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Experimentos > Fuerzas eléctricas con pajitas

Categorías: Electromagnetismo


Autor/es

Pablo Cassinello Espinosa

Qué se pretende demostrar

Se pretende mostrar de manera fácil y entretenida cómo son las fuerzas entre cargas, tanto de atracción como de repulsión, así como la ley de conservación de la carga.  Igualmente el principio de acción y reacción entre fuerzas de tipo electrostático.



Dirigido a

Secundaria, Bachillerato y Público en general.



Materiales necesarios

Se utilizan dos dispositivos experimentales. Cada uno se realiza clavando  el tubo interior con tinta de un bolígrafo en una goma y colocando en la parte superior una pajita perpendicularmente atravesada por un clavo (FIGURA 1). Además se usan dos paños (de lana y de seda), una pajita  y un tubo de vidrio o metacrilato. 



Descripción

Se frota con un paño (mejor de lana) un extremo de la pajita transversal de uno de los dispositivos. Así adquiere carga negativa. A continuación se frota una pajita gruesa adquiriendo también carga negativa. Se acerca al extremo cargado. Se observa que gira porque cargas iguales se repelen (FIGURA 2). Sin tocar la pajita transversal podemos hacerla girar deprisa o despacio dependiendo de cómo se mueva la pajita que acercamos.

Se frota ahora un tubo o cilindro de vidrio o metacrilato con un paño (mejor de seda o similar). Este material adquiere carga positiva. Cuando se acerca ahora el extremo cargado de nuestro dispositivo vemos que la pajita gira acercándose porque cargas opuestas se atraen. Se puede hacerla  girar cuantos círculos se quiera sin que se toquen el tubo de vidrio y la pajita transversal.

Para comprobar la conservación de la carga hay que acercar el paño con el que hemos frotado al extremo de la pajita transversal. Se constata que hay una fuerza de atracción entre ambos que provoca el giro del dispositivo experimental. Si movemos el paño en rotación la pajita girará en el mismo sentido. Téngase en cuenta que La carga negativa en el extremo de la pajita se ha creado a expensas de formarse una carga positiva igual en el paño demostrándose así la ley de conservación de la carga:  la suma de cargas ha de ser constante.

Finalmente, es muy vistoso comprobar el principio de acción–reacción entre fuerzas electrostáticas.  Se acercan dos dispositivos experimentales con las pajitas transversales cargadas. Con un dedo de cada mano en el extremo de cada una no cargado, se aproximan los extremos con carga. Cuando se quitan los dedos, se constata que actúan las mismas fuerzas sobre ambas, por lo que ambas se repelen y giran (FIGURA 3). Según el principio de acción y reacción si una de las pajitas realiza una fuerza sobre la otra, debe haber la misma fuerza sobre ella misma. Es un error relativamente frecuente pensar que si acercamos dos objetos cargados desigualmente, el cuerpo con más carga ejerce más fuerza que  el otro. Podemos demostrar que la fuerza es la misma frotando mucho más  una de las pajitas que la otra, para que su carga sea mayor.  Cuando se realiza la experiencia, se comprueba que ambas giran con la misma fuerza.



Existe alg�n riesgo

Sin Riesgos



Imágenes

 


Observaciones

El dispositivo experimental es muy sencillo y fácil de adquirir y realizar. Los discentes se asombran de la rapidez y eficiencia del movimiento giratorio de la pajita con sólo acercar otra sin tocarla.