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1Prof. Elba M. Seplveda
Electricidad EstticaCaptulo 21
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t Esta presentacin muestra conceptos de electricidad
esttica.
t Se pretende resolver problemas de Ley de Coulomb as como
estudiar algunos conceptos bsicos del tema.
t Puedes leer cada problema y activar el sonido. t Hay ejemplos
y problemas adicionales, luego puedes cotejar
tu solucin con la solucin demostrada en la prxima pgina.
t Cualquier duda puedes escribirme a t [email protected]
Instrucciones
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Qu es electricidad ?
tElectricidadtLe llamamos as a las cargas
elctricas positivas y negativas y los efectos que estas
producen. Tiene su origen en loscomponentes de los tomos.
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La electricidad estticatElectricidad estticatDescribe los
efectos de las cargas que se pueden mantener
confinadas en un objeto
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Cmo funciona ?tVan Der GrafftSe utiliza para concentrar las
cargas
elctricas y producir un rayo de luz
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El tomo
tNcleo- parte central de un tomo el cual contieneprotones y
neutrones
tElectrones- se encuentran alrededor del ncleo y forman una
nubede carga negativay tienen poca masa
tProtones tienen cargapositivade igual magnitudque la de los
electrones
tNeutrn- no tienen cargaelctrica
atom.avi, se encuentra en la compu de casa en el folder 2003
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tEl protn y el neutrn tienen casi la misma masatSu masa es 1830
veces la masa de un electrntme= 9.11 X10 -31 kg
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Modelos atmicost Modelo de Thompson
t Modelo del pie de pasast Modelo de Rutherford
t Scatteringt Sistema atmico
planetariot Modelo de Bohr
t Modelo de nubes de probabilidad
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Transferencia de electronesIONES
t In positivot Aquellos tomos a los que se les remueveuno o
ms
electrones
t In negativot Aquellos tomos a los que se les aade
electrones
t Objeto neutral-t Tiene el mismo nmero de electrones que
protones
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Transferencia de electrones
t Conductort Materiales en los que los electronespueden
moverse
fcilmentet Aislador
t Son los materiales en los cuales los electronesno se
dispersan. Son materialesque no conducen bien la electricidad.
t Semiconductort Son materiales cuya capacidad de conduccin
es
intermedia entre los aisladores y conductores
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Las fuerzas elctricast Electroscopio
t nstrumento conveniente paradeterminar la carga de un
objeto
t cargar por conduccint Proceso de cargar un objeto
neutral al ponerloen contactocon uno cargado.
t cargar por induccint Proceso mediante el cual al
acercar un objeto cargado a otro se produce unaseparacin de
cargas
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Fuerzas entre partculascargadas
tCargas iguales se repelen
tCargas diferentes se atraen
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Electricidad esttica
tEjemplo:tLa produccin de un rayotMovimiento de cargas
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Ley de Coulomb
t Charles Coulomb realiz un experimento parademostrar la fuerza
entre partculas cargadas.
t Esta investigacin produjo su famosaecuacin.
t F= K q1 q2 / d2
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La ecuacin que describe esta relacin es...
t La unidad de carga elctrica (q1 y q2) es el Coulomb.t El valor
de la constante K es igual a 9 X 109Nm2/C2
t Un coulomb es la carga que tienen 6.25 X1018 elctroneso
protones.
t La unidad elemental de carga es qe= 1.6 X 10-19C queequivale a
6.25 X1018 electrones juntos
d
qKqF 2
21=
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Problema de ejemplo
t Una carga de 3X10 -6C se encuentra a 0.06m de otra carga de
1.5 X10 -6CtA) Calcula la fuerza entre las cargas
tB) Cul ser la fuerza si la carga es negativa?
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Solucint Una carga de 3X10-6C se encuentra a
0.06m de otra carga de 1.5 X10-6Ct A) Calcula la fuerza entre
las cargas
t Dado:t q1 = 3X10-6C
t q2 = 1.5 X10-6Ct K= 9 X 109Nm2/C2
tF = +11.25 N, repulsin
tB) Cul ser la fuerza si la carga es negativa?
tF = -11.25N, atraccint Nota: Debes explicar los signos en
el resultado de la fuerza ya que esuna cantidad vectorial.
d
qKqF 2
21=
d
qKqF2
21=
( ) ( ))06.0(
105.1103/1092
44229
mCXCXCNmXF
--
=
( ) ( ))06.0(
105.1103/1092
44229
mCXCXCNmXF
-- -=
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Ejemplo 2
tLa fuerza entre dos partculas cargadas es de 1.5N. Si la
distancia a la que acta la dichafuerza es de 0.04 m y una de las
cargas es de 3X10-6C, determina la carga de la otra partcula.
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Solucin 2tLa fuerza entre dos partculas cargadas es de 1.5N. Si
la
distancia a la que acta la dicha fuerza es de 0.04 m y unade las
cargas es de 3X10-6C, determina la carga de la otrapartcula.
t q2= 8.9 X10 -8 C
d
qKqF2
21=2
2
1 KqFd
q =
)103)(/109()04.0)(5.1(
6229
2
1 CXCNmXmN
q -=
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Problema 3
tUna carga de 2.4 X10 -18 C se encuentra con otracarga de 1.8
X10 -19C. Si la fuerza de atraccinentre ellas es de -12 N,
determina a qudistancia se encontraban.
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Solucin 3tUna carga de 2.4 X10-18 C se encuentra con otra carga
de
1.8 X10-19C. Si la fuerza de atraccin entre ellas es de 12 N,
determina a qu distancia se encontraban.
t=1.8 X 10 -14 m
FqKqd 212 =
NCXCXCNmXd
12)108.1)(104.2)(/109( 19182292 -- -=
NCXCXCNmXd
12)108.1)(104.2)(/109( 19182292 -- -=
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Referencias
tCarballo, Olano. Fsica: Una ciencia para todos, Merril,
1989.
tZitzewitz. Fsica: Principios y Problemas, McGraw Hill,
2003.
