Carga eléctrica y ejercicios

Es una presentación que incluye carga eléctrica, fuerza eléctrica y ejercicios propuestos

1. Carga eléctrica Fuerza eléctrica

2. Carga eléctrica La carga eléctrica es una magnitud física característica de los fenómenos eléctricos. La carga eléctrica es una propiedad de los cuerpos. Cualquier trozo de materia puede adquirir carga eléctrica. La carga eléctrica se manifiesta mediante formas de atracción y repulsión La interacción electromagnética es una de las cuatro fuerzas fundamentales

3. Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas no varía en el tiempo

4. La carga eléctrica es discreta en otras palabras sólo se pueden dividir un número finito de veces La unidad con que se mide la carga eléctrica es el coulomb (C), en honor a Charles Coulomb ,  y que corresponde a lo siguiente: 1 Coulomb = 6,25x10 18 electrones. Por lo que la carga del electrón es de 1,6x10 -19 C .

5. ActividadES El átomo de magnesio tiene 12 electrones, cada uno de los cuales tiene una carga negativa de magnitud 1,6  •  10 –19 C; y 12 protones, cada uno de los cuales tiene una carga positiva de magnitud 1,6 • 10 –19 C. Al ionizarse, dicho átomo “pierde” dos electrones. De acuerdo con esta información la carga eléctrica total (neta) del ion de magnesio es A)  +2  •  1,6  • 10 –19 C. B)  - 2  •  1,6  • 10 –19 C. C)  -10 •  1,6  • 10 –19 C. D) +22 •  1,6  • 10 –19 C. E)  -22 •  1,6  • 10 –19 C.

6. Dos cuerpos, inicialmente en estado neutro, se cargan eléctricamente frotándolos uno contra el otro. Respecto a los electrones involucrados en este proceso de carga, es correcto afirmar que A) ambos cuerpos pierden igual número de electrones. B) ambos cuerpos ganan igual número de electrones. C) uno de los cuerpos pierde electrones, que pasan al otro. D) ninguno de los cuerpos pierde ni gana electrones. E) ambos cuerpos pierden electrones, pero uno pierde más electrones que el otro.

7. Tres esferas metálicas idénticas, M , N y R , se encuentran aisladas eléctricamente. Inicialmente la esfera M tiene una carga Q y las otras dos esferas están descargadas. Se pone en contacto M con N y luego se separan. A continuación se pone en contacto N con R y luego se separan. Finalmente se ponen en contacto R con M y luego se separan. La carga eléctrica con que quedará la esfera M al final del este proceso será igual a A) Q B) Q/2 C) 3Q/8 D) Q/3 E) Q/4

8. Métodos de electrización Cargar o electrizar un cuerpo consiste en conseguir que el número de electrones de algunos de sus átomos no sea igual al número de protones . Existen tres métodos fundamentales para cargar un cuerpo: por contacto, por inducción y frotamiento .

9. Electrización por contacto . Cuando un cuerpo cargado se pone en contacto con otro, la carga eléctrica se distribuye entre los dos y, de esta manera, los dos cuerpos quedan cargados con el mismo tipo de carga

10. La figura muestra un electroscopio. Al tocar con un cuerpo cargado la esfera superior, la carga penetra hasta las láminas, éstas al adquirir la misma carga se repelen y se separan .

11. Electrización por frotamiento Al frotar un cuerpo fuertemente con un paño, este se carga positivamente o negativamente dependiendo de su tendencia de ganar o perder electrones respectivamente. Por ejemplo al frotar una barra de vidrio, ésta se cargará positivamente

12. Electrización por inducción Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.

13. En un electroscopio cargado positivamente (fig. a) se observa que la separación de las hojas (h) disminuye al intercalar entre ellas, sin tocarlas, una lámina (L) descargada (carga neta = 0) (fig. b). ¿Cuál de las siguientes opciones explica el fenómeno observado ?

14. A)  Parte de la carga positiva de las hojas pasa a la lámina. B)  Aparece una carga neta negativa en la lámina. C)  Se inducen cargas negativas en las superficies de la lámina. D)  Cargas negativas de la lámina pasan a las hojas del electroscopio. E)  Se inducen cargas positivas en las superficies de la lámina.

15. Fuerza eléctrica Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

16. Diagrama de fuerzas

17. Ejercicios 1-Dos cargas puntuales (q 1 y q 2 ) se atraen inicialmente entre sí con una fuerza de 600 N , si la separación entre ellas se reduce a un tercio de su valor original  ¿cuál es la nueva fuerza de atracción ? Una carga de +60 µC (q 1 ) se coloca a 60 mm (r) a la izquierda de una carga de +20 µC (q 2 ) ¿cuál es la fuerza resultante sobre una carga de –35 µC (q 3 ) colocada en el punto medio (r/2) entre las dos cargas?