Determine la estructura de la materia
Esta constituida por atomos los cuales a su vez estan
constituidos por 3 partículas fundamentales: electrones, protones y
neutrones. Los neutrones y protones constituyen un
bloque apretado y compacto llamado núcleo y a gran distancia de el se
ubican los electrones, girando a su alrededor.
El electrón posee carga eléctrica negativa y es la
partícula de menor masa dentro del atomo. Todos los electrones son iguales entre si, aun cuando pertenecen a
distintos atomos.
Los protones son de una masa bastante grande comparada con los electrones, un protón esta dotado de carga eléctrica
positiva, es decir, presentan una carga igual en magnitud que la del electrón pero
de signo opuesto.
Los neutrones se ubican en el núcleo del atomo,
no presentando carga eléctrica. Su masa es aproximadamente igual a la del
protón.
Un atomo, en su estado normal, presenta el
mismo número 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. De acuerdo a esto, se dice que
el atomo es electrónicamente neutrón.
¿Qué
son interacciones eléctricas?
Primeramente debemos ver en que consiste un
péndulo eléctrico y un electroscopio.
Un péndulo eléctrico es una esferita de
una sustancia muy liviana, la cual se encuentra colgando de un hilo aislante.
Un electroscopio es un aparato que nos permite conocer
si un cuerpo esta cargadoeléctricamente. Esta
constituido por dos laminas metalicas muy finas suspendidas de una barra
conductora. En el otro extremo, el superior, posee una esfera o disco de
metal. La parte inferior de la esfera, la que constituye la barrila y las
laminas, se encuentran colocadas dentro de un
recipiente de vidrio que tiene como
función proteger las tiras metalicas de las corrientes de aire.
Defina, conductores, aisladores y semi-conductores
Los conductores son aquellos materiales en los cuales las cargas
eléctricas (electrones libres) se desplazan con bastante facilidad.
Los aisladores eléctricos son los materiales cuyos electrones se hallan
fuertemente ligados al núcleo impidiendo el transporte de carga con
facilidad.
Los semiconductores son materiales que presentan propiedades
intermedias entre los conductores y los aisladores.
Formas de cargar un cuerpo
a) Carga por frotamiento: Cuando se frotan los cuerpos de distintas naturaleza
se produce una transferencia de electrones desde uno de los cuerpos hasta el
otro. El que perdió los electrones quedo cargado
positivamente y el que los gano quedo cargado negativamente. Ejemplo:
Cuando se frota el vidrio con la seda, algunos electrones del vidrio son
extraídos quedando este con carga positiva.
b) Carga por contacto: En general, cuando dos cuerpos se cargan por contacto,
el cuerpo electrizado le comunicara al otro una carga de su mismo signo.
Consideramos un cuerpo metalico
cargadonegativamente (con exceso de electrones libres) y otro en estado neutro
(tiene el mismo numero de electrones que de protones) Cuando se ponen en
contacto, los electrones en exceso en el primer cuerpo pasan al segundo cuerpo,
quedando este cargado negativamente por tener ahora un exceso de electrones.
c) Carga por inducción: Si acercamos un cuerpo “A”, cargado
negativamente a un cuerpo “B” en estado neutro, los electrones de
este se alejan al cuerpo “A”, quedando con carga positiva la parte
del cuerpo “B” mas próxima al cuerpo “A”.
Sin retirar el cuerpo “A”, ponemos el cuerpo “B” en
comunicación con tierra a través de un
alambre metalico. Los electrones del cuerpo “B” escapan
a tierra, por ser el alambre metalico un conductor.
Finalmente se retira el cuerpo “A” y el cuerpo
“B” quedara cargado positivamente.
Este proceso recibe el nombre de inducción electrostatica, el
cuerpo “A” es el inductor y el cuerpo
“B” es el inducido.
La inducción electrostatica es el proceso de separación de
cargas en un conductor, producida por el acercamiento
de un cuerpo electrizado, donde las cargas adquiridas son de signos opuestos a
la carga del
inductor.
d) Carga por defecto termoiónico: El efecto termoiónico es la
propiedad que tienen ciertos cuerpos para desprender electrones cuando aumentan
su temperatura.
e) Carga por efecto fotoeléctrico: Se entienden por efecto
fotoeléctrico al proceso de emisión de electrones desde la
superficie de un metalalcalino cuando sobre el inciden
las reacciones de la luz.
f) Carga por efecto piezoeléctrico: es el proceso en el cual aparecen
cargas eléctricas sobre las caras de ciertos
cristales (cuarzo) cuando son sometidos a compresiones y dilataciones.
Comportamiento entre las interacciones eléctricas y gravitaciones
En cuanto a las diferencias se refiere, podemos establecer las siguientes:
-La fuerza eléctrica, ejercida por la interacción entre cargas es
mucho mayor que la fuerza gravitatoria con que se atraen dichas cargas. En otras palabras, las fuerzas eléctricas interactivas son
mucho mayores que las fuerzas gravitatorias.
-Las interacciones eléctricas se realizan con fuerzas de
repulsión y atracción, en cambio las fuerzas gravitatorias se
llenan a cabo mediante fuerzas únicamente de atracción.
Ley de coulomb
Fue Charles Agustín Coulomb, quien valiéndose de la balanza de
torsión, cuantifico las relaciones existentes entre las atracciones y
repulsiones eléctricas, haciendo la deducción de la ley que hoy
llena su nombre.
-Los primeros resultados experimentales obtenidos por Coulomb estaban referidos
a que si la distancia entre las cargas aumentaba el triple, la fuerza se reduce
a la novena parte. Estos resultados los expreso Coulomb
mediante la expresión.
F: es la magnitud de la fuerza entre las cargas.
r: es la distancia de separación entre las
cargas.
-Por otro lado, si se mantiene constante la distancia, entrelas cargas y se
duplica el valor de una de estas, la fuerza mutua también se duplica
(Coulomb), a pesar de no haberle hecho una demostración rigurosa a esto último, supuso que la fuerza es proporcional
al producto entre las cargas.
De esta forma la ley queda enunciada así
Dos cargas eléctricas puntuales se atraen o se repelen con una fuerza
directamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Determine semejanzas y diferencias entre la ley de gravitación universal
y la ley de Coulomb
-La ley de newton esta referida a la atracción existente entre dos
porciones de materia, atracción que esta relacionada con su masa, en
cambio, la ley de Coulomb se refiere a las atracciones y repulsiones
eléctricas que no dependen de la masa sino del defecto o exceso de
electrones, es decir, de su carga eléctrica.
-En ambas leyes, tanto las fuerzas gravitatorias como las fuerzas eléctricas varían
con la distancia del
mismo modo, según el inverso de sus cuadrados, lo cual permite estudiar
los fenómenos eléctricos y gravitatorios usando cominos
analogos.
-En cuanto a la constante se refiere, en la ley de newton es la constante de la
gravitación universal que tiene un mismo valor en todo el universo, en
cambio la ley de coulomb, la constante tiene distinto valor para cada medio
donde se encuentren las cargas.
-Las fuerzas eléctricas en la ley de coulomb son mucho mayores que en la
ley de newton.