TAREA NO.2Breyner Andres Castro Castillo

Cod.234866

CARGA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB

Calcule el número de partículas que hay en un centímetro cúbico de aire.

Tomando la densidad del aire a la altura de Bogotá, tenemos que es de 0.9643×10-3 g/cm³, la masa de aire en ese volumen es de 0.9643x ×10-3 g, y con el número de Avogadro de N=6.023 ×1023 y un peso molecular de 28.84 g/mol para el aire, número de partículas:

Npar= 2.014 ×1022

¿QUÉ ES UN COULOMB?

Una magnitud física que sirve para medir la carga eléctrica de los objetos.

1C= -6,241 509×1018 e-

¿CUÁNTOS ELECTRONES TIENE UNA PARTÍCULA CUYA CARGA ELÉCTRICA ES UN COULOMB? Y ¿CUÁL ES SU MASA EN KG?

El numero de electrones es: 1C= -6,241×1018 e-

Dado que la masa de un electron es de 9,1093×10−31 kg/ e-, luego:

mC= 5,69×10-12 kg

Donde mC es la masa de un columbio

¿CUÁNTOS PROTONES TIENE UNA PARTÍCULA CUYA CARGA ELÉCTRICA ES UN COULOMB? Y ¿CUÁL ES SU MASA EN KG?

Dada la neutralidad de la materia la carga de un protón es igual a la del electrón, solo que de signo contrario El numero de protones es el mismo:

1C= 6,241×1018 e-

Ahora la masa de un protón es de 1,6726×10−27  kg/ p+, luego:

mC=1.044×10-8

Donde mC es la masa de un columbio.

¿CUÁL ES EL CAMPO ELÉCTRICO QUE "SIENTE" UN ELECTRÓN EN UN ÁTOMO DE HIDRÓGENO?

Por la Ley de Coulomb dondek=8,9877×109 Nm2/C2 con r=53 pm y q=

1.6025×10-19

entonces la magnitud del campo es:E=512.76×109N/C

Representación grafica de la distribución del campo eléctrico

USANDO LA LEY DE COULOMB CALCULE LA FUERZA ELÉCTRICA, EN NEWTONS, QUE EL CAMPO ELÉCTRICO DE UN PROTÓN LE HACE A UN ELECTRÓN EN UN ÁTOMO DE HIDRÓGENO

La fuerza eléctrica esta dada por la ecuación

Entonces la magnitud de Fe= 8.22×10-

8 N

CALCULE LA FUERZA GRAVITACIONAL CON LA QUE ES ATRAIDO UN ELECTRÓN POR UN PROTÓN.EN UN ÁTOMO DE HIDRÓGENO. COMPÁRELA CON LA FUERZA ELÉCTRICA.

La fuerza con la que dos objetos son atraídos entre si por el simple hecho de tener masa esta dada por la ley de atracción universal:

Donde:G= 6,67×10-11 r=53 pmme= 9,1093×10−31 kgmp= 1,6726×10−27  kgAsi:

Fg=3.62×10−47 N

Nótese que la fuerza de atracción eléctrica es muchísimo más grande que la gravitacional aproximadamente 2.27×1039

¿CUÁLES SON LAS UNIDADES DEL CAMPO ELÉCTRICO?

El campo eléctrico esta dado en unidades de N/m

¿QUÉ ES UN DISPOSITIVO DENOMINADO CAPACITOR (TAMBIÉN CONOCIDO COMO CONDENSADOR O FILTRO)?, DESCRIBA SUS CARACTERÍSTICAS

Un capacitor en un dispositivo eléctrico que físicamente almacena energía mecánica potencial, pero que cuando se conecta a un circuito eléctrico se comporta como si fuera un almacén de carga eléctrica. Esta constituido por dos placas separadas por un dieléctrico o por el vacio.

ESQUEMA DE UN CONDENSADOR EN EL INTERIOR

CALCULE EL CAMPO ELÉCTRICO EN EL INTERIOR DE UN CAPACITOR El valor del campo eléctrico en el

interior se calcula como se observa en la figura:

Es decir se necesita conocer el campo de las dos placas, y luego sumarlas vectorialmente, en el exterior el campo se anula pero en el interior se suman, en el caso de que los campos sean iguales como ocure en un capacitor Eint=2E, el campo de cada placa se puede calcular con integrales, tomando un diferencial de área y como la carga es constante entonces se resuelve la integral.

¿QUÉ ES UN ELECTRÓMETRO?.¿ PUEDE HACER UNO DE BOLSILLO CON MATERIALES CASEROS, CON UN COSTO DE MENOS DE $50.OO?

Un electrómetro es un dispositivo que mide la carga. Se podría hacer uno de $50 solo que su medición solo notaria la presencia de un campo electico por carga inducida pero no mediría la carga como tal.