Guia-4-4-Medio Fisica

Vista previa del material en texto

1 
 
 
 
 
Fundación Educacional Padre Antonio Ligthart 
Colegio Sagrada Familia 
Tocopilla 
Departamento de CIENCIAS 
 
 
FÍSICA – 4° MEDIOS. (CURSO A, B y C) 
Prof. Patricio Contador Molina 
 
IDENTIFICACIÓN DEL/ LA ESTUDIANTE: 
 
CURSO: 
 
FECHA: 
 
GUÍA N° 4 
Tipo de Evaluación: Formativa. 
Unidad de Aprendizaje: UNIDAD I: FÍSICA DE LOS CUERPOS CARGADOS 
Analizar el estudio de las interacciones electrostáticas de cargas en reposos (electrostática), regidas 
por la Ley de Coulomb. Abordando el concepto de campo eléctrico examinando la naturaleza de la 
Ley de Cargas eléctricas y los métodos de electrización. 
 
Objetivo: Reconocer las semejanzas y diferencias entre la Ley de Coulomb y la Ley 
de Gravitación de Newton: ámbitos de aplicabilidad, magnitudes relativas 
y analogías formales entre ambas. 
 
NOTA: Todo el trabajo indicado para hacer de la Guía N° 4 (u otra en adelante), se realiza en el cuaderno 
de Física ó en la guía suministrada. (Se puede imprimir, contestar y guardar). 
El trabajo debe resguardarse, para luego, al ser solicitado oportunamente, revisarlo, corregirlo y calificarlo. 
(esto de acuerdo a los lineamientos que dicte el Colegio, al regresar a clases). 
Si quisieras descargar la guía (en Word), editarla y contestarla dentro de la misma puedes reenviarla en 
archivo adjunto, al correo patricio.contador@cosafa.org 
 
Fecha de Entrega: VIERNES, 15 DE MAYO DE 2020. 
 
 
 Hola chiquillos, espero que se encuentren bien y hacer casos a las recomendaciones de sus 
papas con respecto al cuidado del coronavirus. 
 En esta nueva etapa que nos encontramos en la pandemia del Covi19, es importantes enfrentar 
los nuevos desafíos en la enseñanza de aprendizajes. Los recursos didácticos que entregados por sus 
profesores, ha sido de un gran esfuerzo y sus formas han sido: 
 
1. Las Guías didácticas del profesor. 
2. El texto del estudiante. 
3. Próximo en una plataforma digital online. 
 
 Con la Guía 4, empezamos a trabajar con el currículo de 4° medios, con la primera unidad 
“LA FÍSICA DE LOS CUERPOS CARGADOS”, usando el texto mancomún de FÍSICA de III y IV, Medio (que 
les fue entregado el año pasado 2019), anexos y material complementarios. 
 
 
mailto:patricio.contador@cosafa.org
2 
 
 Descripción de la Actividad. 
 
Instrucciones: 
 
1. Como introducción al tema de la “FÍSICA DE LOS CUERPOS CARGADOS”, analizaremos la 
biografía de CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB, físico, e ingeniero militar francés. Se le 
recuerda por haber descrito de manera matemática la Ley de atracción entre cargas eléctricas. En 
su honor la unidad de carga eléctrica (1 C) en el Sistema Internacional lleva el nombre de 
Coulomb (C). 
 
 
2. ACTIVIDAD 1: Analizan el texto de la biografía de Coulomb, y responden el CUESTIONARIO 
con las siguientes 5 preguntas: 
 
1. ¿Cuáles los aportes aporte científicos de Charles Agustín de Coulomb? 
 
 
 
 
2. ¿Cuál es el mayor aporte de Coulomb en el campo de la electrostática? 
 
 
 
 
 
3. Nombrar la definición del principio de Coulomb o Ley de Coulomb. 
 
 
 
 
 
 
4. ¿Qué es una balanza de torsión? 
 
 
 
 
 
 
5. ¿A cuánto electrones ( e ) representa la carga de un Coulomb? ( 1 C = e ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. ACTIVIDAD 2: Confeccionar un comic o una infografía en una hoja de bloc o 
croquera; de la biografía de Charles Agustín de Coulomb. 
 
 
 
3 
 
 
 
TEXTO DE ANALISIS 
COLEGIO “SAGRADA FAMILIA” 
TOCOPILLA 
 
Breve biografía de Charles Agustín de Coulomb 
Charles Agustín de Coulomb 
Charles Coulomb, el más grande físico francés en cuyo honor la unidad de carga eléctrica se denomina 
culombio, nació en Angoulême, Francia en 1736. 
Fue educado en la École du Génie en Mézieres y se graduó en 1761 como ingeniero militar con el grado de 
Primer Teniente. Coulomb sirvió en las Indias Occidentales durante nueve años, donde supervisó la 
construcción de fortificaciones en la Martinica. 
 
En 1774, Coulomb se convirtió en un corresponsal de la Academia de Ciencias de París. Compartió el 
primer premio de la Academia por su artículo sobre las brújulas magnéticas y recibió también el primer 
premio por su trabajo clásico acerca de la fricción, un estudio que no fue superado durante 150 años. 
 
Durante los siguientes 25 años, presentó 25 artículos a la Academia sobre electricidad, magnetismo, 
torsión y aplicaciones de la balanza de torsión, así como varios cientos de informes sobre ingeniería y 
proyectos civiles. 
Coulomb aprovechó plenamente los diferentes puestos que tuvo durante su vida. Por ejemplo, su 
experiencia como ingeniero lo llevó a investigar la resistencia de materiales y a determinar las fuerzas 
que afectan a objetos sobre vigas, contribuyendo de esa manera al campo de la mecánica estructural. 
También hizo aportaciones en el campo de la ergonomía. 
 
La mayor aportación de Coulomb a la ciencia fue en el campo de la electrostática y el magnetismo, en 
4 
 
1777 inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas. 
Con este invento, Coulomb pudo establecer el principio, conocido ahora como Ley de Coulomb: 
 “La fuerza entre las cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas 
individuales e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa”. 
 
Coulomb murió en 1806, cinco años después de convertirse en presidente del Instituto de Francia 
(antiguamente la Academia de Ciencias de París). Su investigación sobre la electricidad y el magnetismo 
permitió que esta área de la física saliera de la filosofía natural tradicional y se convirtiera en una ciencia 
exacta. La historia lo reconoce con excelencia por su trabajo matemático sobre la electricidad conocida 
como “Leyes de Coulomb”. 
¿Qué es una BALANZA DE TORSIÓN? 
La balanza de torsión, que tiene su fundamento en el péndulo de torsión, está constituida por un material 
elástico sometido a torsión (par torsor). Cuando se le aplica una torsión, el material reacciona con un par 
torsor contrario o recuperador. Fue diseñada originalmente por el geólogo británico John Michell, y mejorada 
por el químico y físico de la misma nacionalidad Henry Cavendish. El instrumento fue inventado de forma 
independiente por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb en el año 1777, que lo empleó para medir 
la atracción eléctrica y magnética. 
TIPOS: 
Los materiales más empleados como tensores suelen tener una forma alargada en forma de chapa, cable, 
barra, etc. 
 Alambres de torsión se emplean en los relojes de péndulo de torsión. 
 Barras de torsión (o sway bars) se emplean para dar soporte a los componentes de suspensión de 
los automóviles, permitiendo que estos componentes (que indirectamente se soportan sobre las ruedas) 
sean las responsables de amortiguar los movimientos verticales cuando se conduce un vehículo. 
El Delorean DMC-12 (Marca automotriz, alas de gaviota) emplea barras a temperaturas criogénicas para 
asistir la apertura de las puertas 
USOS Y APLICACIONES: 
La balanza de torsión fue creada en el año 1777, con el objeto de medir fuerzas débiles. Coulomb empleó la 
balanza para medir la fuerza electrostática entre dos cargas. Encontró que la fuerza electrostática entre dos 
cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas eléctricas e 
inversamente al cuadrado de la distancia entre las cargas. Este descubrimiento se denominó Ley de 
Coulomb. 
La balanza de torsión consiste en dos bolas de metal sujetas por los dos extremos de una barra suspendida 
por un cable, filamento o chapa delgada. Para medir la fuerza electrostática se puede poner una tercera bola 
cargada a una cierta distancia. Las dos bolas cargadas se repelen/atraen unas a otras, causando una torsión 
de un cierto ángulo. De esta forma se puede saber cuánta fuerza, en newtons, es requerida para torsionar la 
balanza un cierto ángulo. La balanzade torsión se empleó para definir inicialmente la unidad de carga 
electrostática y hoy en día se define como la carga que pasa por la sección de un cable cuando hay una 
corriente de un amperio durante un segundo de tiempo, la fórmula para hacer esto es: 1 C = 1 A·s.(Se lee un 
Coulomb es igual a un Ampere por Segundo). Un Coulomb representa una carga aproximada 
de 1C = 6,241506 x 1018 e, (Se lee: Un Coulomb equivale a seis trillones de electrones), siendo "e" la 
cantidad de carga que posee un electrón. (1e) 
Una balanza de torsión se empleó en el experimento de Cavendish realizado en 1798 para medir la densidad 
de la Tierra con la mayor precisión posible. Las balanzas de torsión se siguen empleando hoy en día en 
experimentos de física. 
https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_de_torsi%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Torsi%C3%B3n_mec%C3%A1nica
https://es.wikipedia.org/wiki/Momento_torsor
https://es.wikipedia.org/wiki/John_Michell
https://es.wikipedia.org/wiki/Henry_Cavendish
https://es.wikipedia.org/wiki/Charles-Augustin_de_Coulomb
https://es.wikipedia.org/wiki/1777
https://es.wikipedia.org/wiki/Reloj_de_p%C3%A9ndulo_de_torsi%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Suspensi%C3%B3n_(autom%C3%B3vil)
https://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vil
https://es.wikipedia.org/wiki/De_Lorean_DMC-12
https://es.wikipedia.org/wiki/Criogenia
https://es.wikipedia.org/wiki/1777
https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electrost%C3%A1tica
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Coulomb
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Coulomb
https://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)
https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
https://es.wikipedia.org/wiki/Amperio
https://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Cavendish
https://es.wikipedia.org/wiki/1798
5 
 
ANEXOS COMPLEMENTARIOS 
BALANZA DE TORSIÓN