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martes, 23 de octubre de 2018
FISICA: CUESTIONARIO FUERZA Y CAMPO ELÉCTRICO
Contestar el siguiente cuestionario sobre Fuerza y Campo Eléctrico.
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jueves, 18 de octubre de 2018
LEY DE COULOMB: Teoría carga y campo eléctrica, Video ayuda
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Los átomos tienen un núcleo de protones (que tienen carga positiva) y de neutrones (que tienen carga neutra). En la periferia del átomo se encuentran los electrones (carga negativa) describiendo órbitas alrededor del núcleo. En equilibrio electrostático, un átomo tiene igual cantidad de protones que de electrones, por lo tanto su carga total es neutra.
Los electrones de las órbitas más alejadas (electrones libres) pueden abandonar el átomo y agregarse a otro cercano. El átomo que tiene un electrón menos queda cargado positivamente, mientras el átomo que ganó un electrón tiene carga negativa.
Los átomos o la materia con carga del mismo signo se rechaza mientras que cuando su signo es opuesto aparece una fuerza de atracción. De la misma manera podemos decir que un material está cargado eléctricamente si sus átomos cedieron o aceptaron electrones.
Por ejemplo cuando se frotan dos materiales distintos como plástico y vidrio ocurre eso con muchos de sus átomos, liberan y aceptan electrones, por lo tanto uno de los materiales queda cargado positivamente (sus átomos liberaron electrones) y el otro negativamente (con más electrones).
Un coulomb es una unidad de carga grande por lo que es común usar submúltiplos como el micro coulomb (1 μC = 1 · 10 -6 C).
El signo de la carga eléctrica indica si se trata de carga negativa o positiva.
La fuerza entre dos cargas se calcula como:
FE = Fuerza eléctrica [N]
q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2 [C]
d = Distancia de separación entre las cargas [m]
La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar la dirección y el sentido.
La fuerza eléctrica tiene dirección hacia q2 y es de atracción ya que las cargas son de distinto signo.
Calculamos la fuerza eléctrica.
La fuerza eléctrica tiene dirección hacia q2 (30°) y es de repulsión ya que las cargas son de igual signo.
La unidad con la que se mide es:
La letra con la que se representa el campo eléctrico es la E.
Al existir una carga sabemos que hay un campo eléctrico entrante o saliente de la misma, pero éste es comprobable únicamente al incluir una segunda carga (denominada carga de prueba) y medir la existencia de una fuerza sobre esta segunda carga.
E = Valor del campo eléctrico en ese lugar [N/C]
F = Módulo de la fuerza que obtenemos [N]
q0 = Valor de la carga de prueba [C]
E = Valor del campo eléctrico en ese lugar [N/C]
q = Valor de la carga que genera el campo [C]
d = Distancia a la carga [m]
Carga eléctrica
La materia se compone por átomos y la carga eléctrica es una propiedad fundamental de algunas partículas que componen el átomo.Los átomos tienen un núcleo de protones (que tienen carga positiva) y de neutrones (que tienen carga neutra). En la periferia del átomo se encuentran los electrones (carga negativa) describiendo órbitas alrededor del núcleo. En equilibrio electrostático, un átomo tiene igual cantidad de protones que de electrones, por lo tanto su carga total es neutra.
Los electrones de las órbitas más alejadas (electrones libres) pueden abandonar el átomo y agregarse a otro cercano. El átomo que tiene un electrón menos queda cargado positivamente, mientras el átomo que ganó un electrón tiene carga negativa.
Los átomos o la materia con carga del mismo signo se rechaza mientras que cuando su signo es opuesto aparece una fuerza de atracción. De la misma manera podemos decir que un material está cargado eléctricamente si sus átomos cedieron o aceptaron electrones.
Por ejemplo cuando se frotan dos materiales distintos como plástico y vidrio ocurre eso con muchos de sus átomos, liberan y aceptan electrones, por lo tanto uno de los materiales queda cargado positivamente (sus átomos liberaron electrones) y el otro negativamente (con más electrones).
Ley de conservación de la carga
La ley de conservación de cargas dice que dado un sistema aislado no hay cargas que se creen ni se destruyan, sino que la carga se conserva.Unidades de carga eléctrica
En el Sistema Internacional la carga eléctrica se mide en coulomb.Un coulomb es una unidad de carga grande por lo que es común usar submúltiplos como el micro coulomb (1 μC = 1 · 10 -6 C).
El signo de la carga eléctrica indica si se trata de carga negativa o positiva.
Carca eléctrica del electrón
La carga eléctrica de un electrón es aproximadamente 1,6 · 10 -19 coulomb. La carga eléctrica de un material siempre es múltiplo de la carga eléctrica de un electrón.Fuerza eléctrica
Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.La fuerza entre dos cargas se calcula como:
FE = Fuerza eléctrica [N]
q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2 [C]
d = Distancia de separación entre las cargas [m]
La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar la dirección y el sentido.
Dirección de la fuerza eléctrica
Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de la fuerza es colineal a la recta que une ambas cargas.Sentido de la fuerza eléctrica
El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsión si ambas cargas son del mismo signo y de atracción si las cargas son de signo contrario.Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra
Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras cargas). Luego se tienen todas las fuerzas actuantes sobre esta carga y se hace una suma de fuerzas, con lo que se obtiene un vector resultante.Ejercicios resueltos de fuerza eléctrica
Ejercicio 1
Calcular la fuerza sobre la carga q1, sabiendo que q1 = 1 μC, q2 = -2 μC y d = 1 m.
Solución
La fuerza eléctrica tiene dirección hacia q2 y es de atracción ya que las cargas son de distinto signo.
Ejercicio 2
Calcular la fuerza sobre la carga q1, sabiendo que q1 = -1,5 μC, q2 = -1 μC, α=30° y x = 1 m.Solución
Calculamos la distancia entre ambas cargas por trigonometría.Calculamos la fuerza eléctrica.
La fuerza eléctrica tiene dirección hacia q2 (30°) y es de repulsión ya que las cargas son de igual signo.
Campo eléctrico
El campo eléctrico existe cuando existe una carga y representa el vínculo entre ésta y otra carga al momento de determinar la interacción entre ambas y las fuerzas ejercidas. Tiene carácter vectorial (campo vectorial) y se representa por medio de líneas de campo. Si la carga es positiva, el campo eléctrico es radial y saliente a dicha carga. Si es negativa es radial y entrante.La unidad con la que se mide es:
La letra con la que se representa el campo eléctrico es la E.
Al existir una carga sabemos que hay un campo eléctrico entrante o saliente de la misma, pero éste es comprobable únicamente al incluir una segunda carga (denominada carga de prueba) y medir la existencia de una fuerza sobre esta segunda carga.
Algunas características
- En el interior de un conductor el campo eléctrico es 0.
- En un conductor con cargas eléctricas, las mismas se encuentran en la superficie.
Determinación del campo eléctrico
Existen básicamente dos formas de determinar el valor del campo eléctrico. La primera es utilizando una carga de prueba y la segunda es conociendo el valor de la carga que lo genera y la distancia a la misma.Con una carga de prueba
Un primer caso es aquel donde no sabemos cuál es la carga que genera el campo ni a que distancia se encuentra, entonces utilizamos una segunda carga de prueba. Por lo tanto, si sabemos que hay un campo generado por otra carga que no conocemos, ponemos una segunda carga cuyo valor conocemos y medimos la fuerza actuante sobre la misma. Debemos utilizar una carga (que por convención es positiva) muy pequeña de tal manera de que no modifique el campo eléctrico que medimos.Valor del campo
E = Valor del campo eléctrico en ese lugar [N/C]
F = Módulo de la fuerza que obtenemos [N]
q0 = Valor de la carga de prueba [C]
Dirección del campo
El campo tiene la misma dirección que la fuerza eléctrica.Sentido del campo
Sabemos que los campos eléctricos son salientes de cargas positivas y entrantes a cargas negativas. Por lo tanto si la carga de prueba que estamos usando es positiva, la fuerza eléctrica tendrá el mismo sentido que el campo (alejándose de la carga positiva que lo genera).Conociendo la carga que lo genera
Si conocemos la carga que genera el campo y a qué distancia se encuentra, podemos determinar el campo a una determinada distancia de la misma.Valor del campo
E = Valor del campo eléctrico en ese lugar [N/C]
q = Valor de la carga que genera el campo [C]
d = Distancia a la carga [m]
Sentido y dirección del campo
Si la carga que lo genera es positiva el campo es radial y saliente. En cambio si es negativa es radial y entrante.
Una carga de 5×10-6
C se introduce a una región donde actúa un campo de fuerza de 0,04 N. ¿Cuál es
la intensidad del campo eléctrico en esa región?
Datos
q = 5×10-6 C
F = 0,04 N
|
E = F/q
= 0,04 N/ 5×10-6 C
E = 8000 N/C
|
¿Cuál es el
valor de la carga que está sometida a un campo eléctrico de 4.5×105
N/C y sobre ella se aplica una fuerza de
8.6 x10-2 N?
Datos
E = 4.5×105
N/C
F = 8.6 x10-2 N
|
E = F/q
q = F/E
= 8.6 x10-2 N/4.5×105 N/C
q = 1,91 x 10-7 C
|
Dos cargas puntuales
Q1 = 2μC y Q2 = – 3μC están situadas en los puntos de coordenadas en metros (0,4) y (3,0), respectivamente. Calcular: El
vector campo eléctrico en el origen de coordenadas. Dato: K = 9 · 109
Nm2/C2
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miércoles, 17 de octubre de 2018
viernes, 5 de octubre de 2018
INFORMATICA: EXCEL
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