Actividad nº 4 - Superficies Equipotenciales

Continuando con la lista de actividades, hoy nos toco hablar sobre lo que significan las Superficies Equipotenciales.

Se conoce como una superficie equipotencial, como aquella en la que todos los puntos tiene el mismo potencial electrico, es decir, que toma un valor constante. Al suceder esto, podemos afirmar que el campo eléctrico es perpendicular en todos sus puntos a una superficie equipotencial.

Así como en los temas anteriores representábamos el campo eléctrico a través de lineas de fuerza, ahora podemos representar el Potencial a través de estas superficies equipotenciales.

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En general podemos mencionar estas características:

Si tenemos una carga puntual, podemos decir, como se ve en la imagen anterior, que las lineas equipotenciales son esferas concentradas en la carga puntual. Pero no sucede así cuando hay mas de una carga, puesto que tiende a formar otras figuras.

En cada punto, las lineas de campo eléctrico son perpendiculares a las superficies equipotenciales y se dirigen hacia donde el potencial disminuye.

El trabajo para desplazar una carga entre dos puntos de una misma superficie equipotencial es nulo, y se observa que el desplazamiento es perpendicular al campo electrico.

Dos superficies equipotenciales no se pueden cortar.

En el siguiente enlace vamos a observar una pequeña demostración de las superficies equipotenciales. Primero debes dar clic aquí: Demostración de Superficie Equipotencial, luego donde dice "Ver" seleccionamos "C. equipot" y si deseamos ver las lineas de fuerza, selecciamos "Las Dos", despues al mover la carga de prueba del centro, observaremos como reacciona. Mientras vamos alejando lentamenta la carga vemos como las lineas que forman una esfera va creciendo cada vez más de manera constante.

En el vídeo que pondremos a continuación podremos ver las lineas de fuerzas y el campo eléctrico de un dipolo (conjunto formado por 2 cargas) y luego de esa explicación, vendrá otra en la cual hablara sobre las superficies equipotenciales.

Bibliografía

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/potencial.html
http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/escenas/camp_grav_elect/superfequipotenc.php

Actividad nº 3 - Cargas y Campo Electrico

En la siguiente actividad explicaremos que pasa en dos demostraciones virtuales de la Universidad de Colorado, la primera tiene que ver con la Electrización, que es el efecto de ganar o perder cargas eléctricas, y la segunda demostración nos muestra a lo que se refiere el campo eléctricos y sus lineas de fuerza.

Experiencia 1: http://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons

Imagen de la Demostración

En esta demostración podemos observar como funciona la carga por frotamiento y por inducción. Podemos decir que el estado natural de los objetos es ser neutrales en cuanto a carga eléctrica, esto quiere decir que el numero de protones, es igual al numero de electrones. Sin embargo, existen algunos materiales que atraen electrones más que otros. Por tanto, al ser frotados dos materiales, el material más electroafín adquirirá una carga negativa porque atrae electrones hacia sí. Por el contrario, el material menos electroafín adquirirá una carga positiva porque pierde electrones.

Todo esto que acabamos de explicar, sucede en la experiencia anterior, al frotar un globo con el suéter de la izquierda, el globo es el material mas electroafín  y por ello, atrae los electrones hacía él. Esto es a lo que llamamos Electrización por Frotamiento, que sucede cuando dos cuerpos de diferente material son frotados entre sí.

Cuando hablamos de Electrización por Inducción, es cuando un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando se acerca un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y las del cuerpo neutro. Lo podemos observar cuando acercamos el Globo anteriormente cargado a la zona neutra que esta resaltada en amarillo. Vemos que el globo se siente atraído a la superficie. Otro ejemplo muy común de la carga por inducción es cuando frotamos un globo en nuestro cabello y luego lo acercamos a pequeños trozos de papel, estos se van atraer hacia el globo por la inducción.

Experiencia 2:  http://phet.colorado.edu/sims/charges-and-fields/charges-and-fields_en.html

Antes de empezar, recordemos que el Campo Eléctricoes un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas (la causa del flujo eléctrico) y se mide en Voltios por metro (V/m). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.
De la observación de un campo electroestatico podemos apreciar el valor de su intensidad en una zona o punto determinado por la densidad de lineas, en las zonas de mayor intensidad la densidad de líneas es mayor (las lineas son más oscuras, se ven más) que en las zonas de menor intensidad (las lineas son medio transparentes).

De igual manera, podemos notar que para las cargas negativas las lineas entran en la misma, mientras que en las positiva las lineas salen.

Una importante característica es que las lineas representadas del campo eléctrico no pueden cruzarse, ya que en cada punto existe una única dirección para el campo, y en consecuencia, por cada punto pasa una única linea de fuerza.

Al colocar cargas puntuales, en varios sitios del campo, vemos que mientras más se acerca la carga puntual a un proton, su vector tiende a ser más grande en dirección contraria a donde se encuentra la carga positiva, y sucede lo contrario cuando se acerca a un electrón, el vector de la carga tiende a querer entrar a la carga negativa.

Imagen de la Demostración

Bibliografía:

Contenido del Cuaderno de Fisica I de los Estudiantes

Paginas Webs donde tambien nos apoyamos:

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrizaci%C3%B3n

http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/electrostatica/html/contenido.html
http://www.greenfacts.org/es/glosario/abc/campo-electrico.htm

Actividad nº 2 - Electrón, Positrón, Neutrón

Como sabemos, o investigamos el universo esta compuesto por materia, que sencillamente es todo lo que  tiene masa, ocupa espacio y se puede percibir por nuestros sentidos; que a nivel microscópico puede entenderse como un conjunto de moléculas que a su vez se descomponen en átomos y en el siguiente nivel se constituyen en Electrones, Protones y Neutrones, básicamente.


Dentro de poco hablaremos de estás tres partículas subátomicas, y además también hablaremos sobre el positrón para que podamos entender la diferencia entre las cuatro.


El Electrón  

Propiedades (Maximizar)

"Un electrón es una partícula subatómica de carga negativa. Puede ser libre (no conectado a un átomo, o conexionado al núcleo de un átomo. Los electrones en los átomos existen en corazas esféricas de varios radii, representando los niveles de energía. Cuanto más grandes sean estas corazas esféricas, mayor será la energía que contiene el electrón.

Los electrones son mucho más pequeños que los neutrones y protones. La masa de un simple neutrón o protón es más de 1 800 veces mayor que la masa de un electrón. El tiene una masa de 9,11×10-28 gramos. Los electrones poseen una carga eléctrica negativa, con una magnitud llamada algunas veces carga elemental o carga fundamental. Por esto se dice que un electrón tiene una carga de -1. Los protones tienen una carga del mismo valor, pero con polaridad opuesta, es decir +1. La carga fundamental tiene un valor de 1,602×10-19 coulombios." 

Dicho de otra manera, es una de las partículas que conforma un átomo, en esta caso la partícula más pequeña con respecto a las demás, y decimos que poseen una carga eléctrica negativa y se mueven alrededor del núcleo (que los mantiene atados por fuerzas para que estén en una continua órbita) de manera muy rápida y sin parar.

El Protón

Propiedades (Maximixar)

"En física, el protón (en griego protón significa primero) es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva (1,602 176 487 × 10–19 culombios) y una masa de 938,272 013 MeV/c2 (1,672 621 637 × 10–27 kg) o, del mismo modo, unas 1.836 veces la masa de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse; es decir, que sus partículas pierdan la consistencia que poseen y como tal el átomo. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos."

Entonces, el próton es la parte con carga positiva del átomo, conocida tambien como la carga elemental, que con respecto al electrón, es mucho mas grande, esta se encuentra en el núcleo junto a los neutrones.









El Neutrón

Propiedades (Maximizar)

"El neutrón es un componente del núcleo de los átomos y está formado por dos quarks down y un quark up. El quark up tiene carga eléctrica +2/3. Los quarks down tienen cada uno carga eléctrica -1/3. Por lo cual, los neutrones tienen carga eléctrica resultante 0. (0 Coulomb)
Cada neutrón consta de un racimo de estos tres quarks enlazados por gluones (partículas en las que reside la interacción nuclear fuerte).
Su masa es algo mayor que la del protón: 1,675x10-27 Kg. Actualmente se prefiere utilizar como unidad de masa el gigalectrónvoltio y se dice que la masa del protón es 0,0009383 GeV. La masa del neutrón es 0,0009396 GeV.
Fuera del núcleo atómico, el neutrón es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos. Al desintegrarse, emite un electrón y un antineutrino,  después de lo cual queda convertido en un protón."

Los Neutrones, son una partícula subatómica al igual que las dos anteriores, pero sin una carga especifica, ya que según los estudios realizados, está compuesto por tres partículas (quarks) que cuando son sumadas el resultado total es cero, su masa es parecida a la del proton.  Se ubican en el núcleo del átomo, se puede decir que estos funcionan como un cemento que mantienen unidos a los protones en el núcleo.

El Positrón

El positrón o antielectrón es una partícula elemental, antipartícula del electrón, posee la misma cantidad de masa y carga eléctrica sin embargo, esta es positiva. No forma parte de la materia ordinaria, sino de la antimateria, aunque se producen en numerosos procesos radioquímicos como parte de transformaciones nucleares.
Esta partícula fue predicha por Paul Dirac en el año de 1928, para luego ser descubierta en el año 1932 por el físico norteamericano Anderson al fotografiar las huellas de los rayos cósmicos en una cámara de niebla.
En la actualidad los positrones son rutinariamente producidos en la Tomografía por emisión de positrones usados en las instalaciones hospitalarias.

Entonces, el positron es la antiparticula del electrón, es decir, que es una antiparticula de carga positiva.

Partes de un Atomo, para poder detallar mas o menos lo que hemos explicado

Bibliografía:

http://www.electronica-basica.com/electrones.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3n
http://astronomos.net23.net/teorias/neutrones.html

El articulo esta en proceso de edición por parte de los dos autores, esperamos su paciencia, muchas gracias por tu visita