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TAREA 2
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1. CALCULE EL NÚMERO DE PARTÍCULAS QUE HAY EN UN CENTÍMETRO
CÚBICO EN NUESTRA ATMOSFERA RESPIRABLE:
En el aire corriente que respiramos contiene aproximadamente 10 19 partículas.
2. ¿QUÉ ES UN COULOMB?:
El Coulomb es la unidad con la cual se cuantifica la cantidad de electricidad, se
define como la carga transportada por un Amperio en un Segundo.
se simboliza con la letra C.
3. ¿CUÁNTOS ELECTRONES TIENE UNA PARTÍCULA CUYA
ELÉCTRICA ES UN COULOMB Y CUÁL ES SU MASA EN KG?
1𝐶 ∙
CARGA
1𝑒
= 6.25 ∙ 1018 𝑒
1.6 ∙ 10−19 𝐶
6.25 ∙ 1018 𝑒 ∙
9.1 ∙ 10−31 𝑘𝑔
= 5.69 ∙ 10−12 𝑘𝑔
1𝑒
4. ¿CUÁNTOS PROTONES TIENE UNA PARTÍCULA CUYA CARGA ELÉCTRICA
ES UN COULOMB Y CUÁL ES SU MASA EN KG?
Conociendo la carga de un protón, la cual es la misma que la de un electrón, pero
con el signo contrario, el número de partículas en un Coulomb se encuentra de la
siguiente forma:
1𝐶 ∙
1𝑝
= 6.25 ∙ 1018 𝑝
1.6 ∙ 10−19 𝐶
6.25 ∙ 1018 𝑝 ∙
1.7 ∙ 10−27 𝑘𝑔
= 1.1 ∙ 10−8 𝑘𝑔
1𝑝
5. HAGA UN ESTIMADO DE LAS DIMENSIONES DE LAS PARTÍCULAS ARRIBA
MENCIONADAS. SUPONGA QUE CADA PARTÍCULA ESTÁ CONFINADA EN
UN VOLUMÉN DE UN AMSTRONG CÚBICO.
Asumiendo que cada partícula ocupa un Amstrong cúbico de espacio, entonces
juntarlas se ocuparía un espacio de 6.25 ∙ 1018 Å.
Según lo anterior tendremos que: 6.25 ∙ 1018 Å ∙
1∙10−10 𝑚
1Å
= 6.25 ∙ 108 𝑚.
6. ¿CUÁL ES EL CAMPO ELÉCTRICO QUE “SIENTE” UN ELÉCTRON EN UN
ÁTOMO DE HIDROGENO?
𝑞
𝑁
Usando la de ley de Coulomb, tenemos 𝐸 = 𝑘 𝑟 2 , [ 𝐶 ] = [
𝑁𝑚2
𝐶2
𝐶
∙ 𝑚2 ].
Reemplazando las variables conocidas obtenemos:
𝐸 = 8.99 ∙ 109 ∙
1.6 ∙ 10−19
𝑁
= 5.12 ∙ 1011
−11
2
(5.3 ∙ 10 )
𝐶
7. 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 HIDROGENO.
𝐹 = 𝑞𝐸,
𝑁
[𝑁] = [𝐶 ∙ ]
𝐶
𝐹 = 1.6 ∙ 10−19 ∙ 5.12 ∙ 1011 = 8.19 ∙ 108 𝑁
8. CALCULE LA FUERZA GRAVITACIONAL CON LA QUE ES ATRAÍDO UN
ELECTRÓN POR UN PROTÓN EN UN ÁTOMO DE HIDROGENO
Por ley de gravitación universal, 𝐹 = 𝐺
𝑚1 𝑚2
𝑟2
. Donde 𝐺 = 6.7 ∙ 10−11
𝑁𝑚2
𝑘𝑔2
𝑁𝑚2 𝑘𝑔 ∙ 𝑘𝑔
∙
]
𝑘𝑔2
𝑚2
9.1 ∙ 10−31 ∙ 1.7 ∙ 10−27 𝑘𝑔
𝐹 = 6.7 ∙ 10−11 ∙
= 3.7 ∙ 10−47 𝑁
(5.3 ∙ 10−11 )2
[𝑁] = [
9. ¿CUÁLES SON LAS UNIDADES DE CAMPO ELÉCTRICO?
Néwtones sobre Culombios o Voltios sobre metros.
𝑁
𝑉
[𝐶 ]
[𝑚]
10. ¿QUÉ
ES UN DISPOSITIVO DENOMINADO CAPACITOR (TAMBIÉN
CONOCIDO COMO CONDENSADOR O FILTRO)? DESCRIBA SUS
CARACTERÍSTICAS.
Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está
formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de
tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos
contrarios.
En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o
armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una
lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador,
ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte,
teniendo una de las placas cargada negativamente (Q-) y la otra positivamente
(Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice
que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.
Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante (por
lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es como un
cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente
alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se
debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito
eléctrico, pero si queremos que pase la alterna.
11. CALCULE EL CAMPO ELÉCTRICO EN EL INTERIOR DE UN CAPACITOR.
Para calcular el campo eléctrico dentro de un capacitor se debe hacer referencia a
la relación entre este y la diferencia de potencial 𝐸 = − ∇𝑉 . Teniendo como
resultado que la capacidad de un capacitor es proporcional a la carga en su
interior e inversamente proporcional a la diferencia de potencial entre las placas.
𝐶=
𝑞
𝑉1 − 𝑉2
12. ¿QUÉ ES UN ELECTRÓMETRO? ¿PUEDE HACER UNO DE BOLSILLO CON
MATERIALES CASEROS, CON UN COSTO DE MENOS DE $50.OO?
Es un electroscopio con una escala, es decir, un instrumento rudimentario para la
medición y detección de cargas eléctricas, consta de un envase de vidrio sellado
con un tapón o corcho el cual es atravesado por una varilla metálica y esta a su
vez conectada a dos láminas de aluminio en su interior.