CARGA ELÉCTRICA
Y
LEY DE COULOMB
T2G09N35
1.) Calcule el número de partículas que hay en
un centímetro cúbico de aire
La densidad del aire en la troposfera a temperatura
ambiente (25oc) es de 1,2 kg/m3, y la masa molar de los
gases en consideración es de aproximadamente 28,9 g/mol;
con esto se concluye que el numero de partículas en un
centímetro cubico del aire en estudio es de
aproximadamente 2 X 1019 partículas.
2.) ¿Qué es un Coulomb?
Un Coulomb es la unidad de carga eléctrica,
definida en términos de la unidad de corriente
ampere (A), 1C = 1 A.s, donde la corriente es igual
a la rapidez del flujo de carga, la cual en un
material conductor la cantidad de dicho flujo de
corriente que es transportado en un segundo, es lo
que se conoce como coulomb.
3.) ¿Cuántos electrones tiene una partícula
cuya carga eléctrica es un Coulomb y cuál es
su masa en kg?
eq= 1,6 X 10-19C
em = 9,1 X 10-31Kg
Una partícula cuya carga eléctrica es un Coulomb tiene
0,6 X 1019electrones, y su masa es de 5,46 X 10-12kg
4.) ¿Cuántos protones tiene una partícula cuya
carga eléctrica es un Coulomb y cuál es su masa
en kg?
pq= 1,6 X 10-19C
pm = 1,7 X 10-27Kg
Una partícula cuya carga eléctrica es un Coulomb tiene
0,6 X 1019protrones, y su masa es de 1,02 X 10-8kg
5.) Haga un estimado de las dimensiones de las partículas
arriba mencionadas. Suponga que cada partícula está
confinada en un volumen de un Angstrom cúbico.
Se presume que debe medir menos de 10-18m,
que si se pudiera confinar en un angstrom
cubico ocuparía aproximadamente solo una
cuarta parte.
Un protón y también un neutrón tienen un
tamaño aproximado de 10-15m, lo que
equivaldría a ocupar medio angstrom cúbico.
6.) ¿Cuál es el campo eléctrico que "siente" un
electrón en un átomo de Hidrógeno?
E=k.q/r2
eq = 1,6 X 10-19C
k = 9 X 109N.m2/C2
r = 5,3 X10-11m
El campo eléctrico que “siente” un electrón en un
átomo de Hidrogeno es de 5,13 X 1011N/C
7.) Usando la Ley de Coulomb calcule la Fuerza
Eléctrica, en Newton, que el campo eléctrico de un
protón le hace a un electrón en un átomo de
Hidrógeno.
E = k . eq . pq / r 2
eq = 1,6 X 10-19C
k = 9 X 109N.m2/C2
pq = 1,6 X 10-19C
r = 5,3 X10-11m
La fuerza eléctrica que el campo eléctrico de un
protón le hace a un electrón en un átomo de
Hidrogeno es de 8,2 X 10-8N
8.) Calcule la Fuerza Gravitacional con la que es
atraído un electrón por un protón en un átomo de
Hidrógeno. Compárela con la Fuerza Eléctrica.
La fuerza gravitacional de atracción es de 3,6 X 1047N.
Por razón de fe/fg se comprueba que la fuerza
gravitacional es despreciable comparada con la fuerza
eléctrica entre las dos partículas.
9.) ¿Cuáles son las unidades del Campo
Eléctrico?
El campo eléctrico puede ser
definido en términos de la fuerza
eléctrica que actúa sobre una carga
de prueba q0 positiva colocada en
ese punto.
E = F/q0 (N/C)
10.) ¿Qué es un dispositivo denominado capacitor
(también conocido como condensador o filtro)?, describa
sus características
Un capacitor es un dispositivo que almacenan carga,
utilizado comúnmente en una gran variedad de circuitos
eléctricos.
Algunas características y utilidades son:
Como filtros en las fuentes de poder, para sintonizar la
frecuencia en los radio receptores.
Como dispositivo de eliminación en el chisporroteo en las
sistemas de ignición de los carros,
Como dispositivo de almacenamiento de energía en las unidades
electrónicas de destello.
La mayor parte de estos capacitores están fabricados con
dos hojas metálicas alternadas con placas delgadas de
papel impregnadas de parafina, la cual sirve como
material dieléctrico; enrolladas en forma de cilindro. El
dieléctrico fomenta el aumento de la capacitancia, del
voltaje de operación y proporciona una estructura
metálica de soporte entre las placas conductoras.
11.) Calcule el campo eléctrico en el interior
de un capacitor
Esta dado por:
E= V/d.
De esta manera se tiene que el campo eléctrico en el
interior del capacitor es constante y depende de la
diferencia de potencial inducido y la distancia entre
las placas .
12.) ¿Qué es un electrómetro? ¿Puede hacer uno de
bolsillo con materiales caseros, con un costo de menos
de $50.oo?
Un electrómetro es un electroscopio con escala, que
permite detectar la presencia y signo de campos
eléctricos en un objeto.
 Un electrómetro de bolsillo se puede construir con
materiales caseros y un costo menor a 50 pesos,
utilizando un vaso de vidrio, aislado con un pedazo
de bomba al que se le inserta un alambre de gancho,
de donde se cuelgan dos laminas pequeñas de papel
aluminio; este solo notaria la presencia de un campo
electico por carga inducida y su polaridad, pero no
proporcionaría un valor de dicha carga.
Bibliografia
FÍSICA TOMO II. Tercera edición revisada
(segunda edición en español). Raymond A.
Serway. McGRAW-HILL
https://www.google.com.co/imghp?hl=es&ta
b=wi&authuser=0
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COMPRENSION DE CONCEPTOS FUNDAMENTALES