Las Tres Rejas

El joven discípulo de un filósofo sabio llega a casa de este y le dijo:

-Maestro, un amigo suyo estuvo hablando de usted con malevolencia
-¡ Espera ¡ -lo interrumpió el filósofo-. ¿Ya hiciste pasa por las tres rejas lo que vas a contarme ?

- ¿Las tres rejas ?
-Sí. La primera es la reja de la verdad. ¿ Estás seguro de que lo que quieres decirme es absolutamente cierto?
-No; lo oí comentar a unos vecinos.
-Entonces al menos lo habrás hecho pasar por la segunda reja, que es la bondad. Esto que deseas decirme, ¿ es bueno para alguien ?
-No en realidad no. Al contrario…

-¡ Vaya ¡ La última reja es la necesidad. ¿ Es necesario hacerme saber eso que tanto te inquieta ?
-A decir verdad, no.

-Entonces -dijo el sabio sonriendo-, si no es verdadero, ni bueno, ni necesario, sepultémoslo en el olvido.

( Anónimo )

Instrumento de Evaluación

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR                                                            

INSTITUTO DE MEJORAMIENTO PROFESIONAL DEL MAGISTERIO

NUCLEO SAN FELIPE, ESTADO YARACUY

   

Electricidad I

Evaluación  Unidad I

Valor 20 puntos

Apellidos y Nombres: ____________________________________________________ 

CI. No: ______________ Sección: __________Fecha______________

Este examen es estrictamente individual, cualquier actitud sospechosa por parte del estudiante es motivo para la anulación del mismo. Por favor responda únicamente lo que se le esta preguntando y de manera ordenada.

I Parte. Selección Simple   Valor 5 puntos

Instrucciones: Lee bien cada proposición y coloca una equis (x) dentro del paréntesis de la respuesta correcta.

1.      Las interacciones electrostática entre dos partículas cargadas son:

(  )   Atractivas

(  )   Repulsivas

(  )   Atractivas y repulsivas

(  )   Atractivas o repulsiva

2.      La partícula cargada negativamente se denomina:

(  )   Protón

(  )   Átomo

(  )   Núcleo

(  )   Electrón

3.      La interacción electrostática en comparación con la interacción gravitatoria es:

(  )   Mucho mayor

(  )   Igual

(  )   Mucho menor

(  )   Indiferente

4.      Dos cargas eléctricas de igual signo, según las propiedades de las cargas:

(  )   Se atraen

(  )   Se repelen

(  )   Son indiferentes

(  )   Colisionan

5.      La Ley de Coulomb dice: La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional:

(  )   Al cuádruplo de la distancia que las separa

(  )   Al cubo de la distancia que las separa

(  )   Al cuadrado de la distancia que las separa

(  )   A la distancia que las separa

II Parte. Verdadero o falso. Valor 5 puntos

Instrucciones: Lee bien cada proposición y encierra en un circulo la V si es verdadero o la F si es falso.

1)      El estudio electrostático depende del medio donde se realice la experiencia

V    -    F

2)      La Ley de Coulomb fue descubierta por Isaac Newton

V    -    F

3)      La constante de la Ley de Coulomb es mucho menor que la constante  de la Ley de Gravitación Universal

V    -    F

4)      En la Ley de Coulomb se hace un estudio cuantitativo de  las interacciones entre masas

V    -    F

5)      En el núcleo según el modelo atómico se encuentran los electrones y los protones

V    -    F

                                                                                                                        

III Parte. Desarrollo. Valor  10  puntos

Instrucciones: Explique en forma breve cada una de las proposiciones dadas a continuación.

1. Haga un análisis de la teoría electrónica.                                           Valor 2,5 puntos
2. Diga las propiedades de las cargas eléctricas                                    Valor 2,5 puntos
3. Realice una comparación entre la  Interacción Eléctrica y la Interacción Gravitatoria.                                                                                                                            

                                                                                                                  Valor 5 puntos

Muchos Éxitos

Planificación

Estructura Atómica

La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleones, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.

El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:

• Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10^–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón.
• Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10^–27 kg).

El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un protón. El núcleo del siguiente elemento en la tabla periódica, el helio, se encuentra formado por dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidos en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 (₁H), y el del helio, 2 (₂He).

Carga eléctrica

En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética.

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se han podido observar libres en la naturaleza.

Unidades

En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección transversal de un conductor eléctrico en un segundo, cuando la corriente eléctrica es de un amperio, y se corresponde con la carga de 6,24 × 10¹⁸ electrones aproximadamente.

Teoría Electrostática

Empezaremos abordando lo relacionado con la teoría cualitativa de la electrostática, partiendo de lo que llamaremos lo ladrillos de esta teoría física llamada electromagnetismo, es decir, las cargas eléctricas, sus orígenes y sus propiedad fundamental.

A partir de los principios básicos de la teoría electrostática (Cargas en equilibrio), y partiendo del estudio de la materia y su estructura, es como podremos empezar un estudio cualitativo de las cargas eléctricas de acuerdo con sus propiedades fundamentales que existen entre ellas, es decir, teniendo presente que: “Dos cargas eléctricas de igual signo se repelen y de diferente signo se atraen”

Esto nos permitirá continuar con el estudio cuantitativo de la Ley de Coulomb, la cual es capaz de cuantificar la magnitud de las interacciones que tengan diferentes cargas eléctricas (Positivas o negativas) y la influencia que existen al encontrarse ellas cercanas (Repulsión o atracción) en un estudio cualitativo.

Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro.

La carga eléctrica de cada cuerpo puede medirse en culombios. La fuerza entre dos partículas con cargas Q₁ y Q₂ puede calcularse a partir de la ley de Coulomb:

F=K Q₁Q₂ / d².

La constante de proporcionalidad K depende del medio que rodea a las cargas. La ley se llama así en honor al físico francés Charles de Coulomb.

En el ámbito cuantitativo esta ley nos ofrece la fórmula para calcular la  magnitud de la interacción entre dos cargas puntuales, estando en el vació o no, las cuales son aplicables a una distribución discreta de cargas. El carácter vectorial Newtoniano de esta interacción nos hace compararlo con la Ley de Gravitación Universal (de Newton) en la cual se hace un estudio análogo pero entre fuerzas masivas que interactúan entre si.

Es importante realizar comparaciones entre esta nueva interacción que denominamos  electrostática con la de Gravitación Universal de Isaac Newton, teniendo en cuenta que esta ley a pesar de llevar el nombre de Coulomb, por se una fuerza es también Newtoniana.

Algunas conclusiones importantes de esta teoría son:

-Los electrones se conservan, por lo tanto no se crean ni se destruyen si no que se traslada.

-El electroscopio es el instrumento utilizado para determinar si un cuerpo se encuentra cargado.

-Cuando se esta cargando un objeto por conducción (cediendo o quitando electrones, el vidrio se carga positivo, el acrílico se carga negativo), entre mayor sea el rozamiento de los cuerpos será cargado de manera más fácil.

-La máquina de influencia es la que transforma la energía mecánica en eléctrica.

-Un conductor eléctrico es cualquier material que ofrezca poca resistencia al flujo de la electricidad.

-No es necesario tener contacto físico con un elemento para que este quede cargado, ya que existe la posibilidad que un cuerpo se cargue por inducción.

Historia de la Teoría Atómica

Aunque sólo con los tiempos modernos la electricidad empezó a ser útil, el hombre a conocido la electricidad durante siglos. En efecto, hace más de 5.000 años ya se conocía cierta piedra (magnéticas) que tenía el poder de atraer el hierro. Pero no fue sino hasta mucho tiempo después que los chinos aprovecharon la atracción magnética que manifiesta esta piedra al usarla como una brújula que les ayuda en sus viajes por el desierto de Gobi. Hace aproximadamente mil años alguien notó que el extremo norte de un imán atraía al polo sur de otro, y que los extremos iguales de éste se repelían.

Mientras tanto, los griegos habían descubierto que cuando frotaban ámbar con un paño o lana, atraían objetos ligeros, como pajas, hojas o papel. Alrededor del siglo IV a.C., los griegos desarrollaron también la teoría de toda materia esta compuesta de pequeñísimas partículas llamadas átomos. Los griegos llamaban el ámbar electrón, de donde se ha derivado el nombre de Electricidad. 

El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia se conoce que al frotar ámbar con una piel, ésta adquiere la propiedad de atraer cuerpos ligeros tales como trozos de paja y plumas pequeñas. Su descubrimiento se le atribuye al filósofo griego Tales de Mileto, quién vivió hace unos 2500 años y su nombre fué propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos rodean.

El siguiente avance significativo se realizó hasta en 1773 el químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: "La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma."; demostrado más tarde por los experimentos del químico inglés John Dalton quien en 1804, luego de medir la masa de los reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las sustancias están compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento, pero diferentes de un elemento a otro.