TRAB_COLB_FASE1_2150502_8

TRABAJO COLABORATIVO ELECTRICIDAD Y ELECTROMAGNETISMO (E-LEARNING

PRESENTADO POR: CLARA INES CARDENAS YAÑEZ COD. 60255539 MARY ELIZABETH SALAZAR GÓMEZ. CÓDIGO: 63.335.825 SANDRA M. RUEDA VELASCO CÓDIGO: 63497339 YANETH GISSELA GALVIS QUINTERO CÓDIGO: 37861475

CÓDIGO DEL GRUPO 2150502_8

PRESENTADO A:

PABLO ANDRES GUERRA GONZÁLEZ TUTOR DE GRUPO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA CEAD BUCARAMANGA ECBTI SEPTIEMBRE 10 2015

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo nos adentramos en el mundo de la electroestática, cargas eléctricas, potenciales eléctricos, ley de Coulomb entre otros. Su finalidad es afianzar nuestros conocimientos en estos temas para poder llevarlos a la práctica en nuestras profesiones.

Objetivos

 Estudiar y aplicar los conceptos vistos en la unidad 1 del curso electricidad y electromagnetismo.  Trabajar de manera colaborativa para la realización del mismo.  Realizar ejemplos prácticos de experiencias referentes al tema.

Cada estudiante debe desarrollar como mínimo uno de los primeros 4 ejercicios y el ejercicio 5 en su totalidad y subir su solución al foro de trabajo colaborativo I.

Ejercicio # 1

Determinar la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1 = + 1 x 10-6 C. y q2 = + 2,5 x 10-6 C. que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 5 cm. solución: Para calcular la fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas puntuales en reposo recurriremos a la ley de Coulomb por lo tanto previo transformar todas las magnitudes en juego a unidades del sistema internacional de medidas nos queda que:

F21 +q1

Fe = Ke

5 cm

F12 +q2

q 1q 2 r2 q 1q 2 r2

Fe =

1 4 лєo

Fe =

8.8542 x 10−12 C 2 /N . m2 4 л¿ 1 ¿

2

.

0,05 m¿ ¿ ( 1 x 10−6 C ) (2,5 x 10−6 C) ¿

Fe = 8,99 N Como la respuesta obtenida es de signo positivo nos está indicando que la fuerza es de repulsión.

Respuesta: La fuerza de repulsión tiene un módulo de 9 N. pero debemos indicar además en un esquema gráfico las demás características del vector tal como se indica en el gráfico.

2. Determinen el valor del campo eléctrico en un punto A sabiendo que si se coloca un electrón en dicho punto recibe una fuerza de F = 6,4 x 10-14 N. Recuerden que la carga del electrón es e- = -1,6 x 10-19 C. Dibujen un esquema del ejercicio.

Fe q

E=

E=

q

6,4 x 10 14 xN ¿ ¿ ¿

E = 400.00 N/C

3. Un campo eléctrico uniforme de valor 200 N/C tiene la dirección x positiva. Se deja en libertad una carga puntual Q = 3 x 10-6 C, inicialmente en reposo y ubicada en el origen de coordenadas. a) Cuál es el cambio en energía potencial del sistema, si la carga se desplaza desde x = 0m hasta x = 4m ?

y

A

B

x

x=0

x = 4m

AU = -q . E . Ax AU = - (3x106 C) . (200 N/C) . (4m -0m) AU = - (3x10-6) (200N) (4m) AU = -2,4x10-3 N.m AU = -2,4x10-3Joules b) Cuál es la diferencia de potencial ΔV (0-4) = V(4m) - V(0m) ? AV (0-4) = V (4m) - V (0m)

AV (0-4) =

AU qo

AV (0-4) = -2,4x10-3J 3x10-6C AV (0-4) = - 800V (voltios) 4. Calculen la capacidad equivalente a los condensadores: C1 = 3 mF, C2 = 6 mF y C3 = 12 mF, si: a) están conectados en serie y b) están conectados en paralelo. Recuerden que el prefijo “ m ” es de “ mili ” y equivale a 10 -3 C1 C2 C3

+ En paralelo C = C 1 + C2 + C3 C = 3mF + 6mF + 12mF C = 21mF

C1

c2

+ En serie

c3

1 c

=

1 c

= 3 mF

1 c

=

C=

1 c1 1

7 12 mF

12 7

C = 1,71 mF

+

1 c2

+ 1

+ 6 mF

1 c3 1

+ 12 mF

Componente Practico Objetivo Comprender y comprobar desde la simulación, el comportamiento de las cargas eléctricas y la fuerza que ejercen dichas cargas entre sí, mediante la experimentación de la ley de Coulomb.

 Frota la esfera azul en el chaleco:

El saco de lana comparte cargas, se muestra como el saco queda con cargas positivas y la esfera azul con cargas negativas.

 Frota la esfera amarilla en el chaleco y acércala a la esfera azul.

Se evidencia que las esferas al acercarlas no hay atracción por tener las dos cargas negativas, pero si quedan atraídas por el chaleco de lana por tener cargas positivas y negativas. Cargas positivas y negativas.

 Frota la regla contra el chaleco y llévala al papel:

Al frotar la regla con el chaleco de lana se produce fricción y la regla queda con carga negativa, y al acercarlo al papel estos dos se unen porque el papel tiene carga positiva.  Acerca la regla a las esferas:

Esta no se une con las esferas porque todos tienen cagas negativas.  Enciende y apaga la opción de ignorar el chaleco y observa la diferencia:

Al apagar la opción del chaleco las esferas se separan porque no tienen atracción positiva y se alejan del chaleco de lana, y al encender la opción vuelven y se atraen al chaleco. SIMULADOR PARTE 2



Coloca dos cargas positivas. A aquí no se nota nada en común porque sus cargas son positivas esto conlleva a que no hay atracción eléctrica.



Coloca dos cargas negativas: se evidencia las dos cargas negativas completamente separadas por tener sus dos lados en común.



Coloca una carga positiva y una negativa : la magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas son atraídas en común, por tener diferente carga eléctrica positiva y negativa.



Coloca dos cargas con valores iguales y una con valor distinto: en este caso las cargas se encuentran distantes los positivos de los negativos.



Coloca tres cargas con valores distintos: se nota que la carga negativa con valor de 3 es atraída por la carga positiva de 4 y la positiva de 1 se evidencia distante de las otras.



Modifica la distancia entre las cargas: cuando la carga son del mismo valor pero positivas y negativas esta se distancian.

Conclusiones

El componente práctico nos permitió entender el comportamiento de las cargas eléctricas y los fenómenos que ocurren a su alrededor. Es necesario analizar cada caso en particular para poder utilizar la fórmula adecuada que nos lleve a la respuesta correcta, ya que cuando lo llevemos a la práctica en nuestras profesiones podríamos tener experiencias negativas.

Bibliografía Tipler, P. y Mosca, G. (2007) Física para la Ciencia y la Tecnología, Volumen 2. (5ª ed). Barcelona. Reverte. Gettys, W., Keller, F. y Skove, M. (2005) Física para Ciencias e Ingenierías,Tomo 2. Mexico. Mc Graw-Hill. Serway, R. (2009) Física para ciencias e ingeniería con física moderna, Volumen 2. (7ª ed). Cengage Learning Editores, México. Carga y Campo Eléctrico. Recuperado el 20 de Abril de 2014 en: http://ing.unne.edu.ar/pub/fisica3/170308/teo/teo1.pdf Ley de Coulomb. Recuperado el20 de Abril de 2014 en: http://www.objetos.unam.mx/fisica/leyCoulomb/index.html https://www.youtube.com/watch?v=sWsY5EuOW-Q Profesor Cesar Antonio Izquierdo Merlo. Ingeniería Universidad de San Carlos de Guatemala, Departamento de Física Clases Virtuales. http://www.fisimat.com.mx/ley-de-coulomb/ Ingeniero Carlos Alberto Julián Sanchez.Fisimat. https://www.youtube.com/watch?v=1Xnl9J4Y_EU .Fisica.