Catálogo general eXperimentos de FísiCa

ELECTrICIDAD ELECTrOsTáTICA
Verificación de la ley de Coulomb - Medición con la balanza de torsión de Schürholz (P3.1.2.1)
No de Cat. Artículo
516 01 Balanza de torsión según Schürholz 1
516 20 Accesorios para la Ley de COULOMB 1
516 04 Escala con soporte 1
521 721 Fuente de alimentación de alta tension, 25 kV 1
501 05 Cable de alta tensión, 1 m 1
590 13 Varilla de soporte taladrada, 25 cm 1
300 11 Zócalo 1
532 14 Amplificador de electrómetro 1
562 791 Adaptador de alimentación, 12 V CA 1
578 25 Condensador 1 nF, STE 2/19 1
578 10 Condensador 10 nF, STE 2/19 1
531 120 Multímetro LDanalog 20 1
546 12 Vaso de Faraday 1
590 011 Enchufe de sujeción 1
532 16 Barra de conexión 1
471 830 Láser de He-Ne, linealmente polarizado 1
300 02 Trípode en forma de V, 20 cm 2
300 42 Varilla de soporte, 47 cm, 12 mm Ø 1
301 01 Mordaza múltiple de Leybold 1
313 07 Cronómetro portátil I, 30 s/0,1 s 1
311 02 Regla de metal, l = 1 m 1
501 45 Cable, 50 cm, rojo/azul, par 1
500 414 Cable de experimentación, 25 cm, negro 1
500 424 Cable de experimentación, 19A, 50 cm, negro 1
500 444 Cable de experimentación, 100 cm, negro 2
501 43 Cable de experimentación, 200 cm, amarillo/verde 1
P3.1.2.1
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P3.1.2
Entre dos cargas eléctricas puntuales Q 1 y Q 2 separadas una distancia
r actúa una fuerza que esta dada por la ley de Coulomb
1 Q ⋅Q
F = ⋅ 2
4πε
r
0
1 2
−12
As
con ε0
= 8, 85 ⋅10
(constante dieléctrica
del vacío)
Vm
La misma fuerza actúa entre dos bolas cargadas, si la distancia r
entre los centros de las bolas es mucho mayor que el diámetro de
las bolas, de tal manera que no sea influenciada la distribución homogénea
de las cargas de las bolas. Es decir, en esta geometría se
puede suponer que las bolas son puntos.
En el experimento P3.1.2.1 se mide la fuerza de Coulomb entre
dos bolas cargadas mediante una balanza de torsión. La pieza
básica de este sensible instrumento de medición es un cuerpo giratorio
elástico, tenso entre alambres de torsión, al cual se sujeta
uno de las bolas. Si la segunda bola se acerca a la primera,
la fuerza entre las bolas cargadas actúa torciendo los alambres,
la cuales indicada y medida con ayuda de un indicador luminoso.
Para la medición absoluta de la fuerza se requiere una calibración.
La medición de la fuerza de Coulomb se lleva a cabo en función de
la distancia r. A tal propósito se acerca la segunda bola a la primera.
Por último, manteniendo la distancia fija se disminuye la carga de
una de las bolas a la mitad. Además la medición también puede ser
realizada con bolas cargadas con diferente signo. Las cargas son
medidas con un medidor de Coulombios conectado a un electrómetro
amplificador. El objetivo de la evaluación es la verificación de las
proporcionalidades
1 2 1 2
F ∝ y F ∝ Q ⋅Q
r
Ley de Coulomb
P3.1.2.1
Verificación de la ley de Coulomb -
Medición con la balanza de torsión de
Schürholz
y el cálculo de la constante dieléctrica del vacío e 0.
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