LABORATORIO NO

Clculo y Fsica II

LABORATORIO N 4

Objetivos1) Estudiar con un programa virtual interactivo las leyes de Coulomb y de Gauss

2) Comparar la forma de calcular el campo elctrico a partir de una distribucin de carga dada con los procedimientos de las leyes de Coulomb y de Gauss

3) Conocer virtualmente el uso del electrforo y del electroscopio

4) Aplicar el teorema de Gauss para describir las propiedades electrostticas de un conductor.

Introduccin

Debido a que esta es una sesin de laboratorio virtual el estudiante debe estudiar y dominar los conceptos siguientes: Carga y campo elctrico.

Ley de Coulomb.

Ley de Faraday.

Materiales conductores y no conductores.

Se deber utilizar en curso interactivo de fsica con ordenador de ngel Franco Garca disponible en; http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htmMateriales

La sesin de laboratorio nmero 4 requiere de computadora personal con acceso a Internet y la plataforma Java actualizada. Metodologa

1. Esta sesin de laboratorio est orientada a la simulacin de diversos applets los cuales requieren de orientaciones particulares. Por tanto siga las indicaciones dadas a continuacin para cada enlace de simulacin. 2. Applet I: Ingrese al curso de interactivo de fsica con ordenador, siga los vnculos requeridos para llegar a la ley de Coulomb. Electromagnetismo. Campo Elctrico. Ley de Coulomb. - Objetivo especfico: Conocer los procedimientos para cargar un conductor electrostticamente y para medir una carga electrosttica.

a. Describir de forma resumida qu es el electrforo y para qu se utiliza (No transcriba el texto de la pgina). Es un dispositivo que facilita la realizacin de experimentos en electroesttica. Sirve para producir electricidad esttica.b. Analice los fundamentos tericos del electroscopio: El electroscopio es un aparato sencillo, fcil de construir, que permite demostrar la presencia de cargas elctricas y comparar sus signos.

i) Plantee el diagrama de cuerpo libre que da origen a la ecuacin y las dos ecuaciones de equilibrio Fx y Fy; iguales la tensin T de ambas ecuaciones para eliminar esta variable, para obtener una ecuacin de la fuerza en funcin del ngulo ( tan ). ii) Plantee la ecuacin de la ley de Coulomb. Utilizando trigonometra, determine cunto vale la distancia entre las cargas r y sustituya esta expresin en la ecuacin de la Fuerza (ley de Coulomb). Despeje q como funcin de , es decir, q=f(), que es ms fcil despejar. Nota: El applet le suministra el grfico de = f(q), que es una funcin cbica.iii) Utilice virtualmente el electroscopio con dos partculas de masas seleccionadas a su discrecin y deben entregar los resultados de estos dos ejercicios que realicen, lleve los datos a la tabla 1.PartculaAngulo de separacin

(en grados)Separacin entre cargas

r (en metros)Carga calculada

(en Coulomb)

1: Masa (Kg) = 3062

2: Masa (Kg) = 2054

3: Masa (Kg) = 5046

3. Applet II Ingrese al curso de interactivo de fsica con ordenador, siga los vnculos requeridos para llegar a Conductores. Campo elctrico/ La cubeta de Faraday/ Conductores.

- Objetivo especfico: Aplicar el teorema de Gauss en un conductor cargado, slido o hueco, con cargas en reposo, para localizar el exceso de carga y analizar la transferencia de carga cuando entran en contacto.

a. Analice el campo y el flujo elctricos en el interior de:

Un conductor slido

Un conductor hueco

Un conductor hueco con una carga dentro

b. Analice la transferencia de carga en un conductor con una carga ubicada el interior de una cavidad utilizando el applet: /La cubeta de Faraday/ para visualizar el proceso de transferencia de carga (en forma discreta) de un conductor con una carga en su interior hueco y resuelva utilizando el applet:i) Conductor hueco con una carga en su interior

Hay cargas elctricas en la cara interior de un conductor hueco con una carga en su interior? S o no, y por qu?

Hay campo elctrico en la zona hueca del conductor? S o no, y por qu?

Hay campo elctrico en la zona slida del conductor? S o no, y por qu?

Hay campo elctrico en la zona exterior del conductor? S o no, y por qu?

ii) Conductor hueco con una carga en su interior que toca la pared interna del conductor

Se mantendrn las cargas elctricas en la cara interior de un conductor hueco con una carga en su interior? S o no, y por qu?

Hay campo elctrico en la zona hueca del conductor? S o no, y por qu?

Hay campo elctrico en la zona slida del conductor? S o no, y por qu?

Hay campo elctrico en la zona exterior del conductor? S o no, y por qu?

Evaluacin

1. Haga una descripcin de los applets utilizados.

2. Presente el desarrollo terico que se sigue para calcular la carga, q, en el electroscopio.3. Elabora sus conclusiones respecto a cada experimento de simulacin realizado.

CARGA Y CAMPO ELCTRICO; LEY DE COULOMB

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