Download Tarea 2 Carga Eléctrica y Ley de Coulomb Maribel Rocío Romero

TAREA 2
CARGA ELÉCTRICA Y LEY DE
COULOMB
Maribel Rocío Romero De La Hoz
Grupo 4 N.31
Código: 244417
CALCULE EL NÚMERO DE PARTÍCULAS QUE HAY EN
UN CENTÍMETRO CÚBICO DE NUESTRA ATMOSFERA
RESPIRABLE
La atmósfera terrestre está formada por una combinación de gases, sin
embargo, los mayores componentes y los que se mantienen de manera
constante son el oxígeno y el nitrógeno, un 75% de Nitrógeno y un 25%
de Oxígeno.
A condiciones normales, T=25°C y P=1atm, las moles totales en la
atmósfera son:
Ahora, sabiendo que en un mol hay 6,023*10^23 partículas (Número
de avogadro), se calcula cuantas partículas están contenidas en un
centímetro cúbico de aire:
Por tanto, en un centímetro cúbico de atmósfera respirable hay un
total de 2,5*10^10 partículas
¿QUÉ ES UN COULOMB?
En el Sistema Internacional, el Coulomb es la unidad de
carga eléctrica. Cuantitativamente se define como la
cantidad de carga eléctrica transportada en un segundo
por una corriente de 1 amperio de intensidad
Su nombre fue asignado en honor al físico e ingeniero
francés Charles Agustin de Coulomb
¿CUÁNTOS ELECTRONES TIENE UNA PARTÍCULA
CUYA CARGA ELÉCTRICA ES UN COULOMB Y
CUÁL ES SU MASA EN KG?
Cada electrón tiene una carga de 1,6*10^-19 C,
por tanto, una partícula de 1C contendrá:
De esta manera, puede calcularse la masa de la
partícula:
Entonces, la partícula contiene 6,25*10^18 e, y
por tanto, una masa de 5,7*10^-21 kg.
¿CUÁNTOS PROTONES TIENE UNA PARTÍCULA
CUYA CARGA ELÉCTRICA ES UN COULOMB Y
CUÁL ES SU MASA EN KG?
Cada protón tiene una carga de 1,6*10^-19 C, por
tanto, una partícula de 1C contendrá:
De esta manera, puede calcularse la masa de la
partícula:
Entonces, la partícula contiene 6,25*10^18 p, y por
tanto, una masa de 1,04*10^-8 kg.
HAGA UN ESTIMADO DE LAS DIMENSIONES DE LAS
PARTÍCULAS ARRIBA MENCIONADAS. SUPONGA QUE
CADA PARTÍCULA ESTA CONFINADA EN UN VOLÚMEN
DE UN
AMSTRONG CÚBICO
V en que está confinada la partícula:
Volumen de la partícula de electrones:
Volúmen de la partícula de protones: Ya que el volumen
de referencia es el mismo y el numero de partículas
también, se considera que ambas partículas tienen el
mismo volúmen, pero diferente masa y por tanto, distinta
densidad.
¿CUÁL ES EL CAMPO ELÉCTRICO QUE "SIENTE"
UN ELECTRÓN EN UN ÁTOMO DE HIDRÓGENO?
El radio átomico del hidrógeno es de 0,5*10^-10 A
La carga de un electrón es 1,6*10^-19C
El campo eléctrico de una carga puntual puede
calcularse a partir de la siguiente ecuación:

El campo eléctrico que siente un electrón en un átomo
de hidrógeno es de 5,76*10^11 N/C
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
Habiendo calculado ya el campo eléctrico que siente un
electrón en un átomo de hidrógeno, es posible calcular
la fuerza eléctrica a partir de la siguiente ecuación:
La fuerza eléctrica que le hace un protón a un electrón
en el átomo de hidrógenon es de 9,2*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.
Utilizando la ley de gravitación de Newton y la masa del
protón, se determina la fuerza gravitacional:
Donde G=6,7*1^-11 N.m^2/kg^2
Reemplazando los datos en la ecuación se obtiene:
Fg=3,6*10^-47 N
COMPARACIÓN DE LA FUERZA GRAVITACIONAL
Y LA FUERZA ELÉCTRICA OBTENIDAS
Como se observó a partir de los resultados, la
fuerza gravitacional entre las partículas atómicas
cargadas es despreciable comparada con la fuerza
eléctrica.
¿CUÁLES SON LAS UNIDADES DEL CAMPO
ELÉCTRICO?

La unidad del campo eléctrico en el sistema
internacional es N/C cuando el campo eléctrico es
producido por una carga puntual, de lo contrario
es V/m.
¿QUÉ ES UN CAPACITOR?. DESCRIBA SUS
CARACTERÍSTICAS
Un capacitor es un dispositivo que almacena carga eléctrica.
Está conformado por dos conductores próximos el uno al
otro, separados por un aislante, de modo que puedan estar
cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.
Pueden conducir corriente eléctrica durante sólo un
instante, aunque funcionan bien como conductores en un
circuito de corriente alterna.
CALCULE EL CAMPO ELÉCTRICO EN EL
INTERIOR DE UN CAPACITOR
Si se tiene un condensados de placas planas paralelas, entonces
tendríamos un capo eléctrico de la siguiente forma
Si se toma la distancia de separación entre placas mucho más
pequeña que el área de las mismas, se desprecia el efecto de
borde y se considera que el campo eléctrico en el interior del
condensador es constante y viene dado por:
La ecuación anterior solo es aplicable para el
cálculo del campo eléctrico en el centro del
condensador. A medida que se acerca a las
placas, el efecto de borde se hace mas grande y no
puede despreciarse.
En general, el campo eléctrico en un condensador
puede calcularse como:
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 dotado de una escala. Un
electroscopio es un instrumento utilizado para verificar que un
cuerpo está electrizado y para verificar el signo de sus cargas.
Puede construirse sin tener que utilizar dinero debido a que los
materiales necesarios son caseros y reciclables, se encuentran en
cualquier hogar. Esto es, un recipiente de vidrio, una lámina de
aluminio, un aislante y una varilla.