueden cargarse por induccin:

Carga por induccin; el electroscopioLos no conductores no se cargarn por conduccin o induccin, pero sufrirn una separacin de carga:

Carga por induccin; el electroscopioSe puede usar el electroscopio para detectar una carga:

Carga por induccin; el electroscopioEl electroscopio se puede cargar por conduccin o induccin.

Carga por induccin; el electroscopioEl electroscopio cargado puede usarse para determinar el signo de una carga desconocida.

Ley de CoulombEl experimento muestra que la fuerza elctrica entre dos cargas es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional a la distancia entre ellas.

Ley de CoulombLey de Coulomb:(16-1)

Esta ecuacin proporciona la magnitud de la fuerza.

Ley de CoulombLas fuerzas se encuentra a lo largo de la lnea que une las cargas, y se atraen si las cargas son opuestas, y se repelen si son iguales.

Ley de CoulombUnidad de carga: coulomb, C La constante de proporcionalidad en la ley de Coulomb es entonces:

Las cargas producidas por frotamiento son comnmente de alrededor de un microcoulomb:

Ley de CoulombCarga en el electrn:

La carga elctrica es quantizada en unidades de carga de electrn.

Ley de CoulombLa constante de proporcionalidad k se puede escribir tambin en trminos de , la permisividad de espacio libre:

Ley de CoulombLa ley de Coulomb se aplica solo a las cargas puntuales.Superposicin: en el caso de cargas puntuales mltiples, las fuerzas sobre cada carga se puede calcular y sumar como en el caso de los vectores.

Resolucin de problemas que involucran la ley de Coulomb y los vectores

La fuerza neta sobre una carga es la suma de los vectores de todas las fuerzas que actan sobre esta.

El campo elctricoEl campo elctrico es la fuerza sobre una carga pequea, dividida por la carga:

El campo elctricoPara una carga puntual:

El campo elctricoLa fuerza en una carga puntual es un campo elctrico:

Principio de superposicin de los campos elctricos:

El campo elctricoResolucin de problemas de electrosttica: las fuerzas elctricas y los campos elctricos.

1. Haga un diagrama; indique todas las cargas, con signos, y campos elctricos y fuerzas con su direccin. 2. Calcule las fuerzas usando la ley de Coulomb.3. Sume las fuerzas vectoriales para obtener un resultado.

Lneas de campo elctricoEl campo elctrico se pueda representar a travs de lneas de campo elctrico. Estas lneas comienzan en una carga positiva y terminan en una carga negativa.

Lneas de campo elctrico

El nmero de lneas de campo elctrico que comienzan (terminan) en una carga positiva (negativa) es proporcional a la magnitud de la carga.

El campo elctrico es ms fuerte cuando las lneas de campo elctrico se encuentran ms juntas.

Lneas de campo elctricoDipolo elctrico: dos cargas iguales, de signos opuestos:

Lneas de campo elctricoEl campo elctrico entre dos lminas paralelas de carga opuesta que se encuentran cerca es constante.

Lneas de campo elctricoResumen de lneas de campo elctrico: 1. Las lneas de campo elctrico indican la direccin del campo; el campo es tangente a la lnea. 2. La magnitud del campo es proporcional a la densidad de las lneas. 3. Las lneas de campo elctrico comienzan en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas; el nmero es proporcional a la magnitud de la carga.

Campos elctricos y conductoresEl campo elctrico esttico dentro de un conductor es de cero, si no fuera as, las cargas se moveran.

La carga neta de un conductor se encuentra en su superficie.

Campos elctricos y conductoresEl campo elctrico es perpendicular a la superficie de un conductor. Una vez ms, si no fuera as, las cargas se moveran.

Fuerzas elctricas en biologa molecular: estructura y replicacin de ADNLa biologa molecular es el estudio de la estructura y funcionalidad de una clula viva a nivel molecular.La molcula de ADN es una doble hlice:

Fuerzas elctricas en biologa molecular: estructura y replicacin de ADN

Los nucletidos base A-T y G-C se atraen mutuamente debido a la carga electroesttica.

Fuerzas Elctricas en Biologa Molecular: Estructura y Replicacin de ADN Replicacin: el ADN se encuentra en una sopa de A, C, G y T en la clula. Durante colisiones al azar, A y T se atraern mutuamente, al igual que G y C; otras combinaciones no lo harn.

Las mquinas de fotocopiado y las impresoras de computadora usan electrostticaMquina de fotocopiado: El tambor tiene carga positiva. La imagen se enfoca en el tambor.

Solo las reas negras se mantienen cargadas y por lo tanto atraen las partculas de toner. La imagen se transfiere al papel y se fija con calor.

Las mquinas de fotocopiado y las impresoras de computadora usan electrosttica

Las mquinas de fotocopiado y las impresoras de computadora usan electrostticaLa impresora lser es similar, excepto por el hecho de que un computador controla la intensidad del lser para formar la imagen en el tambor.

Resumen del Captulo 1 Dos tipos de carga elctrica: positiva y negativa. La carga se conserva. La carga en el electrn es: Conductores: electrones de movimiento libre. Aislantes: no conductores.

Resumen del Captulo 1 La carga es quantizada en unidades de e. Los objetos pueden cargarse por conduccin o induccin. Ley de Coulomb: El campo elctrico es la fuerza por unidad de carga:

Resumen del Captulo 1 Campo elctrico de una carga puntual:

Se puede representar el campo elctrico a travs de lneas de campo elctrico.

El campo elctrico esttico dentro de un conductor es de 0; el campo de la superficie es perpendicular a la superficie. Ley de Gauss: