Fuerza de repulsión entre esferas cargadas
Objetivos: Comprobar que la fuerza repulsiva entre dos esferas de igual carga y masa que penden de dos hilos de igual longitud, es proporcional a la tangente del ángulo con la vertical.
Instrucciones:
1. Ingrese a la página que se indica a continuación1, cuya figura se adjunta.
2. El sistema a estudiar consiste en dos esferas idénticas, de igual masa e igual carga, que penden de dos hilos ideales de igual longitud. Debido a la repulsión electrostática, las cargas se separan hasta llegar al equilibrio. El simulador muestra el diagrama de fuerzas en situación de equilibrio. En esas condiciones, la fuerza electrostática FE es igual en magnitud a la componente horizontal de la tensión T: FE=Tcosq.
3. Observe los controles y familiarícese con ellos. Pueden seleccionarse los valores de la separación r entre las esferas, la longitud L de los hilos y la masa m de las esferas. Para cada selección de estos valores, el simulador muestra los valores correspondientes del ángulo q, de la carga q y de la tensión T.
4. Una vez familiarizado con el simulador, fije un valor para L y otro para m (se le sugiere tomar valores altos en la escala). Luego, seleccione al menos 10 valores para r, anotando para cada caso los valores correspondientes de q, q y T. Confeccione una tabla de datos de q, tga, q , T y FE. Recuerde que FE=Tcosq y tga=ctgq.
5. Efectúe una gráfica de FE en función de tga y obtenga la ecuación de la curva resultante. Interprete los parámetros de dicha ecuación. ¿Está este resultado en concordancia con lo predicho por la teoría? Obtenga sus conclusiones.
6. Elabore su informe de acuerdo al formato convenido.
Referencias:
1. Wolfram Demonstrations Project.
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