Estudio de las cargas eléctricas.

Materiales:  * Esfera de anime.  * Varilla de plástico.  * Peine.  * Varilla de vidrio.  * Electroscopio.  * Papel de seda.  * Péndulo electroestático.  * Paños de lana y seda.  * Alambre delgado de cobre.  * Papel aluminio.  * Agua e hilo de poliéster.  * Trozo de madera.  * Corcho.  * Frasco de vidrio.Pre-laboratorio:  1. ¿Por qué se dice que un átomo es eléctricamente neutro?Por que este presenta el mismo numero de protones que de electrones, no teniendo en conjunto ni carga positiva, ni negativa, la carga de cada protón es igual a la de cada electrón.  2. ¿Cuándo un cuerpo queda con carga negativa?Cuando el cuerpo gana electrones.  3. ¿Cuándo un cuerpo queda con carga positiva?Cuando el cuerpo pierde electrones.  4. ¿Qué función tiene el recipiente de vidrio en el electroscopio?Proteger las tiras metálicas de las corrientes de aire.  5. Escribe la diferencia entre los conductores, aisladores y semiconductores.Los aisladores son materiales cuyos electrones se hallan frecuentemente ligados al núcleo, impidiendo el transporte de carga con facilidad y los semiconductores son materiales que presentan propiedades intermedias entre los conductores y aisladores.  6. Explica por que al frotar un cuerpo conductor con otro ambos se carganPor que al frotar un cuerpo transfiere electrones, perdiendo o ganando cargas. Cuando un cuerpo pierde electrones posee cargas positivas, y cuandogana electrones posee cargas negativas.  7. Explica en que consiste la carga por inducción.Se lleva a cabo, cuando se aproxima un cuerpo cargado a otro cuerpo en estado neutro.  8. Explica como cargas como cargas un electroscopio con carga positiva por contacto y por inducción.Por contacto: Cuando tomamos un cuerpo cargado positivamente, como una varilla de vidrio frotada con un paño de seda, al hacer contacto con el electroscopio, este complementa la perdida que tuvo la varilla cuando fue frotada con el paño de seda, quedando el electroscopio con carga positiva.Por inducción: cuando le acercamos un cuerpo con cargas negativa, y se pone el electroscopio en comunicación con tierra (tocando la esfera con un dedo), Las laminillas se cierran, por que lo electrones escapan a tierra a través del cuerpo conductor quedando cargado positivamente.

  9. Explica como cargas un electroscopio con carga negativamente por contacto y por inducción.Por contacto: Cuando tomamos un cuerpo cargado negativamente, como una peine frotado con un paño de lana, al hacer contacto con el electroscopio, este complementa la perdida que tuvo el peine cuando fue frotada con el paño de lana, quedando el electroscopio con carga positiva.Por inducción: cuando le acercamos un cuerpo con cargas positivas, y se pone el electroscopio en comunicación con tierra (tocando la esfera con un dedo), Las laminillas se cierran, por que lo electrones remontan a el electroscopio a través del cuerpo conductorque hace tierra quedando cargado positivamente.Laboratorio:Experiencia 1: Verificar la acción de las cargas eléctricas por frotamiento que presentan algunos cuerpos.Ubica sobre una la mesa de trabajo los pedacitos de papel de seda que están previamente cortados.Frota la barra de plástico con el paño de lana y acércala a los pedacitos de papel. ¿Qué observas?Que los pedacitos de papel se adhieren a la barra de plástico.¿Qué cargas adquirieron el paño de lana y la barra de plástico al ser frotados?El paño de lana al ser frotada perdió electrones, quedando con carga positivas; y la barra de plástico adquirió electrones quedando con carga negativa.Repite la actividad anterior, pero ahora frota la barra de vidrio con el paño de seda y acércala a los papelitos ¿Qué observas?Que los pedacitos de papel se adhieren a la barra de vidrio.¿Qué cargas adquirieron el paño de seda y la barra vidrio al ser frotados?El paño de seda al ser frotado gano electrones, quedando con cargas negativas, y la barra de vidrio adquirió electrones, quedando con carga positiva.De las actividades anteriores escribe tus conclusiones.Los cuerpos contienen dos tipos de cargas eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen cantidades iguales de cada tipo de carga.Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y el otro un exceso de carga negativa.Experiencia 2: Aprender a construirun péndulo eléctrico con materiales de fácil adquisición.El péndulo eléctrico es un sencillo dispositivo empleado con fines didácticos para poner de manifiesto ciertos fenómenos electrostáticos. Consiste usualmente en una pequeña esfera que pende de un hilo de seda.Se elaboro un péndulo con los siguientes materiales:  * Una Base de madera   * Un pie aislante, un cuerpo de plástico, un lapicero.  * Un soporte arco, un alambre doblado en forma de “U”  * Una esfera de anime.Se elaboro un péndulo eléctrico de la siguiente manera: Se fijo el pie aislante en el centro de la base; en la parte superior del pie aislante se introduce el arco, asegurándolo en forma vertical, en el otro extremo del arco se sujeto el hilo, y en el otro extremo del hilo se inserto la esfera de anime.Después de construido se realizaron las siguientes actividades:Acerca a la esfera, primero la varilla de plástico y luego la de vidrio sin frotarlas, ¿Qué observas?La esfera hace un movimiento.

Frota una varilla de ámbar o plástico con un paño de lana. Acerca la barra a la esfera sin tocarla. ¿Qué observas?La esfera se adhiere al la varilla de plástico.Frota una nuevamente la varilla de plástico con el paño de lana. Toca primero la esfera y retira la varilla, e intenta ahora acercarla sin tocarla.La esfera se adhiere a la varilla de plástico y al acercarla nuevamente sin tocarla se adhiere de igual manera.De las actividades anteriores escribe tus conclusiones.Hemos concluidoque al frotar la barra de plástico con el paño de lana la esfera se adhiere debido a la electricidad estática.Experiencia 3: Comprobar la electrización de los cuerpos por contacto.Cuelga de un soporte aislante las dos esferas. Trata de que ambas esferas queden a una misma altura y separadas entre si a un 1cm. Con un paño de lana frota fuertemente la varilla de plástico y toca por debajo de manera simultáneamente las dos esferitas. Una vez retiradas la varilla observa las interacciones entre las dos esferitas y escribe dichas observaciones.Las dos esferas se mantienen en movimiento circular.Toca con los dedos las esferitas para que se descarguen y repite la actividad con una varilla de vidrio frotada con seda. Una vez retirada la varilla observa las interacciones y escribe dichas interacciones observadas.Las dos esferas quedan en un solo movimiento suave.Descarga nuevamente las esferitas, tocándolas con los dedos. Frota enérgicamente uno de los extremos de la varilla de plástico mientras un compañero frota la de vidrio y procedan a tocar simultáneamente cada esferita. Retira las barras y escribe lo sucedido a las esferitas.Una esfera se adherido a la varilla de plástico, y la otra esfera se adherido a la varilla de vidrio.De las actividades y observaciones realizadas escribe tus conclusiones.Se concluyeron dos teorías: cuando dos cuerpos entran en contacto con cargas iguales se repelerán. Cuando dos cuerpos entran en contacto con cargas diferentes entran en contactoesto se atraerán.Cuando dos cuerpos entran en contacto con cargas iguales se repelerán. Actividad 1. Las dos esferas estaban en estado neutro se tocaron con una varilla con cargas negativas, adhiriéndose las cargas negativas a las esferas, al retirar la varilla quedaron cargadas las dos negativamente. Las esferas se repelaron provocando que estén en constante movimiento circular. Cuando dos cuerpos entran en contacto con cargas diferentes entran en contacto esto se atraerán. Actividad 2. Se cargaron dos cuerpos con cargas positivas y negativas, por separado, cada una se colocó en contacto con una esfera. Como las esferas se encuentran en estado neutro. Se adhirieron a las diferentes varillas.Experiencia 4: Comprobar el tipo de carga que presenta un cuerpo a través de la elaboración un electroscopio con materiales de fácil adquisición.En la experiencia 4 se elaboro un electroscopio para poder realizar la experiencia 5 y 6. El electroscopio por definición es un instrumento cualitativo empleado para demostrar la presencia de cargas eléctricas.Los materiales utilizados fueron los siguientes:  * Una esfera de papel de papel.  * Un tapón de corcho.  * Un alambre de cobre.

  * Un frasco de vidrio.  * Papel de aluminio.Se elaboro un electroscopio de la siguiente manera: el corcho se perforo, se introdujo un alambre de cobre, que sellamos con silicona.En el alambre de cobre se coloco una esfera de papel de aluminio en el extremo de la parte externa y en elextremo de la parte interna, una tira de papel de aluminio doblada por el centro. Luego se introdujo al frasco de vidrio.Experiencia 5: Comprobar el comportamiento de las laminillas de un electroscopio, cuando este sea electrizado por inducción.Frota con fuerza por unos 30 segundos un peine con un paño de lana. Acércalo a la esfera de papel de aluminio del electroscopio sin tocarla. Observa y escribe que le sucede a las laminillas.Cuando un cuerpo esta en estado neutro posee cargas negativas y positivas igualadas, cuando se coloca una carga cerca del electroscopio se induce una carga opuesta en la bola de aluminio y aparece en la lamina de aluminio la carga del mismo signo de la inductora.El peine esta cargado negativamente, al acercarlo al electroscopio las laminillas se separan, ya que estas poseen el mismo signo.¿Qué signo es la electricidad que adquiere el peine?Carga Negativa. Hasta que vuelva a su estado neutro.Retira el peine de electroscopio. Observa y escribe que le sucede a las laminillas.Las laminillas quedan en su estado normal.Frota una varilla de vidrio con un paño de seda. Acércala a la esfera de aluminio del electroscopio sin tocarla. Observa y escribe que le sucede a las laminillas.El peine esta cargado positivamente, al acercarlo al electroscopio las laminillas se separan, ya que estas poseen el mismo signo.Retira la varilla de vidrio de electroscopio. Observa y escribe que le sucede a las laminillas.Las laminillas quedan en su estado normal.¿Quésigno es la electricidad que adquiere la varilla de vidrio?Carga Positiva. Hasta que vuelva a su estado neutro.Experimento 6: Comprobar el comportamiento de las laminillas de un electroscopio, cuando este sea electrizado por contacto.Frota fuertemente un peine con un paño de lana. Toca con el peine la esfera de aluminio del electroscopio durante unos minutos. Observa y escribe lo que sucede a las laminillas. Las laminillas se repelen.¿A que se debe el fenómeno ocurrido en las laminillas?El peine está cargado negativamente, los electrones fluyen desde el peine hacia el electroscopio, esto se debe a que el cuerpo busca neutralizarse.Retira el peine. ¿Qué sucedió en las laminillas? ¿Por que?Volvieron a su estado normal. Por que el electroscopio cargado pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones.Toca el electroscopio con un dedo. ¿Qué le sucedió a las laminillas? ¿Porque?Antes de que el electroscopio vuelva a su estado neutro. Si se toca con el dedo las laminillas se atraen ya que el electroscopio se encuentra cargado negativamente, lo electrones escapan a tierra a través del cuerpo conductor quedando cargado positivamente.Frota una varilla de vidrio con un paño de seda. Toca con la varilla la esfera de aluminio del

electroscopio. Observa y escribe que le sucede a las laminillas.Las laminillas se repelen.Retira la varilla de vidrio del electroscopio. Observa y escribe que le sucedea las laminillas.La varilla de vidrio al frotarlos con un paño de seda adquiere cargas positivas (pierde electrones); el electroscopio se encuentra en estado neutro. Cuando en la varilla de vidrio toca la esfera de papel de aluminio, el electroscopio transfiere cargas negativas para compensar la perdida de electrones. Quedando el electroscopio cargado positivamente provocando que las laminillas se repelen.Analiza las actividades realizadas y escribe tus conclusiones en el cuaderno.El electroscopio es un instrumento que sirve para detectar la   carga eléctrica, y observar algunas de sus propiedades. Por medio de este instrumento y con la ayuda de algunos materiales como la varilla de vidrio, el peine, el paño seda y lana, fue posible llevar   a cabo ciertos experimentos para demostrar la existencia de cargas eléctricas.Donde, mediante fricción de la varilla de vidrio, el peine con cada una de las muestras de paños, se observo que   hay una transferencia de carga de un material   al otro, produciendo un movimiento   de repulsión de las laminas suspendidas en el electroscopio, ya sea por inducción o conducción; aunque podemos ver estos experimentos no podemos determinar que tipo de de carga que posee cada material.Post-laboratorio¿Quién creo el primer electroscopio?El primer electroscopio fue creado por el médico inglés William Gilbert para, realizar sus experimentos con cargas electrostáticas.¿Cómo se determina el tipo de carga eléctrica que tiene un cuerpo usando el electroscopio?Midiendola distancia a la que se separan estos conductores se puede calcular la cantidad de carga del cuerpo.La carga se puede determinar al separar el objeto de la esfera que recibe las cargas, ya que adquiere la carga contraria que tenia; es decir si al separarla tiene una carga positiva su carga inicial era negativa.¿Qué se entiende por electrización?Es el proceso mediante el cual un cuerpo adquiere una carga, esta electrización puede ser por: electrización por contacto, frotamiento, inducción.¿Por qué el electroscopio tiene que estar en un frasco de vidrio?Por qué el vidrio no es conductor de la electricidad, y al estudiar la electrización por frotamiento no debemos usar metales (que son conductores de la electricidad).¿En qué parte del experimento se produce inducción eléctrica y en que parte por contacto?En la experiencia 5, por inducción cuando se acerco el peine frotado con lana a la esfera de papel de aluminio del electroscopio. En la experiencia 6, por contacto cuando se toco con el dedo el la esfera de papel de aluminio del electroscopio.¿De dónde provienen las cargas eléctricas acumuladas en las láminas de aluminio del electroscopio?La esfera de aluminio de la parte superior, se pone en contacto con un conductor cargado, las delgadas hojas de metal de aluminio adquirirán el mismo potencial que el conductor.Empleando una barra cargada y un electroscopio ¿cómo puedes determinar si un objeto es

conductor?Si una barra está cargada al acercarse al electroscopio hace que las laminillas del electroscopio se separen entre sí. Estas hojas del electroscopio son de un material conductor. Si la barra es conductora, al tocar el electroscopio las laminillas de éste adquieren una carga eléctrica neta y se separan entre sí, manteniéndose separadas aunque alejes la barra del electroscopio pues hubo una transferencia de cargas eléctricas.Suponte una barra A con carga negativa tocando a un cuerpo B con estado neutro:  * Haz un diagrama que indique las cargas en los extremos del cuerpo B.

  * ¿Qué extremo de B es atraído por A y que extremo es repetido?El extremo o polo positivo es el que es atraído por A, mientras que el negativo es repetido.Un cuerpo con carga negativa es acercado a una esfera de un péndulo eléctrico. Si ésta es atraída por el cuerpo  * ¿Cuál es el signo de la carga de la esfera?Cargas eléctricas de distinto signo se atraen, El cuerpo con carga negativa, atrajo las cargas positivas de la bolita del péndulo eléctrico.  * ¿A qué se debe la atracción?La causa de este fenómeno es que las cargas positivas tienen una cierta fuerza que las atrae hacia las cargas negativas, hasta que se juntan.Si frotamos una barra de metal con un paño de lana, explica que sucede.El metal arranca electrones de la lana, pero apenas nos da tiempo de observar que el metal se electriza, porque es muy buen conductor. Entonces claro, los electrones que están en exceso en el metal se van a través de nuestro cuerpoa tierra y por ahí van a perderse ves a saber por dónde.Si poseemos un electroscopio cargado negativamente, explica como los descargarías.Conectándolo a tierra¿Por qué cuando hay humedad en el electroscopio no funciona?Todos los experimentos de electrostática son muy sensibles a la presencia de humedad en el ambiente. La humedad actúa como elemento conductor de la electricidad haciendo que los elementos se descarguen rápidamente. Por ello es imprescindible que el aire y los materiales se encuentren lo mas secos posible.¿Por qué sirve un electroscopio de laminilla?El electroscopio es un instrumento que permite determinar la presencia de cargas eléctricas y su signo.Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.Considerando cuatro cuerpos electrizados A,B,C y D, con este ultimo electrizado positivamente. Encontrar el signo de la carga B: sabiendo que A repele a B y atrae a C. Al mismo tiempo C repela a B.La carga del signo de “B” es negativa.Si un electroscopio de laminillas esta cargado, explica como debemos hacer para conocer el signo de la carga que tiene.

Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio.De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.¿Por qué un electroscopio, cargado negativamente, ala ponerlo en conexión a tierra se descargas?Porque cuando conectas dos conductores, éstos se ponen al mismo potencial y la tierra está a potencial cero.¿Cómo adquiere carga eléctrica un cuerpo al ser frotado con otro?Al frotar dos cuerpos uno con el otro, ambos se electrizan uno positivamente y el otro negativamente, las cargas no se crean ni se destruyen, sino que solamente se trasladan de un cuerpo a otro o de un lugar a otro en el interior de un cuerpo dado.El elemento mal conductor es el que adquiere carga positiva. Los elementos buenos conductores reciben con facilidad los electrones, por ello se cargan negativamente.Se da una afirmación y cuatro razones, selecciona la razón correcta y explica por que el resto nos son correctas.Si se toca un péndulo eléctrico con una varilla de vidrio electrizada, el péndulo queda cargado positivamente por que:a) El vidrio cede electrones. Falsa. Si el vidrio da electrones, el péndulo los ganaría cargándose negativamente.b) El péndulo recibe electrones. Falsa. Si los recibe, como en el caso “a” se carga negativamente.c) El vidrio cede parte de sus electrones al péndulo. Falsa: los electrones negativos son los que se transfieren, por lo tanto el vidrio no puede ceder.d) El Péndulo cede partes de sus electrones al vidrio. Verdadera. El péndulo cede electrones (cargas negativas), así quese carga positivamente.Si frotamos una varilla de vidrio con un paño de seda y toca con ella un electroscopio ¿Qué afirmaciones son correctas?a) El electroscopio se carga por inducción. Verdadero, la carga de un electroscopio por inducción consta de acerca un instrumento con una carga positiva o negativa a transferir.b) El electroscopio se carga por contacto. Falso, para poder carga un electroscopio por contactos tiene que tocar la varilla al electroscopio.c) El electroscopio se carga positivamente. Falso, para poder haber una transferencia de cargas necesita hacer tierra el electroscopio.d) El electroscopio se carga negativamente. Falso, para poder haber una transferencia de cargas necesita hacer tierra el electroscopioCon un cuerpo con carga negativa, se toca el extremo de un electroscopio. Las láminas de este se abren porque:a) El electroscopio se carga positivamente. Falso, por que se carga negativamente todo el electroscopio, ya que el cuerpo conductor posee carga negativa. b) El electroscopio se carga negativamente. Verdadero, todo el electroscopio se carga negativamente provocando que las laminas se repelan. Esto se debe a que el cuerpo busca neutralizarse.c) Las láminas se cargan negativamente. Verdadero, todo el electroscopio queda cargado negativamente, provocando que estas se repelan.d) Las láminas se cargan positivamente. Falso, por que se carga negativamente todo el electroscopio, ya que el cuerpo conductor posee carga negativa. Incluyendo las