Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

Ciencias de la Tierra Unidad Ticomán

Electromagnetismo

Laboratorio de Física

Reporte de práctica:

Práctica no.1 – “Cargas y fuerzas entre cuerpos

cargados eléctricamente”

Valdés Báez Miguel Luis

Primer departamental

24/Abril/2015

Introducción Se realizaron experimentos en los cuales se trata de determinar el tipo de carga en las varillas de acrílico y polipropileno, estas serán electrizadas por los tres métodos de electrización, frotamiento, inducción y contacto, cuando un cuerpo está electrizado, se dice que presenta una cierta carga eléctrica que caracteriza las propiedades de atracción y repulsión del mismo. Al mismo tiempo se realizo el mismo experimento pero con hojas de papel áspero en seco y hojas de acetato, de igual forma comprobamos que es lo que sucede cuando electrizamos las varillas y las acercamos a un chorro de agua. Objetivo: Determinar el tipo de carga en las varillas de acrílico y polipropileno así como las fuerzas que actúan entre ellas y laminas plásticas una vez cargadas por los tres métodos de electrización. Marco teórico: - Métodos de electrización: Los materiales, desde la perspectiva del fenómeno eléctrico, pueden clasificarse como: Conductores. Semiconductores. Aislantes. Esta clasificación se nace considerando la facilidad (o dificultad ) con que tales materiales permiten que la carga eléctrica fluya a través de ellos. En los conductores existen electrones cuya fuerza eléctricas que los unen a la estructura atómica son más débiles que en el caso de los semiconductores o aislantes, en los que tales fuerzas son considerablemente mayores. No se trata, pues, de una clasificación en la que algunos materiales conducen y otros no, sino de una clasificación en base al trabajo necesario para separar un electrón de su estructura atómica y lograr que fluya a través del material. El Efecto Triboeléctrico es un tipo de electrificación causado por el contacto con otro material (por ejemplo el frotamiento directo). La polaridad y la fuerza de las cargas producidas se diferencian según los materiales, la aspereza superficial, la temperatura, la tensión, y otras características. Se denomina triboelectricidad al

fenómeno de electrificación por frotamiento. La electrostática, puede producirse por frotamiento o por influencia. - Acrílico: Dentro de los plásticos de ingeniería podemos encontrarlo como polimetilmetacrilato, también conocido por sus siglas PMMA. La placa de acrílico se obtiene de la polimerización del metacrilato de metilo y la presentación más frecuente que se encuentra en la industria del plástico es en gránulos o en placas. - Polipropileno: El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno) - Tubito de neón: Un piloto, que es un tubo de neón pequeño con dos cables, con las puntas al descubierto, con las que prubas si hay tensión, es un probador de corriente casero.

-Electroscopio: El electroscopio es un instrumento que permite determinar la presencia de cargas eléctricas. Un electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que tiene una bolita en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de metal en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electrifica y las laminillas cargadas con igual signo que el objeto se repelen, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal. - Acetato: El acetato es un complejo químico que forma parte del grupo del acetilo. Se lo conoce comúnmente como ácido acético y se usa para una variedad de aplicaciones industriales y de fabricación. La palabra acetato se refiere al complejo químico en sí mismo, pero frecuentemente, también se refiere a los productos hechos con él.

Materiales: - Varilla de polipropileno

- Varilla de acrílico

- Tubito de neón

- Hoja de papel áspero en seco

- Electroscopio

- Grapa para varillas redondas

- Placa de policarbonato

- Hoja de acetato

- Hoja de papel áspero

Desarrollo

Experimento a)

1.- Para poder determinar el tipo de cargas tomamos en consideración que cuando prenda el electrodo en contacto con la varilla se considerara negativo y para el caso de que encienda el lado con el cual se tiene sujeto con la mano se considerara positivo. 2.- Sujetamos la varilla gris de polipropileno de un extremo y frotamos energéticamente el otro extremo con el papel.

3.- Una vez hecho esto tomamos el tubito de neón por uno de sus casquillos metálicos y tocamos el otro casquillo con la varilla de polipropileno. *Como podemos observar, lo que sucedió fue que el electrodo se encendió al entrar en contacto con la varilla, en este caso

consideramos la carga como negativa ya que el electrodo se encendió del lado en el que entro en contacto con la varilla. 4.- De igual manera repetiremos el procedimiento anterior pero ahora con la varilla de acrílico. *En este caso sucedió de la misma manera que el experimento anterior pero ahora tuvo menos intensidad y fue un poco mas rápido, el único problema que tuvimos fue que tardamos un poco en que encendiera el tubo, ya que había mucha humedad en el ambiente ese día. Observaciones:

- ¿Qué observas con la varilla de polipropileno y su carga? R: Que al momento de tocar el tubo de neón parpadeo una luz de un tono rojiamarillento, y como se encendió del lado que lo toco, su carga es negativa.

- ¿Qué observas con la varilla de acrílico y su cara? R: Con esta varilla tuvo menor intensidad la luminiscencia del tubo de neón, que con la de polipropileno.

Experimento b) 1.- Para iniciar este experimento lo primero que hacemos es armar el electroscopio como se muestra en la figura.

2.- Una vez hecho esto, procedimos a frotar energéticamente la varilla de polipropileno, al terminar acercamos uno de los extremos de la varilla de polipropileno a la varilla de metal suspendida en el electroscopio, lo que sucedió fue que hubo una fuerza de tracción en las dos varillas, de la varilla de polipropileno a la varilla de metal. 3.- Después se repitió el mismo experimento pero con una varilla diferente, una varilla de acrílico, obtuvimos el mismo resultado pero con menor intensidad, en este caso la varilla de metal no se acercaba tan rápido a la de acrílico como sucedió con la de polipropileno.

4.- A continuación frotamos energéticamente la varilla de metal suspendida por el electroscopio, al finalizar tomamos la placa de policarbonato, la colocamos sobre la mesa, y sobre ella colocamos la hoja de acetato, procedimos a levantar las 2 hojas juntas, después las separamos y tomamos la placa de policarbonato y la aproximamos a la varilla.

Nos quedamos un poco sorprendidos porque no sucedió nada, lo intentamos varias veces hasta que nos dimos cuenta que no sucedía nada por la humedad

que había en el laboratorio, lo que debía de pasar es que se repelieran.

Lo mismo sucedió al hacerlo al revés, tomamos la hoja de acetato y no sucedió nada. 5.- La ultima prueba que realizamos consistió en frotar todas las varillas y acercarlas a un chorro de agua. El chorro de agua de desviaba porque todos los objetos frotados se cargan eléctricamente y, al acercarlos al chorro inducen una carga de signo contrario en el lado que se les enfrenta, lo atraen y lo desvían de su trayectoria rectilínea.

Observaciones:

- Describe lo que observaste en cada una de las pruebas. R: En las primeras dos pruebas de las varillas se observo como la varilla de metal se atraía a las de policarbonato y acrílico, una con mayor intensidad y otra con menor intensidad respectivamente. En las dos siguientes lo que tendría que haber pasado es que la hoja de acetato y la placa de policarbonato debieron de repeler a la varilla de metal, pero por la humedad que había no se pudo apreciar. En la ultima prueba , como todos los objetos frotados se cargan eléctricamente, y al acercarlos al chorro inducen una carga de signo contrario en el lado que se les enfrenta, lo atraen y lo desvían de su trayectoria rectilínea, las varillas desviaron la trayectoria del agua.

- Deduce el fenómeno que observaste en cada una de las pruebas.

Hubo una fuerza de atracción o repulsión en cada una de ellas debido al frotamiento de cada una de ellas.

- Menciona algunos ejemplos de este fenómeno en la vida diaria y en la

industria. Motores eléctricos, transformadores, bobinas de radio, etc.

Conclusión: En conclusión esta practica nos sirvió para poder observar y entender os fenómenos que vemos en la teoría, en esta ocasión confirmamos que todos los objetos frotados se cargan eléctricamente y de acuerdo a la posición en la que interactúen se podrán definir sus cargas, en general fue una practica muy enriquecedora. La única situación en contra que presenciamos fue el hecho de que había demasiada humedad en el ambiente, por lo cual un experimento no salió del todo bien. Bibliografía: Ø http://html.rincondelvago.com/carga-electrica-y-electricidad.html

Ø http://www.fisica.uson.mx/manuales/mecanicaii/mecII-lab00.pdf

Ø http://es.wikipedia.org/wiki/Polipropileno

Ø http://es.wikipedia.org/wiki/Polimetilmetacrilato Ø http://www.todoexpertos.com/categorias/casa-y-jardin/electricidad-del-

hogar/respuestas/2251619/para-que-se-usa-un-probador-de-corriente-electrica

Ø http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/Electromagnetismo/Electroscopio

Ø http://www.ehowenespanol.com/acetato-sobre_108145/

Ø http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/pagweb/Los_talleres_de_ciencias/electricidad_y_magnetismo/electrostatica_chorro_torcido.html