PRACTICAcampoelctrico1 1

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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE 
PUEBLA 
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA 
LABORATORIO DE FÍSICA II 
NRC: 18740 SECCIÓN: 006 
PRÁCTICA 2: CAMPO ELÉCTRICO 
FECHA DE ENTREGA: 27 DE SEPTIEMBRE DE 2022 
 
EQUIPO 
ARMANDO GUATEMALA MENDOZA 
COLEGIO: ING. QUÍMICA MATRÍCULA: 202039231 
BRENDA PAOLA ORTIZ ANDRADE 
COLEGIO: ING. QUÍMICA MATRÍCULA: 202049876 
GERALDINE SAAVEDRA ROMÁN 
COLEGIO: ING. QUÍMICA MATRICULA: 202056098 
ELIZABETH CARBARIN MARTÍNEZ 
COLEGIA: ING. QUÍMICA MATRICULA: 202030425 
AXEL IAN FLORES 
COLEGIO: ING. QUÍMICA MATRICULA: 202035977 
 
OTOÑO 2022 
BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA 
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA 
Laboratorio de FISICA 
Practica # 2 
 
Campo Eléctrico 
Objetivo: Comprobar la existencia de líneas de fuerza de eléctrica (campo eléctrico) en 
un medio conformado con los siguientes materiales aceite comestible, alpiste, electrodos 
y máquina de Wimshurst 
Fundamentos: Concepto del campo eléctrico, y la interpretación del modelo matemático 
del mismo. 
Ley de Coulomb: Aun cuando los fenómenos electrostáticos fundamentales eran ya 
conocidos en la época de Charles Coulomb (1736-1806), no se conocía aún la proporción en 
la que esas fuerzas de atracción y repulsión variaban. Fue este físico francés quien, en 1785, 
tras poner a punto un método de medida de fuerzas sensible a pequeñas magnitudes, lo aplicó 
al estudio de las interacciones entre pequeñas esferas dotadas de carga eléctrica. El 
dispositivo utilizado recibió el nombre de balanza de torsión, constaba de dos esferas que se 
podían cargar, suspendidas de manera se pudiese medir el ángulo de torsión de la fibra que 
las mantenía suspendidas, en ángulo girado era proporcional a la carga de las esferas. Los 
primeros resultados experimentales podemos expresarlos como: 𝐹 ∝
1
𝑟2
 donde es la 
magnitud de la fuerza que obra en cada una de las dos esferas cargadas y r es la distancia que 
las separa. Coulomb también estudio como variaba la fuerza eléctrica con el tamaño relativo 
de las cargas aplicadas a cada esfera y llego a: 𝐹 ∝
𝑞1∗𝑞2
𝑟2
 
Cargas de igual signo se repelen y de signo contrario se atraen. Teniendo presente la 
constante de proporcionalidad, la cual depende del medio en el cual plantemos las cargas, 
podemos escribir la Ley de Coulomb como: Donde ε es la permitividad del vació y su valor 
experimental es 8.8ˣ10-12 C2/N.m2. 𝐹 =
1
4𝜋𝜀
1𝑞1∗𝑞2
𝑟2
 
La ley de Coulomb proporciona una idea de la magnitud del coulomb como cantidad de 
electricidad. Así, haciendo en la en la ecuación de la ley de Coulomb: q1=q2= 1C y r=1 m. 
Resulta la fuerza eléctrica F= 9 · 109 N; es decir, dos cargas de un coulomb situadas a una 
distancia de un metro, experimentarían una fuerza electrostática de nueve mil millones de 
newtons. La magnitud de esta fuerza descomunal indica que el coulomb es una cantidad de 
carga muy grande. Por razones prácticas relacionadas con la precisión de las mediciones, la 
unidad de carga en el sistema MKS no se define usando una balanza de torsión, sino que se 
la deriva de la unidad de corriente eléctrica. La unidad de corriente eléctrica es el amper, se 
define el coulomb como la cantidad de carga que pasa por una sección transversal dada de 
un alambre en 1 segundo si circula por el alambre una corriente constante de 1 Amper. 
El concepto físico de campo eléctrico: Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio 
material para ejercer su influencia sobre otras, de ahí que las fuerzas eléctricas sean 
consideradas fuerzas de acción a distancia. Cuando en la naturaleza se da una situación de 
este estilo, se recurre a la idea de campo para facilitar la descripción en términos físicos de 
la influencia que uno o más cuerpos ejercen sobre el espacio que les rodea. La noción física 
de campo se corresponde con la de un espacio dotado de propiedades medibles. Por ejemplo, 
la temperatura del aire en una habitación ( el salón de clase por Ej.) posee un valor 
determinado en cada punto de la misma. Si T representa la temperatura, existe una función 
T(x, y, z) que da la temperatura en cada punto (x, y, z) de la habitación. Si la temperatura 
cambia con el tiempo, debemos incluirlo como variable T(x, y, z, t). Como la temperatura es 
una magnitud escalar, T(x, y, z, t) es un ejemplo de campo escalar. Además de campos 
escalares existen campos vectoriales, es decir magnitudes vectoriales que están definidas en 
cada punto del espacio. El viento en la atmósfera terrestre es un ejemplo. En cada punto de 
la atmósfera el aire tendrá una velocidad V. Cada una de las tres componentes de este campo 
vectorial será función de la posición y del tiempo. En coordenadas cartesianas podemos 
escribir estas tres componentes como V(r, t). 
En el caso de que se trate de un campo de fuerzas éste viene a ser aquella región del espacio 
en donde se dejan sentir los efectos de fuerzas a distancia. Así, la influencia gravitatoria sobre 
el espacio que rodea la Tierra se hace visible cuando en cualquiera de sus puntos se sitúa, a 
modo de detector, un cuerpo de prueba y se mide su peso, es decir, la fuerza con que la Tierra 
lo atrae. Dicha influencia gravitatoria se conoce como campo gravitatorio terrestre. De un 
modo análogo la física introduce la noción de campo magnético y también la de campo 
eléctrico o electrostático. 
Campo eléctrico: El concepto de campo fue desarrollado por Michael Faraday (1791-
1867) en el contexto de las fuerzas eléctricas. En este enfoque, se dice que existe un campo 
eléctrico en la región del espacio que rodea al objeto cargado: la carga fuente. La presencia 
del campo eléctrico puede detectarse usando una carga de prueba en el campo eléctrico, 
observando la fuerza eléctrica que actúa sobre él. Para ejemplificar, observe la figura 1, que 
muestra una pequeña carga de prueba positiva 𝑞0 colocada cerca de un segundo objeto 
con una carga positiva Q mucho mayor. Definimos el campo eléctrico debido a la 
carga fuente en la ubicación de la carga de prueba, como la fuerza eléctrica sobre la 
carga de prueba por unidad de carga q0, para mayor claridad, el vector del campo eléctrico 
�⃗� , en un punto en el espacio se define como la fuerza eléctrica 𝐹 , que actúa sobre una carga 
de prueba positiva 𝑞0 colocada en ese punto, dividida entre la carga de prueba: 
𝑬 =
𝑭𝒆
𝑞0⁄ Ecuación 1 
 
 
Figura 1 Una pequeña carga de prueba positiva q0 colocada en el punto P cerca de un objeto con una carga 
positiva Q mucho mayor experimenta un campo eléctrico �⃗� en el punto P establecido por la carga fuente Q. 
Siempre asumiremos que la carga de prueba es tan pequeña que el campo de la carga fuente no es afectado por 
su presencia. 
 
La dirección de �⃗� como se ve en la figura 1 está en la dirección de la fuerza que experimenta 
una carga positiva de prueba cuando es colocada en el campo. Observe que �⃗� es el campo 
producido por una carga o distribución de carga separada de la carga de prueba; no es el 
campo producido por la propia carga de prueba, además observe que la existencia de 
un campo eléctrico es una propiedad de su fuente; la presencia de una carga de 
prueba no es necesaria para que el campo exista. La carga de prueba sirve como detector del 
campo eléctrico: existe un campo eléctrico en un punto si una carga de prueba en dicho punto 
experimenta una fuerza eléctrica. 
Si se coloca una carga arbitraria q en un campo eléctrico ES, éste experimenta una 
fuerza eléctrica dada por: 𝐹 = 𝑞�⃗� . Si q es positiva, la fuerza tiene la misma dirección 
que el campo. Si es negativa, la fuerza y el campo tienen direcciones opuestas. Observe la 
similitud entre 𝐹 = 𝑞�⃗� y 𝐹 = 𝑚𝑔 la ecuación correspondiente a la versión gravitacional de 
la partícula en un modelo de campo. Una vezque conoce la magnitud y la dirección del 
campo eléctrico en un punto determinado, puede calcular la fuerza eléctrica ejercida 
sobre cualquier partícula cargada ubicada en ese punto mediante la ecuación 𝐹 = 𝑞�⃗� . 
Para determinar la dirección que tiene un campo eléctrico, considere una carga puntual q 
como carga fuente. Esta carga produce un campo eléctrico en todos los puntos del espacio 
que la rodea. En el punto P, a una distancia r de la carga fuente, se coloca una carga de prueba 
𝑞0, tal como se observa en la figura 2a. Imagine el uso de la carga de prueba para determinar 
la dirección de la fuerza eléctrica y, por lo tanto, la dirección del campo eléctrico. De acuerdo 
con la ley de Coulomb, la fuerza ejercida por q sobre la carga de prueba es 𝐹 =
1
4𝜋𝜀
𝑞∗𝑞0
𝑟2
�̂�, 
donde �̂� es un vector unitario con dirección de q hacia 𝑞0. En la figura 2 esta fuerza se aleja 
de la carga fuente q. Ya que el campo eléctrico en P, que es la posición de la carga de prueba, 
queda definido por �⃗� =
𝑭𝑒
𝑞𝑜⁄ , el campo eléctrico en P establecido por q es �⃗�
 =
1
4𝜋𝜀
𝑞
𝑟2
�̂�. Si 
la carga fuente q es positiva, la figura 2 b muestra la situación al eliminar la carga de prueba: 
la carga fuente establece un campo eléctrico en el punto P, alejándose de q. Si q es negativa, 
como en el caso de la figura 2 c, la fuerza sobre la carga de prueba está dirigida hacia la carga 
fuente, por lo que el campo eléctrico en P está dirigido hacia la carga fuente, como en la 
figura 2 d. 
En la figura 3 a se muestran las líneas de campo eléctrico causadas por el campo creado por 
una sola carga puntual positiva. Este dibujo en dos dimensiones sólo muestra las líneas de 
campo que están en el plano que contiene a la carga puntual. De hecho, las líneas están 
dirigidas radialmente alejándose de la carga en todas las direcciones; por lo tanto, en 
lugar de una “rueda” plana de líneas, como la que se muestra, es necesario imaginar toda una 
distribución esférica de líneas. Si se colocara una carga de prueba positiva en este campo 
sería repelida por la carga fuente positiva, las líneas se alejarían radialmente de la carga 
fuente. Las líneas de campo eléctrico que representan al campo generado por una sola carga 
puntual negativa están dirigidas hacia la carga figura 3. En ambos casos las líneas 
siguen una dirección radial y se extienden hasta el infinito. Observe que las líneas 
se acercan entre sí conforme se aproximan a la carga; ello indica que la fuerza del 
campo se incrementa conforme se acercan hacia la carga fuente. 
 
 
Figura 2 (a), (c) Cuando una carga de prueba q0 se coloca cerca de una carga fuente q, la carga de prueba 
experimenta una fuerza. (b), (d) En un punto P cerca de una fuente de carga q, existe un campo eléctrico. 
 
 
 
 
Figura 3 Líneas de campo eléctrico para una carga puntual. Observe que las figuras sólo muestran aquellas 
líneas que están en el plano de la página. 
 
Las líneas de campo eléctrico para dos cargas puntuales de igual magnitud pero de signos 
opuestos (dipolo eléctrico) se muestran en la figura 5a. Ya que las cargas son de igual 
magnitud, el número de líneas que empiezan en la carga positiva debe ser igual al 
número que termina en la carga negativa. En lugares muy cercanos a las cargas, las líneas 
son prácticamente radiales, como en el caso de una carga aislada. La elevada densidad de 
líneas entre las cargas indica una región con un campo eléctrico intenso. La figura 5b muestra 
las líneas de campo eléctrico alrededor de dos cargas puntuales positivas iguales. De nuevo, 
las líneas son prácticamente radiales en puntos cercanos a cada carga, y el mismo número de 
líneas emerge de cada carga, pues son de igual magnitud. Debido a que no hay cargas 
negativas disponibles, las líneas de campo eléctrico se alejan infinitamente. 
 
 
Figure 5. a) Líneas de campo eléctrico para dos cargas puntuales de igual magnitud y de signo opuesto (un 
dipolo eléctrico). b) Líneas de campo eléctrico para dos cargas puntuales positivas 
2. Parte experimental 
2.1 Equipo general: 
Electrodos circulares y caimanes 
Máquina de Wimshurst 
Multímetro 
Charola de plástico 
Aceite comestible 
 
2.2 Procedimiento: 
Experimento (Campo eléctrico). (Anexa tus evidencias en cada paso). 
a) Se colocan dos electrodos circulares en una charola con aceite. 
Ilustración 1Electrdos 
en aceite 
 
b) Se arma la máquina de Wimshurst de acuerdo a la instrucción 
de tu maestro. 
c) Conectar la máquina de Wimshurst a los electrodos circulares con dos caimanes. 
d) Empezar a girar la palanca de la maquina; y agregar alpiste sobre el aceite en 
medio de los dos electrodos. 
e) Cambiar los caimanes a un solo polo (1 
punto) 
e.1) ¿que observa? ¿Porque llego a esa conclusión? 
Las líneas de campo de ambos electrodos son del mismo signo 
(misma carga), por lo tanto, se separan. 
Ahora conecte los caimanes en diferentes polos 
e.2) ¿porque es diferente cuando ésta conectado a un polo? 
Por tienen el mismo singo o misma carga por lo tanto la interacción será de 
repulsión, sin en cambio al estar en diferentes polos su interacción será de 
atracción ya que su carga (en cuanto a signo) es distinta. 
1. Anote todo lo que observa en esta práctica ya que le servirá 
para contestar el cuestionario. 
 
3. Cuestionario. Para todas las preguntas es necesario que desarrolles un mapa mental 
o conceptual. Además; varias preguntas están en fotografía. Estas preguntas las 
escribes en documento Word. 
 
I. Un campo puntual 𝟑𝝁𝑪 de 𝒒𝟏 se halla a una distancia d de otra −𝟔𝝁𝑪 de 𝒒𝟐. 
¿Cuál es la razón 
|�⃗⃗� 𝟏𝟐|
|�⃗⃗� 𝟐𝟏|
? 
A) 1/2 B) 1 C) 2 D) 18 
𝑞1
𝑞2
=
3
6
=
1
2
 𝐿𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑠𝑜 𝑎) 𝑙𝑎 𝑟𝑎𝑧𝑜𝑛 𝑒𝑠
1
2
 
II. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones acerca de las líneas de campo eléctrico 
asociadas con cargas eléctricas es falsa? 
A. Las líneas de campo eléctrico pueden ser rectas o curvas 
Ilustración 2máquina 
de Wimshurt 
Ilustración 3 paso D 
B. Las líneas de campo eléctrico pueden formar lazos cerrados 
C. Las líneas de campo eléctrico parten de cargas positivas y terminan en cargas 
negativas 
D. Las líneas de campo eléctrico jamás pueden cruzarse una con otra. (0.5 
puntos) 
La B ya que las líneas de campo electrostático siempre van de mayor a menor 
potencial, por lo que nunca se puede obtener un lazo cerrado, ni siquiera pasando 
por varios conductores. Esto permite obtener un ordenamiento en los voltajes 
respectivos. Habrá un conductor que estará al máximo de potencial y, a partir de 
ahí, las líneas de campo irán de un conductor a otro, siempre en voltajes 
descendentes. 
 
III. ¿Un electrón y un protón libres son liberados en campos eléctricos idénticos? 
¿Cuál aceleración es mayor? ¿por qué? (1 punto) 
 La aceleración del electrón será mucho mayor (aproximadamente 10.000 veces) que 
la que adquiera el protón. Hay que recordar que la aceleración y la masa son cantidades 
inversamente proporcionales, y la masa del protón es aproximadamente 10.000 veces la del 
electrón 
IV. En una región del espacio donde el campo eléctrico está dirigido verticalmente 
hacia arriba se coloca un objeto con carga negativa. ¿Cuál es la dirección de la 
fuerza eléctrica ejercida sobre esta carga? (1 punto) 
 Una carga negativa siempre será afectada por una fuerza en contra del campo 
negativo. Hay que tomar en cuenta que el campo se dirige siempre desde una carga positiva 
hacia una negativa. Por lo que si se coloco una carga negativa en el campo, será atraída por 
la carga positiva que lo genera, y eso es en contra del campo. 
 
V. Una carga negativa se mueve en la dirección de un campo 
eléctrico uniforme. ¿Su energía cinética aumenta o 
disminuye? ¿porqué? (0.5punto) 
 
Aumenta conforme su potencial disminuye, porque: 
Como es campo eléctrico es uniforme, la fuerza es constante y también la aceleración, 
por lo tanto. 
𝑎 =
𝑞𝐸
𝑚
 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎𝑡 𝑥 = 𝑣0𝑡 +
1
2
𝑎𝑡2 
Adicionando el principio de conservación de la energía, la energía potencial se 
transforma en energía cinética, tal que 
𝐸𝑐 = 𝑞(𝑉0 − 𝑉) =
1
2
𝑚𝑣2 −
1
2
𝑚𝑣0
2 
Entonces el aumento de energía cinética es igual a la disminución de la energía 
potencial. 
 
VI. Dos pequeñas esferas conductoras idénticas están a una distancia de 1m una de 
otra. Originalmente la misma carga positiva y la fuerza entre ella es 𝑭𝟎. Después, 
la mitad de la carga de una se deposita en la otra. Ahora la fuerza entre ellas es: 
(2 puntos) 
Al inicio, 𝑞1 = 𝑞2 
𝐹0 = 𝐹0𝑥𝑖̂ + 𝐹0𝑦𝑗̂ = 𝐹0𝑥𝑖 ̂
𝐹0 =
𝑘𝑞1𝑞2
𝑑2
 
Considerando que las cargas son iguales 
𝐹0 =
𝑘𝑞2
𝑑2
=
𝑘𝑞2
1
= 𝑘𝑞2 
Tiempo después, 𝑞1 > 𝑞2 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑞1 =
3
2
𝑞 𝑦 𝑞2 =
1
2
𝑞. Entonces 
𝐹1 = 𝐹1𝑥𝑖̂ + 𝐹1𝑦𝑗̂ = 𝐹1𝑥𝑖 ̂
𝐹1 =
𝑘𝑞1𝑞2
𝑑2
= 𝑘
(
3
2𝑞) (
1
2𝑞)
12
=
3
4
𝑘𝑞2 
Considerando que 𝐹0 = 𝑘𝑞
2, se puede sustituir, por lo tanto 
𝐹1 =
3𝐹0
4
 
 
A) 
𝐅𝟎
𝟒
 B) 
𝐅𝟎
𝟐
 C) 
𝟑𝐅𝟎
𝟒
 D) 
𝟑𝐅𝟎
𝟐
 E) 𝟑𝑭𝟎 
 
VII. Ocho cargas puntuales de una magnitud q, 
estan ubicadas en los verticees de un cubo, 
como se muestra en la figura P.23.69. 
a) ¿cuál es la magnitud y dirección del campo 
electrrico. 
NOTA: utiliza el método de los 3 pasos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VIII. Explique porque las superficies equipotenciales son siempre perpendiculares a 
las líneas de campo eléctrico. Esto ocurre debido a que las líneas se dirigen siempre 
hacia donde el potencial disminuye y porque nunca una superficie equipotencial 
puede cortarse. 
4. Bibliografía: (actualizar bibliografía) 
 
• FÍSICA volumen 2, 5º edición. Resnick, Halliday, Krane. Ed. CECSA. México 2003 
• FÍSICA tomo 2, 4º edición. Serway. Ed. McGraw Hill. 1999 
• FISICA II; Serway, Jewet. Ed. CENGAGE. SEPTIMA EDICION 
	FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
	Laboratorio de FISICA
	Objetivo: Comprobar la existencia de líneas de fuerza de eléctrica (campo eléctrico) en un medio conformado con los siguientes materiales aceite comestible, alpiste, electrodos y máquina de Wimshurst
	2.1 Equipo general: