UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE FÍSICA

LABORATORIO DE FÍSICA I

EXPERIENCIA NO. 2

Ley de Coulomb

Fecha de Realización de la Práctica: 13 de noviembre de 2007

Fecha de Entrega del Informe: 27 de noviembre de 2007

Bucaramanga, II semestre de 2007

LEY DE COULOMB

1. Análisis e interpretación de datos (tabulación y graficas)

PARTE A: Calibración de la balanza de torsión (método estático o método dinámico)

PARETE B: Medición de la Fuerza como función de la distancia

1. Usando la siguiente ecuación, determine la fuerza electrostática F entre las esferas

cargadas. Llene la tabla.

Formula: (Para calcular la fuerza)

r[cm] X1[cm] X2[cm] X3[cm] Xpromedio[cm] Fx10ˉ5 [N] 1/r2

3.5 14.5 14.0 16.5 15.00 2.51x10-4 0.08

4.0 12.0 14.0 15.5 13.83 2.31x10-4 0.06

4.5 9.5 11.0 9.5 10.00 1.67x10-4 0.05

5.0 8.5 10.0 9.5 9.33 1.56x10-4 0.04

5.5 8.5 9.0 7.0 8.17 1.36x10-4 0.03

6.0 8.0 9.0 8.0 8.33 1.39x10-4 0.03

6.5 6.0 5.0 6.0 5.67 9.47x10-5 0.02

2. Usando los datos de la tabla anterior haga una gráfica que muestre la dependencia de

la fuerza F de 1/r2

Pendiente (m):

7 7 7

9∑ Fx10-5i 1i – ∑ 1i ∑ Fx10-5i

m = i=1 r2 i=1 r2 .

7 7 2

9∑(1i)2 – ∑ 1i

i=1 (r2)2 i=1 r2.

F . = D . → F = Dx .

x 2Lb 2Lb

D = 3.09x10ˉ4 N.m → D = 3090 dinas.cm

Rad Rad

b = 50mm → b = 5cm

F = 3090x15.0 . 2x185x5

F = 25.05

F = 25.05x10ˉ5

F = 2.51x10ˉ4

Intercepto (b):

Factor de regression (r):

Ecuación: y=mx+b

Interpretación de las gráficas:

Si la distancia entre las cargas es r, al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en un

factor de 4; al triplicarla, disminuye en un factor de 9 y al cuadriplicar r, la fuerza entre cargas disminuye en un factor de 16. En consecuencia, la fuerza de interacción entre dos

cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Graficas 1, 2 y 3. Anexos páginas siguientes.

7 7

∑ Fx10-5i – m ∑ 1 i

b = i=1 i=1 r2 .

7

b = 1.1747x10-3 – 2.5867x10-3 x 0.31

7

b = 5.326x10-5

7 7 2 7 7 2

7∑(1i)2 – ∑ 1i 7∑(Fx10-5i)2 – ∑Fx10-5i

r2 = i=1 (r2)2 i=1 r2 i=1 i=1 .

7 7 7 2

7∑ Fx10-5i 1i – ∑ 1i ∑ Fx10-5i

i=1 r2 i=1 r2 i=1.

r2 = (7 x 0.0163 – 0.0961) (7 x 2.1537x10-7 – 1.3799x10-6)

(7 x 5.8674x10-5 – 0.31 x 1.1747x10-3) 2

r = 1

Fx10-5 = 2.5867x10-3 1i + 5.326x10-5 r2

m = 7 x 5.8674x10-5 – 0.31 x 1.1747x10-3

7 x 0.0163 – 0.0961

m = 2.5867x10-3

F α 1 .

r2

3. De los experimentos b y c juntos ¿qué concluye?

Se puede ver claramente dos cosas, quizás las más importantes:

Entre mayor sea el (r) va disminuyendo la distancia (x), que muestra la proyección del recorrido del láser mientras se sumista la carga.

Por otra parte se observa que a mayor voltaje es mas amplio el (x) para un mismo (r),

al proporcionar la carga.

PARTE C: Medición de la fuerza como función de la cantidad de carga

V[kV] X1[cm] X2[cm] X3[cm] Xpromedio[cm] Fx10ˉ5 [N]

4.0 1.5 2.0 2.0 1.83 3.06x10-5

6.0 4.5 5.5 5.0 5.00 8.35x10-5

8.0 9.5 9.0 8.5 9.00 1.50x10-4

10.0 13.0 13.0 15.0 13.67 2.28x10-4

12.0 18.0 21.0 18.5 19.17 3.20x10-4

F = Dx .

2Lb

F = 3090x1.83 .

2x185x5

F = 3.0566

F = 3.0566x10ˉ5