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Guías Laboratorio de Física II - UFPS: Experimentos para verificar la Ley de Coulomb, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

Universidad Francisco de Paula Santander (UFPS) - Los PatiosFísica

En este documento se presentan las instrucciones para realizar experimentos en el laboratorio de física electromagnética de la universidad de físicas y químicas de santander (ufps), con el objetivo de verificar experimentalmente la ley de coulomb. El documento detalla los objetivos, materiales necesarios, procedimiento y análisis de los experimentos.

Qué aprenderás

  • ¿Cómo se puede obtener una carga inducida limitada en los experimentos descritos en el documento?
  • ¿Cómo se establece la relación entre la fuerza eléctrica y la carga según la Ley de Coulomb?
  • ¿Cómo se determina la constante eléctrica (ε0) mediante los experimentos descritos en el documento?

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2021/2022

Subido el 06/06/2022

Pau_283
Pau_283 🇨🇴

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Guías Laboratorio de Física II - UFPS Ley de Coulomb
DEPARTAMENTO DE FISICA
LABORATORIO DE FISICA ELECTROMAGNETICA
LEY DE COULOMB
Objetivo General:
Verificar experimentalmente la ley de Coulomb.
Objetivos específicos
1. Establecer la relación entre la fuerza eléctrica y la carga.
2. Establecer la relación entre la fuerza eléctrica y la distancia entre las cargas
3. Determinar una constante eléctrica.
Materiales:
Multímetro
Amplificador de medición
Cable apantallado
Base
Esfera conductora
Riel
Vernier
Pesas con soporte
Dinamómetro de torsión
Nuez doble
Varilla de soporte
Fuente de 0 a 25kV
Cables de conexión
Cable de conexión de 30kV
Teoría
Figura 1
Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre
dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la
distancia r que las separa) es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:
𝐹 = 1
4𝜋𝜀0
𝑞1𝑞2
𝑟2
pf3
pf4

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Guías Laboratorio de Física II - UFPS: Experimentos para verificar la Ley de Coulomb y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!

DEPARTAMENTO DE FISICA

LABORATORIO DE FISICA ELECTROMAGNETICA

LEY DE COULOMB Objetivo General: Verificar experimentalmente la ley de Coulomb. Objetivos específicos

  1. Establecer la relación entre la fuerza eléctrica y la carga.
  2. Establecer la relación entre la fuerza eléctrica y la distancia entre las cargas
  3. Determinar una constante eléctrica. Materiales: x Multímetro x Amplificador de medición x Cable apantallado x Base x Esfera conductora x Riel x Vernier x Pesas con soporte x Dinamómetro de torsión x Nuez doble x Varilla de soporte x Fuente de 0 a 25kV x Cables de conexión x Cable de conexión de 30kV Teoría Figura 1 Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyas dimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que las separa) es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa: 𝐹 = 1 4 𝜋𝜀 0 𝑞 1 𝑞 2 𝑟^2

El valor de la constante de proporcionalidad ε 0 (permisividad eléctrica) depende de las unidades

en las que se exprese F , q 1 , q 2 y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida su valor es:

ε 0 = 8.85 x 10-^12 C^2 / Nm^2

Es importante tener en cuenta:

  1. La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga.
  2. Cuando un cuerpo transfiere carga a otro, uno de los cuerpos queda con exceso de carga positiva y el otro, con exceso de carga negativa. En cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado, la carga total o neta no cambia.
  3. Los objetos cargados con cargas del mismo signo, se repelen y los objetos cargados con cargas de distinto signo, se atraen. Procedimiento Una pequeña carga eléctrica se coloca a una cierta distancia frente a una placa de metal conectada a tierra. Por inducción electrostática, se crea una carga imagen (Figura 2), la cual genera un campo eléctrico en el punto donde está situado el medidor. La fuerza electrostática que actúa sobre la carga se puede medir con un dinamómetro de torsión sensible. Figura 2.

Considerando 𝑎 la distancia de la carga a la placa, la distancia entre las cargas es 𝟐𝒂 y la

fuerza F entre ellas está dada por:

F =

𝑞^2

( 2 𝑎)^2

; entonces F =

𝑞^2

𝑎^2

Relación entre la fuerza eléctrica y la carga.

  1. Realice el montaje mostrado en la figura 3.
  2. Nivele la balanza de torsión, adicionando masas si es necesario. Ajuste la posición con la perilla de la parte inferior del dinamómetro
  3. Ajuste el dinamómetro a cero con la perilla superior.
  4. Coloque la esfera metálica de la balanza a 4 cm de la placa.
  5. El amplificador debe estar en posición Q y en la escala 1-10nAs.

DEPARTAMENTO DE FISICA

LABORATORIO DE FISICA ELECTROMAGNETICA

LEY DE COULOMB Fecha: __________________ Hora: __________ Profesor ____________________ Nombre de los integrantes del Grupo: Código alumno:

DATOS OBTENIDOS

Tabla 1. 𝑎 = 4 cm Tabla 2. 𝑎 = 6 cm Tabla 3. 𝑎 = 8 cm V (^) carga F q q 2 12 KV 16 KV 20 KV 24KV V (^) carga F q q 2 12 KV 16KV 20 KV 24 KV V (^) carga F q q 2 12 KV 16 KV 20 KV 24KV