Transcript TAREA No 2 CARGA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB

Densidad del aire: 1,18*10^-6 Kg/cm3
Masa molar promedio: 29*10^-3 Kg/mol
El número de moles en un cm3 es:
(1,18*10^-6Kg/cm3)/(29*10^-3 Kg/mol) =
4,06*10^-5 mol/cm3
= 2,44*10^19 partículas
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El culombio o coulomb (símbolo C) es
la unidad derivada del sistema
internacional para la medida de la
magnitud física cantidad de
electricidad (carga eléctrica).
Nombrada en honor del físico
francés Charles-Augustin de
Coulomb.
Un electrón tiene una carga de
-1.6 x 10^-19 [C]
 Luego en 1[C] hay (1/(-1.6 x 10^-19))
electrones, es decir 6.3 x 10^18 e
 Por lo cual, la masa de 1[C] es
(6.3 x 10^18)(9.1 x 10^-31) kg, es decir,
5.7x10^(-12) kg.
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Como la carga de un protón es la misma del
electrón pero con signo contrario, entonces
1[C] contiene 6.3 x 10^18 protones.
La masa de un protón es de 1.7x10^(-27) kg
Luego dicha partícula tiene una masa de
1.1x10^(-8) kg.

Sabemos que el campo eléctrico viene dado por la
fórmula
Y como la carga de un electrón es 1.6x10^(-19) C y
la distancia entre un electrón y un protón en un
átomo de hidrógeno es 5.3 x 10^-11 m tendremos
que el campo eléctrico que siente un electrón en un
átomo de Hidrógeno es de
E= 5.8*10^11 N/C
Por la ley de Coulomb tenemos que la Fuerza eléctrica está dada
por la fórmula
F= qE
y gracias al ítem anterior podemos conocer que el campo
eléctrico de un protón es
5.8*10^11 N/C
Tenemos que la Fuerza eléctrica que ejerce un campo eléctrico
de un protón a un electrón en un átomo de Hidrógeno es
-9.2*10^-8 N
Notando así que la fuerza es atractiva.
Teniendo en cuenta que la fuerza gravitacional viene dada por
Y conociendo que la masa del electrón es 9.1x10^-31 kg, la masa
del protón es 1.7x10^(-27) kg, la distancia entre un protón y un
electrón en un átomo de hidrógeno es 5.3x10^-11 m y que la
constante gravitacional es 6.7*10^-11 N(m/kg)^2 obtenemos
que la fuerza gravitacional con la que es atraído un electrón por
un protón en un átomo de hidrógeno es
3.6x10^-47 N
Así, notamos que la fuerza eléctrica entre los mismos es mucho
más grande que su fuerza gravitacional. Gracias a ello, entre
otras cosas, no permanecemos pegados unos con otros.
El campo eléctrico se puede medir en
Newtons sobre Coulombs o en Voltios sobre
metros. Ambas son equivalentes.
Un capacitor es un dispositivo usado para acumular energía en
un campo eléctrico. Se compone por dos conductores
eléctricos separados por un aislante.
Uno de sus principales usos en circuitos electrónicos es
bloquear corriente directa y permitirle paso a la corriente
alterna.
En primer lugar, calculamos el campo creado por una placa plana indefinida,
cargada con una densidad de carga s , aplicando la ley de Gauss.
Campo creado por una placa plana indefinida, cargada.
A partir de la simetría de la distribución de carga, determinamos la dirección
del campo eléctrico, la cual perpendicular a la placa cargada, hacia afuera si
la carga es positiva y hacia la placa si la carga es negativa.
Tomamos como superficie cerrada, un cilindro de base S, cuya generatriz es
perpendicular a la placa cargada.
El flujo tiene dos contribuciones:
 Flujo a través de las bases del cilindro: el campo y el vector
superficie son paralelos.
E·S1+E·S2=2EScos0º=2ES
 Flujo a través de la superficie lateral del cilindro. El campo E es
perpendicular al vector superficie dS, el flujo es cero.
El flujo total es por tanto; 2ES
La carga (en la figura de color rojo) en el interior de la superficie
cerrada vale q=s S, donde s es la carga por unidad de superficie.
Y por último, aplicando la ley de Gauss tenemos que
El campo producido por una placa infinitamente grande es constante,
su dirección es perpendicular a la placa. Esta fórmula la podemos
considerar válida para distancias próximas a una placa en
comparación con sus dimensiones.
Uno de los modelos de electrómetro
consiste en un recipiente de vidrio en la
cual se introduce, debidamente aislada
por un tapón aislante, una varilla que
soporta una lámina de oro muy fina o de
aluminio, apoyada en este caso de tal
manera que pueda girar libremente sobre
una escala graduada.
Al establecer una diferencia de potencial
entre el vidrio y la varilla con la lámina de
oro (o de aluminio), ésta es atraída por la
pared del recipiente. La intensidad de la
desviación puede servir para medir la
diferencia de potencial entre ambas.
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Serway. Raymond. A; Beichner. Robert J.
Física para ciencias e ingeniería. Quinta
edición. Mc Graw Hill.2001.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagn
et/campo_electrico/plano/plano.htm
http://www.fisicapractica.com/fuerzaelectrica.php