“CONOCIENDO EL MUNDO DE LA ELECTROSTÁTICA”
I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO” Tema: El estudio de las cargas eléctricas en reposo Grado y sección: 5º”E” Docente: Shirley Córdova García Alumnas y Nº de orden: Paoly Mechán Salazar
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10
Casandra Mora Ochoa
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23
Angie Navarro Dávila
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27
Jennifer Olivos Hurtado
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Josselyn Paico Díaz
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40
Vanessa Panduro Cabrera
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41
Chiclayo – Perú 2012 I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
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La electrostática es una rama de la física que estudia la relación que existe entre las cargas eléctricas en reposo, lo cual se puede y es mejor comprobar a través de la experimentación, para además de saber la parte conceptual completamos nuestro aprendizaje al descubrir los resultados de las experiencias dadas lo cual nos llevo a hacernos preguntas, que luego nos respondemos al indagar. Como veremos a través del método indagatorio que consiste en plantear hipótesis, observar, llevar a cabo la experiencia siguiendo instrucciones, dialogar argumentando sobre lo obtenido, a la vez que se plantean preguntas, todo ello para llegar a unas conclusiones sobre lo obtenido, para finalmente redactar el informe acerca de todo lo aprendido. Por ello este módulo consiste en ello en mostrar la parte teórica más una guía didáctica basada en el modelo indagatorio y así poder tener el conocimiento completo sobre el mundo de la electrostática.
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Con el descubrimiento de la electrostática, realizado por los antiguos griegos, se logro generar en tiempos posteriores, el estudio de la electricidad, la cual a través de los tiempos, ha brindado a la humanidad grandes conocimientos, y avances científicos; a demás de dar respuesta a varios fenómenos ocurridos en el universo. Las grandes teorías que se han desarrollado a partir de este descubrimiento, han venido evolucionando y aportando una ayuda importante en otros campos de la física, e incluso en estudios de otras ciencias. Así tenemos que la electrostática es útil e importante para todas las personas, ya que tenemos que se produce de manera muchas veces sencilla en experiencias tan simple como la frotación de objetos mostrando que se electrifican, a la vez está presente en nuestra vida diaria cuando hacemos uso de la televisión, computadora, fotocopiadora, y teléfonos celulares o cualquier aparato electrónico, ya que todos estos aparatos, los ocupamos ya sea para la vida académica o social, así tenemos por ejemplo: hacer una investigación o indagar sobre un tema ya es mucho más fácil realizarlas por medio del internet y obvio sin computadora no hay internet, o el uso del teléfono celular ya sea para comunicarnos u otra cosa , estos aparatos los hemos hecho esenciales para nosotros.
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Históricamente La electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló; luego la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las Leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
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La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que poseen algunas partículas subatómicas. Esta carga puede ser positiva o negativa como antes se dijo. Todos los átomos están formados por protones (de carga positiva) y electrones (de carga negativa). En general, los átomos son neutros, es decir, tienen el mismo número de electrones que de protones. Entonces podemos decir que un cuerpo está cargado cuando los átomos que lo constituyen tienen un defecto (ausencia o pérdida) o un exceso de electrones.
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http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisic a/asignaturas/fisica/animaciones_files/cargas .swf
Se puede apreciar la animación en: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfi sica/asignaturas/fisica/animaciones_files/ jaula_anim3.gif
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¿Sabias la 1º ley de electrostática?
Dice que “Los cuerpos cargados con el mismo signo se repelen cargados con signo contrario se atraen”
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•Cuando ponemos en contacto un conductor cargado con otro sin carga existirá entre ellos un flujo de electrones que durara hasta que se equilibren electrostáticamente. Esta propiedad la presentan solo los cuerpos conductores gracias a ue existe un importante grupo de electrones de conducción en las afueras del átomo.
Por inducción:
•Cuando dos cuerpos descargados se frotan entre si uno de ellos pierde electrones y se carga positivamente la otra gana los electrones del primero y se carga negativamente, verificándose que la carga total es nula. •Este fenómeno ocurre gracias a que determinados cuerpos presentan entre sus electrones fuerzas de cohesión bastante débiles lo que las predispone a abandonar el átomo.
Por contacto:
Por frotación:
Electrización de los cuerpos:
•Cuando acercamos un cuerpo cargado llamado inductor a un cuerpo conductor llamado inducido las cargas atómicas de este se reorganizan de manera que las de signo contrario al del inductor se sitúan lo mas próximo a el. A medida que acercamos el inductor al conductor surgen fuerzas de atracción entre los electrones más próximos a aquel y también del extremo mas alejado de modo que muestra una acumulación de cargamientras que la del extremo opuesto una carga positiva.
Clasificación de la materia según sus propiedades eléctricas:
Conductores: • Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.
Superconductores: • Son aquellos que no ofrecen resistencia al flujo de corriente eléctrica. Además presentan un acusado diamagnetismo, es decir, son repelidos por los campos magnéticos. La superconductividad sólo se manifiesta por debajo de una determinada temperatura crítica Tc y un campo magnético crítico Hc, que dependen del material utilizado.
Semiconductores: • Son los materiales sólidos o líquidos capaces de conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. A temperaturas muy bajas, los semiconductores puros se comportan como aislantes. Sometidos a altas temperaturas, mezclados con impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores puede aumentar de forma espectacular y llegar a alcanzar niveles cercanos a los de los metales. Las propiedades de los semiconductores se estudian en la física del estado sólido.
Aislantes: • Son materiales en los que las cargas se mueven con mucha dificultad y ofrecen una elevada resistencia al paso de la electricidad.
Se forman equipos de trabajo para realizar las siguientes actividades experimentales. Es necesario llevar materiales según la guía, para poder realizar las experiencias. Tema: El estudio de las cargas eléctricas en reposo Aprendizaje Esperado: Comprobar los efectos que producen las cargas eléctricas de los cuerpos en reposo.
Focalización: ¿Qué son aislantes y conductores? ¿Cuál es la clasificación de la electrización? ¿De qué manera podemos adquirir electricidad?
Hipótesis: Si un cuerpo que se encuentra en reposo se pone en contacto con uno que esta eléctricamente lleno se puede transferir las propiedades de electrización.
Tipos de electrización: Frotamiento, contacto e inducción.
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1. Electrización por frotamiento Experiencia 01: - Materiales:
- Procedimiento:
1 péndulo electrostático con la
Frotamos el globo inflado con la prenda de
bolita forrada de aluminio.
lana o el cabello de una persona con la
El cabello de una persona o una
finalidad que se encuentre electrizado para que
prenda de lana.
al acercarlo al péndulo, éste sea atraído por el
1 globo inflado.
globo y cuando lo toque se repele. Esta experiencia se puede apreciar observando el video en el siguiente link. http://www.youtube.com/ watch?v=oaZADiH_gRY
Experiencia 02: - Materiales: Plato de tecnopor
Cinta scotch
Papel aluminio
Sorbetes
Foco de bajo consumo (blanco)
Lana
- Procedimiento: Darle la forma de plato al papel aluminio. Pegar con cinta los sorbetes en forma de manija al papel aluminio. Frotar el plato de tecnopor boca abajo con la lana aprox. 20seg. Apoyar el plato de aluminio sobre el tecnopor ya cargado. Apoyar las luces y acercar el foco al plato de aluminio. El foco se encendió porque la carga que tenía el plato de tecnopor se transmite al aluminio, permitiendo que el foco prenda.
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Experiencia 03: - Materiales:
- Procedimiento:
Globo
Frotamos el globo con nuestro cabello,
Cabello (cabeza)
luego de que está con la carga eléctrica, lo
Varios retazos de papel
colocamos encima de retazos de papel. Observamos cómo se pegan los papeles al globo.
Experiencia 04: - Materiales: Globo Cabello de una persona - Procedimiento: Este experimento de física consiste en cargar electrostáticamente un globo. Para ello, tienes que frotarlo fuertemente con el cabello de una persona. Luego de unos segundos, el globo contendrá la suficiente carga electrostática como para atraer otros objetos con una fuerza superior a la de su peso. Para terminar con este experimento de física, lleva el globo hasta el techo y aleja tu mano suavemente. Verás cómo queda literalmente pegado por unos segundos. Experiencia 05: - Materiales: Globo Grifo Lana
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- Procedimiento: Abre el grifo sólo un poco hasta conseguir un fino chorro de agua. Ahora toma el globo y frótalo con la lana durante unos segundos. Para terminar con este experimento, acerca el globo cargado hacia el chorro. Verás como el mismo comienza a desviarse hacia el globo. Experiencia 06: - Materiales:
- Procedimiento:
Globo
Se frota el globo con la lana y se acerca al bello
Lana
del brazo ocasionando que se levanten.
Experiencia 07: - Materiales:
- Procedimiento:
Un Globo
Poner sal sobre una hoja de papel Inflar un
Sal
globo y anudarlos. Frotar la punta del globo con
Franela
la franela. Ver el globo con la sal pegada. Acercar la punta del globo a la sal.
Experiencia 08: - Materiales:
- Procedimiento:
Dos globos
Infle 2 globos y luego átelos a cada uno de los
1 metro de hilo
extremos de un cordel o hilo de 1 yarda (1
Lana o cabello
metro). Estire el cordel entre 2 personas. Cada persona frota un globo, rápidamente Entonces cada persona sostiene su globo, y una de ellas toma el centro del cordel.
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Experiencia 09: - Materiales:
Ponemos las fichas magnéticas en un pomo con
Fichas
el hierro.
Hierro polvo
Los campos magnéticos se pueden presentar
Imán
por unas líneas de fuerza que se hacen visibles con las limaduras de hierro.
- Procedimiento: Experiencia 10: - Materiales: Papel Papel aluminio Alambre de plata Cobre Un televisor - Procedimiento: Coloca un trozo grande de aluminio en el televisor (pantalla) conectado este con un alambre rellenado de aluminio, con otro trozo de aluminio que está sobre el televisor y encima de todo el trozo de aluminio superior un muñeco de papel “cesar”. Al prender el televisor observamos que el papel de aluminio recoge la electricidad estática que genera el televisor, el muñeco de papel se carga de electricidad, al poner la mano sobre la bandeja cargada (papel aluminio superior), son atraídos por la mano cuando Cesar toca la mano se descarga y regresa a la bandeja de aluminio y vuelve a cargarse.
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Experiencia 11: - Materiales: Cinta de agua
- Procedimiento:
Hilo
Cortamos la cinta de agua en un pedazo fino
Tela (lana)
Carga la cinta con electricidad por frotamiento
Pared
con un trozo de tela. Luego vemos que la cinta
Tijera
queda pegada en la pared.
Reflexión: Experiencia 01: ¿Por qué y para qué sobamos el globo varias veces en la tela? ¿Cuando se acerca el globo a la bola neutra porque es este repelido? Experiencia 02: ¿Por qué cuando se acerca el foco al plato este se prende? ¿Por qué se utiliza el papel aluminio en estos experimentos? ¿Con qué otros materiales puedes inventar una brújula? Experiencia 03: ¿Qué reacción presenta el cabello al globo? Experiencia 04: ¿Por qué se frota el globo en la lana? Experiencia 05: ¿Por qué se desvía el chorro de agua? Experiencia 06: ¿Por qué lo vellos del brazo se paran de punta? Experiencia 07: ¿Por qué la sal brinca al acercarlo con el globo? Experiencia 08: ¿Qué piensa usted que sucederá cuando cada persona suelte su globo? Experiencia 09: ¿Por qué las limaduras de hierro forman las líneas de fuerza? Experiencia 10: ¿El muñeco Cesar también puede ser de otro material para realizar el experimento? Experiencia 11: ¿Por qué la cinta de agua se pega en la pared? I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
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2. Electrización por Contacto Experiencia 12: - Materiales:
- Procedimiento:
Un televisor
Una vez que se encuentra el televisor recién
1 hoja bond
apagado acercamos la hoja bond y podrás observar que esta se pega al televisor.
Experiencia 13: - Materiales:
- Procedimiento:
Pompas de jabón
En primer lugar soplamos una pompa de
Un pedazo de vinifan
jabón sobre un pedazo de vinifan
Un globo
Luego acercamos un globo cargado de
Lana
electricidad por frotamiento con un pedazo de lana
Experiencia 14: - Materiales: Tira larga de papel de aluminio Tubo de cartón estrecho Globo Paño de lana
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- Procedimiento: Cortamos un tira larga de papel de aluminio, la doblamos por la mitad y la dejamos caer apoyada en el tubo de cartón (sirve el tubo donde viene envuelto el papel de aluminio, un tubo hecho con cartulina o cualquier otro material aislante), conviene que el tubo sea estrecho para que nos queden dos láminas de aluminio cerca una de otra. Las láminas no deben tocar el suelo. El electroscopio ya está listo para funcionar. Experiencia 15: - Materiales: 2 imanes Hilo - Procedimiento: Colocamos los imanes mirándose (uno sobre otro) con los mismos polos + con + ó – con – Con tres hilos sujetamos el imán superior, donde el imán está flotando, es que se repelen, y el hilo lo sujeta. Pueden perder el equilibrio y caer eso es depende del ángulo del hilo, pero pueden flotar sin detenerse. Reflexión: Experiencia 12: ¿Por qué la hoja bond se pega al televisor? Experiencia 13: ¿Porque la burbuja es atraída por el globo? Experiencia 14: ¿Por qué el aluminio es atraído por el globo? Experiencia 15: ¿Por qué y para qué se colocan los imanes con el mismo polo (+con+ / -con-)? ¿Para qué te serviría este experimento?
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3. Electrización por Inducción Experiencia 16: - Materiales:
- Procedimiento:
Latas de refresco vacías
Colocamos la lata encima de una mesa o en el
Globos
suelo. Inflamos un globo y lo frotamos bien
Paño de lana
con una paño de lana (también sirve un jersey, prendas acrílicas, etc.). Al acercar el globo a la lata, sin tocarla, observaremos que ésta empieza a moverse hacia el globo, si vamos retirando el globo la lata intentará acercarse a él y conseguiremos que haga un pequeño recorrido.
Experiencia 17: - Materiales:
- Procedimiento:
Un imán
Al pomo se le traspasa la cuerda en la cual el
Un poco de cuerda
pedazo de metal queda por dentro del pomo
Un frasco con un orificio
y lo cerramos.
Un trozo de metal
Por fuera del pomo acercamos a las paredes del vidrio al imán y podremos observar que el metal es atraído por el imán.
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Experiencia 18: - Materiales:
- Procedimiento:
Aceite
Ponemos en un recipiente el hierro en polvo
Hierro polvo
con un poco de aceite.
Imán
Luego por fuera del recipiente ponemos al imán el cual al hacer el movimiento de abajo hacia arriba hacemos que el hierro en polvo se separe del aceite.
Experiencia 19: - Materiales:
Procedimiento:
Aguja
Primero debemos frotar la aguja con el imán,
Tapa de pomo
siempre en la misma dirección. Colocar la
Agua
aguja en la tapa con agua y moverlo despacio
Imán
con un lapicero (cuidado) para ver si está bien colocado. A pesar de la presión y los giros la aguja está bien colocada por lo tanto nos indicará el norte, sur, este y oeste.
-
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Experiencia 20: Observa el video y anota los materiales y conclusiones.
Reflexión: Experiencia 16: ¿Qué pasa cuando acercamos el globo a la lata? ¿a qué se debe que la lata persiga al globo? Experiencia 17: ¿De qué depende que el metal se junte con el imán a pesar de que esta fuera del pomo? Experiencia 18: ¿Por qué se utiliza el acero en polvo? Experiencia 19: ¿Por qué y para qué se frota la aguja con el imán? Experiencia 20: ¿Por qué el agua es atraída por el globo, el peine o el tubo?
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Al realizar las experiencias obtuvimos los siguientes resultados: Para las experiencias de frotamiento nos hemos dado cuenta que es la ganancia o pérdida de electrones además este fenómeno ocurre gracias a que determinados cuerpos presentan entre sus electrones fuerzas de cohesión bastante débiles lo que las predispone a abandonar el átomo. Para las experiencias de contacto hemos evidenciado que cuando ponemos en contacto un conductor cargado con otro sin carga existirá entre ellos un flujo de electrones que durara hasta que se equilibren electrostáticamente. Esta propiedad la presentan solo los cuerpos conductores gracias a ue existe un importante grupo de electrones de conducción en las afueras del átomo Para las experiencias de inducción nos damos cuenta que cuando acercamos un cuerpo cargado llamado inductor a un cuerpo conductor llamado inducido las cargas atómicas de este se reorganizan de manera que las de signo contrario al del inductor se sitúan lo mas próximo a el. A medida que acercamos el inductor al conductor surgen fuerzas de atracción entre los electrones más próximos a aquel y también del extremo mas alejado de modo que muestra una acumulación de carga- mientras que la del extremo opuesto una carga. En conclusión se obtuvo como resultado general que se comprueba lo que postula la electrostática y es este caso lo que se planteó como hipótesis ya que es cierto que “si un cuerpo que se encuentra en reposo se pone en contacto con uno que esta eléctricamente lleno se puede transferir las propiedades de electrización”.
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Del tema tratado y las observaciones concluimos que: La electrostática se divide en tres tipos de electrización ya sea por contacto, frotamiento o inducción las cuales nos permiten entender mejor el tema. Los conductores son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja.(los metales) Ejemplo: el acero, el bronce el aluminio Los aislantes Son materiales en los que las cargas se mueven con mucha dificultad y ofrecen una elevada resistencia al paso de la electricidad. Por ejemplo: la madera. La electrostática es la rama de la física que nos permite estudiar fenómenos producidos por distribuciones eléctricas. A través de la 1º ley de electrostática nos podemos dar cuenta que “los cuerpos cargados con el mismo signo se repelen con signo contrario se atraen”.
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Aplicación:
Contesta estas preguntas para reforzar lo aprendido.
¿Qué es electrostática? ¿Cuáles son sus aplicaciones? ¿Que estudia la electrostática? ¿Donde se aplican fenómenos electrostáticos? ¿Cómo se llaman los átomos cargados? Enuncie la ley de Coulomb y las unidades de cada magnitud que involucra ¿Qué es magnetismo? ¿Cuáles son los tipos de materiales magnéticos? Tipos de la física del magnetismo Mencione 5 diferencias de los tipos de electrización. Menciona 10 objetos de casa que requieren uso de la corriente eléctrica. ¿Históricamente la rama de la electrostática fue?
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1. La Historia de la Electrostática Alrededor del siglo 600 a. C. el filósofo griego Tales de Mileto descubrió que si frotaba un trozo de la resina vegetal fósil llamada ámbar, en griego élektron, este cuerpo adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos. Algo más tarde, otro griego, Teofrasto (310 a. C.), realizó un estudio de los diferentes materiales que eran capaces de producir fenómenos eléctricos y escribió el primer tratado sobre la electricidad. A principios del siglo XVII comienzan los primeros estudios sobre la electricidad y el magnetismo orientados a mejorar la precisión de la navegación con brújulas magnéticas. El físico real británico William Gilbert utiliza por primera vez la palabra electricidad, creada a partir del término griego elektron (ámbar). El jesuita italiano Niccolo Cabeos analizó sus experimentos y fue el primero en comentar que había fuerzas de atracción
entre
ciertos
cuerpos
y
de
repulsión
entre
otros.
Alrededor de 1672 el físico alemán Otto von Guericke construye la primera máquina electrostática capaz de producir y almacenar energía eléctrica estática por rozamiento. Esta máquina consistía en una bola de azufre atravesada por una varilla que servía para hacer girar la bola. Las manos aplicadas sobre la bola producían una carga mayor que la conseguida hasta entonces. Francis Hawksbee perfeccionó hacia 1707 la máquina
de
fricción
usando
una
esfera
de
vidrio.
En 1733 el francés Francois de Cisternay du Fay propuso la existencia de dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa, constatando que: Los objetos frotados contra el ámbar se repelen. También se repelen los objetos frotados contra una barra de vidrio. Sin embargo, los objetos frotados con el ámbar atraen los objetos frotados con el vidrio. En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado en el que se describían por primera vez cuantitativamente las fuerzas eléctricas, se formulaban las leyes de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y se usaba la balanza de torsión para realizar mediciones. En su honor, el conjunto de estas leyes se conoce con el nombre de ley de Coulomb.
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Esta ley, junto con una elaboración matemática más profunda a través del teorema de Gauss y la derivación de los conceptos de campo eléctrico y potencial eléctrico, describe la casi totalidad de los fenómenos electrostáticos. Durante todo el siglo posterior se sucedieron avances significativos en el estudio de la electricidad, como los fenómenos eléctricos dinámicos producidos por cargas en movimiento en el interior de un material conductor. Finalmente, en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto reducido de leyes matemáticas.
2. Las tormentas y el pararrayos El político y científico norteamericano Benjamín Franklin (1706-1790) no se imaginaba el peligro que corría cuando en 1752, durante una tormenta, voló una cometa con un alambre puntiagudo en su extremo superior. Cuando Franklin cogió con la mano el soporte metálico al que estaba unido el hilo de la cometa, saltó una chispa eléctrica. Así se demostró por primera vez que los rayos de las tormentas eran auténticas descargas eléctricas. El descubrimiento de Franklin, analizado posteriormente, demostraba que, en las nubes de tormenta, los remolinos de viento aumentan la fricción de las partículas de aire entre sí y de las partículas de aire con motas de polvo en suspensión, con partículas de hielo, etc. Esta fricción hace que las nubes se electricen, lo mismo que se electriza u bolígrafo al frotarlo contra la lana de un jersey. Llega un momento en que la carga eléctrica de las nubes tormentosas es tal que se producen descarga hacia la tierra, cuya carga eléctrica es mucho menor que la de las nubes. Lo rayos son estas descargas eléctricas súbitas que van de las nubes a la tierra. Franklin aplicó pronto en la práctica su descubrimiento. Sabía que los metales tenían cierta afinidad por la electricidad y. demostró que una vara larga de metal colocada en lo alto de un edificio atraía los rayos durante las tormentas. Conectó la vara metálica con el suelo y así inventó el pararrayos, que desde entonces ha librado del incendio y la destrucción gran cantidad de edificios.
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EXPERIENCIAS;
¿Por qué el limón al estar en contacto con las monedas y el tornillo genera electricidad?
¿Por qué las fuerzas eléctricas entre las cargas que están sobre la hoja y las moléculas de agua producen la desviación del chorrillo de agua? Materiales: Plastilina Un palito de madera Corcho blanco Unas aspas metálicas de papel de aluminio.
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Procedimiento: Con la plastilina y el palito construimos una base para las aspas. Para sujetar las aspas metálicas al palito usamos corcho blanco. Es importante que las aspas giren sin rozamiento. Cuando acercamos un objeto cargado (por ejemplo una hoja de acetato), las cargas de las aspas metálicas se reordenan y las aspas giran hacia la regla. MATERIALES: Dos latas de gaseosa Un objeto de plástico largo, 15 centímetros de hilo, Dos láminas de aluminio de unos 30 cm, Cinta adhesiva, Dos cables con clips. Un aro PROCEDIMIENTO: Atar uno de los aros, que son para abrir las latas, al hilo, el otro extremo del hilo átalo al medio del plástico. Coloca las latas con una separación de 6 cm a 10 Coloca el objeto de plástico sobre las latas, de manera que el aro se balancea como a una altura de 3 cm de la mesa sobre la que has colocado las latas.
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Video: Historia de la Electricidad
Subido por: elsonorafx Fecha de publicación 13/02/2008 Duración: 8:55 min Te invito a interactuar y analizar el contenido del siguiente enlace: http://www.youtube.com/watch?v=ySYeSiAEpiY Después de interactuar con esta página, responde las siguientes preguntas: ¿Quiénes fueron los primeros científicos que descubrieron la electricidad? ¿De cuántas maneras se presenta en la naturaleza la carga electrica? Identifica tres ideas importantes que resuman la información en el video
Video: Tales de Mileto Subido por: video inteligencia Fecha de publicación 10/10/2008 Duración: 9:49 min Te invito a interactuar y analizar el contenido del siguiente enlace: http://www.youtube.com/watch?v=bbiZB-KFqxI Después de interactuar con esta página, responde las siguientes preguntas: ¿Cómo es conocido Tales De Mileto? ¿Cuándo nació? Saca ideas principales de la vida de Tales I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
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Preguntas: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/a signaturas/fisica/electro/electro_quiz1/electro_ quiz1.htm
http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educ acion/3_eso_materiales/b_vi/ejercicios/ bl_6_ap_1_01.htm
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Diviértete encontrando las palabras!!! A
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A
Electrostática Física
Frotamiento
Repelar
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Contacto
Cargas eléctricas
Inducción
Ley de Columb
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Aucallanchi, F. (2006). Quinto Pre Física. Lima: RACSO editores. Costa, J.; López, F. (2007). Interacción Electromagnética Teoría Clásica. España: Editorial Reverté Wikispaces. (2012). Electrostática. Disponible en http://1instituto.wikispaces.com/ Diccionario de la lengua española. (2005). Electrostático(a). Disponible en http://www.wordreference.com/definicion/electrost%C3%A1tico Blog de Electrostática. (2010). http://giigohellboygaona.blogspot.com/
Electrostática.
Disponible
en
Física para todos. Historia de la electrostática. Disponible http://lafisicaparatodos.wikispaces.com/historia+de+la+electrostatica
en
Grupo "Blas Cabrera Felipe". (1990). Fenómenos eléctricos. Disponible en http://www.grupoblascabrera.org/unidades/Fenomenos%20electricos.pdf Experimentos de física y química para todos. (2007). La electricidad electrostática. Disponible en http://rihetperez.free.fr/autrpage/espagne/curso%20del%2019_06_2007/la%20electricid ad%20ELECTROST%C1TICA_2008.htm Mi
secundaria.com.
Electrostática
Conceptos
Generales.
Disponible
http://misecundaria.com/Sabatico/ElectrostaticaConceptosGenerales
I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
Página 36
en
“CONOCIENDO EL MUNDO DE LA ELECTROSTÁTICA”
I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”
Página 37