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Página 1 de 7 Institución Universitaria ITSA Departamento de Educación Arte y Humanidades FISICA ELECTRICA GUÍA DE APRENDIZAJE AUTÓNOMO Modulo: Física Eléctrica Corte 1 Fecha Inicio: 24/05/2021 Fecha Fin: 31/05/2021 Aprendizaje (Tema) Carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico, Evidencia de Aprendizaje (objetivo) Identifica los conceptos de carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico. CONCEPTUALIZACIÓN (Lo que debes saber sobre el tema) ELECTROSTÁTICA En la Grecia clásica se estudió un fenómeno especial: la propiedad que tenían ciertos cuerpos de atraer objetos livianos. Tales de Mileto realizó experimentos en los cuales demostró que el ámbar, después de ser frotado con la piel de un animal, atraía ciertas semillas. Pero en el siglo XVI, el físico inglés William Gilbert descubrió que otras sustancias también podían adquirir la propiedad reseñada. A estas sustancias las denominó sustancias eléctricas y a la propiedad la denominó electricidad, palabra que deriva del griego elektron (ámbar). ELECTRIZACIÓN DE LOS CUERPOS El comportamiento eléctrico de los cuerpos está íntimamente relacionado con la estructura de la materia. Los cuerpos están formados por entidades llamadas átomos. En los átomos existen partículas que poseen carga positiva (protones), carga negativa (electrones) y otras partículas cuya carga es neutra (neutrones). Página 2 de 7 Institución Universitaria ITSA Departamento de Educación Arte y Humanidades FISICA ELECTRICA Se puede observar que: • Si un cuerpo tiene carga negativa es porque ha ganado electrones de otros cuerpos y, por tanto, posee más electrones que protones. • Si un cuerpo tiene carga positiva es porque ha cedido electrones a otros cuerpos y, por tanto, posee menos electrones que protones. CARGAS ELÉCTRICAS El norteamericano Benjamín Franklin, quien realizó distintos descubrimientos en el campo de la electricidad, sugirió la existencia de un único tipo de carga o fluido eléctrico. Página 3 de 7 Institución Universitaria ITSA Departamento de Educación Arte y Humanidades FISICA ELECTRICA Cuando la cantidad de la misma en un cuerpo era superior a lo normal, este presentaba electricidad positiva (+), la adquirida por el vidrio; y cuando la misma era inferior a lo normal, el cuerpo tenía electricidad negativa (-), la adquirida por el ámbar. La unidad de la carga eléctrica en el SI se denomina coulomb o culombios y su símbolo es C. La transferencia y la interacción entre las cargas producen los fenómenos eléctricos. Esta interacción responde a la ley de signos; según la cual, los cuerpos que tienen carga eléctrica del mismo signo se repelen y los cuerpos que tienen cargas de diferente signo se atraen. En la siguiente figura se muestran estas interacciones. FUERZA ELÉCTRICA. La repulsión o atracción que sienten las cargas entre sí es denominada Fuerza eléctrica. Entre dos cargas próximas inicialmente en reposo siempre se establece un tipo de fuerzas, llamadas electrostáticas, de tal forma que, si las partículas cargadas son suficientemente pequeñas como para que puedan considerarse puntuales, se cumple en las siguientes condiciones: • La fuerza establecida entre ambas tiene una dirección que coincide con una línea recta imaginaria que une las dos cargas. (línea punteada en el dibujo) Página 4 de 7 Institución Universitaria ITSA Departamento de Educación Arte y Humanidades FISICA ELECTRICA • El sentido de la fuerza se dirige hacia el lado opuesto de la carga cuando ambas tienen el mismo signo (fuerza repulsiva).(Letra a en el dibujo) • La fuerza ejercida sobre una carga apunta hacia la otra cuando las dos tienen distinto signo (fuerza atractiva) (Letra b en el dibujo). En el dibujo de la derecha se muestran dos situaciones, a y b. En la situación a, las cargas q1 y q2 se repelen y cada una siente una fuerza igual en magnitud, pero con diferente sentido. Llamaremos F12 a la fuerza que ejerce la carga 2 sobre la carga 1 (ver en el dibujo el vector fuerza de la izquierda) y llamaremos F12 a la fuerza que ejerce la carga 1 sobre la carga 2. Además, la línea punteada entre las cargas, representa el tamaño de su distancia R12. En la situación b, utilizamos la misma simbología, pero en el caso de fuerzas atractivas. LEY DE COULOMB. La magnitud de las fuerzas eléctricas de atracción y repulsión entre cargas se rige por el principio fundamental de la electrostática, también llamado ley de Coulomb. Esta ley establece que la fuerza de atracción (o repulsión) entre dos cargas eléctricas puntuales de distinto (o igual) signo es directamente proporcional al producto del valor de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Es decir, mientras mayor sea el valor de la carga, mayor es la fuerza que producen y mientras mayor sea la distancia que separa a las cargas, la fuerza eléctrica entre ellas es menor pues se debilita mucho (al cuadrado de su valor). Página 5 de 7 Institución Universitaria ITSA Departamento de Educación Arte y Humanidades FISICA ELECTRICA CAMPO ELÉCTRICO Una carga eléctrica puntual q (carga de prueba) sufre, en presencia de otra carga q1 (carga fuente), una fuerza electrostática. Si eliminamos la carga de prueba, podemos pensar que el espacio que rodea a la carga fuente ha sufrido algún tipo de perturbación, ya que una carga de prueba situada en ese espacio sufrirá una fuerza. FLUJO ELÉCTRICO En electromagnetismo el flujo eléctrico, o flujo electrostático, es una magnitud escalar que expresa una medida del campo elèctrico que atraviesa una determinada superficie, Página 6 de 7 Institución Universitaria ITSA Departamento de Educación Arte y Humanidades FISICA ELECTRICA o expresado de otra forma, es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie. ACTIVIDAD (Aplica tus conocimientos) Instrucciones: Explique en un mapa conceptual creado en https://coggle.it que es carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico, especifique: 1) ¿Qué es carga eléctrica? 2) ¿Qué es la ley de Coulomb? 3) ¿Qué significa el símbolo K en la ley de Coulomb? 4) ¿Cuándo una fuerza eléctrica nos dará un signo negativo? 5) ¿Qué es el campo eléctrico? 6) ¿Qué es el potencial eléctrico? Plazo máximo: Este Mapa conceptual equivale al 5% de la nota total del Primer corte. AMPLIA TUS CONOCIMIENTOS (Enlaces o referencias bibliográficas que puedes consultar) Amplia tus conocimientos a través de los siguientes links: https://www.youtube.com/watch?v=OLFrpP7sT9Y Carga eléctrica https://www.youtube.com/watch?v=JFv31DpjFIE experimentos con electrostática https://www.youtube.com/watch?v=OLFrpP7sT9Y https://www.youtube.com/watch?v=JFv31DpjFIE Página 7 de 7 Institución Universitaria ITSA Departamento de Educación Arte y Humanidades FISICA ELECTRICA RUBRICA DE EVALUACIÓN Criterios DEFICIENTE (NO) INSUFICIENTE (SÍ, PERO...) BUENO (SÍ) SOBRESALIENTE (SÍ Y MÁS...) Presentación y tiempos El trabajo se presenta después de tiempo predeterminado y sin presentación. El trabajo se presenta después de tiempo predeterminado y con presentación. El trabajo se presenta a tiempo y sin presentación El trabajo se presenta a tiempo y con presentación 0.2 0.4 0.6 0.8 Originalidad Usa ideas de otras personas, pero no les da crédito Usa ideas de otras personas (dándoles crédito), pero no hay casi evidencia de ideas originales El producto demuestra cierta originalidad. El trabajo demuestrael uso de nuevas ideas y de perspicacia. El producto demuestra gran originalidad. Las ideas son creativas e ingeniosas. 0.2 0.4 0.6 0.8 Calidad de la Información La información tiene poco o nada que ver con las preguntas planteadas. La información da respuesta a las preguntas principales, pero no da detalles y/o ejemplos. La información da respuesta a las preguntas principales La información está claramente relacionada con el tema principal y proporciona varias ideas secundarias y/o ejemplos. 0.2 0.4 0.6 0.8 Organización del Mapa El formato del mapa mental y la organización del material es confuso para el lector. El mapa mental tiene la información bien organizada. El mapa mental tiene un formato atractivo y una información bien organizada. El mapa mental tiene un formato excepcionalmente atractivo y una información bien organizada. 0.3 0.6 0.9 1.2 Identifica los conceptos de carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico (contrasta) No identifica los conceptos de carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico. Identifica algunos conceptos de carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico. Por lo general, identifica los conceptos de carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico. Identifica los conceptos de carga eléctrica, fuerza eléctrica, campo y potencial eléctrico contrasta su aplicación en diferentes ámbitos 0.4 0.7 1.0 1.4
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