Electricidad estática

En la clase pasada vimos que al frotar algunos materiales (por ejemplo, un globo con el pelo o un tubo de PVC con una bolsa plástica) aparecen fuerzas de atracción o repulsión. Para explicarlo, vamos a construir un modelo simple de cargas eléctricas:

• Diremos que todo objeto tiene cargas positivas (+) y negativas (−) en igual cantidad cuando está neutro.
• Al frotar dos materiales, uno puede perder cargas negativas y el otro ganarlas. Así aparecen objetos cargados positivamente (les faltan cargas −) y cargados negativamente (les sobran cargas −).
• Las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen.
• A veces, sin intercambiar cargas, en un objeto cercano las cargas se reacomodan: eso se llama polarización.

Actividad

Entrar en el simulador Globos y electricidad estática en PhET

1. ¿Qué pasa con el globo al frotarlo contra el suéter?
2. Luego de frotarlos, ¿Qué efecto se observa al separar un poco el globo del suéter? ¿A qué se debe esto?
3. ¿Qué diferencia observas al poner cada vez más lejos el globo del suéter? (poné eliminar el muro para que no moleste)
4. Ahora con la pared a la vista (si no está tocá el botón añadir muro) ¿Qué sucede con las cargas eléctricas de la pared al acercarle el globo cargado? A este efecto se lo denomina polarización de cargas.
5. Poner dos globos:
   1. ¿Qué pasa entre los globos si se frota uno solo de ellos con el suéter y se colocan a media distancia entre la pared y el suéter?
   2. Cargar los dos frotándolos con el suéter. Quitar la pared para que no interfiera. Poner uno de los globos cargados en la mitad de la pantalla e inmediatamente acercar el otro globo. ¿Qué sucede entre los globos?
   3. ¿A qué puede deberse la diferencia entre ambas situaciones?
6. A modo de resumen:
   1. ¿Qué pasa con las cargas cuando se frotan dos objetos entre sí? Indicar qué sucede para los dos objetos.
   2. ¿Qué pasa si ponemos cerca dos objetos que tienen el mismo tipo de carga eléctrica total? (ambos cargados positivamente o ambos cargados negativamente)
   3. ¿Qué pasa si ponemos cerca dos objetos que tienen distinto tipo de carga eléctrica total? (uno cargado positivamente y otro cargado negativamente)
   4. ¿Qué pasa cuando un objeto tiene la misma cantidad de cargas positivas y negativas? (como cuando se inicia la simulación y no se frota el suéter con el globo)

   Actividad 2

   Entrar en el simulador Globos y electricidad estática en Phet

   1. ¿Qué sucede cuando John frota su pie contra la alfombra?
   2. ¿Qué sucede con la alfombra cuando John frota su pie con ella?
   3. ¿Cuál será la razón por las cuál las cargas eléctricas se distribuyen por el cuerpo de John?
   4. ¿Por qué será que las cargas eléctricas no van hacia la alfombra? ¿Qué pasaría si John hiciera la experiencia descalzo?
   5. ¿Qué condiciones deben cumplirse para que se produzca una descarga eléctrica (arco eléctrico) entre John y el picaporte?
   6. ¿Cómo influye la distancia entre el dedo de John y el picaporte en la probabilidad de que ocurra una chispa?
   7. ¿Qué pasaría si la alfombra fuera de otro material, como madera o plástico? ¿Crees que John aún podría cargarse de la misma manera?