Actividad integradora
Fuerza y cargas
eléctricas
Para realizar esta actividad, es necesario leer y
comprender el tema "Electroestática" de la Unidad 2, así como
realizar los ejercicios que se presentan en el desarrollo del tema, ya que ahí
encontrarás los referentes teóricos que, en conjunto con el análisis del
problema, te permitirán aplicar lo aprendido.
¿Qué producto
entregarás?
Un documento donde presentes las acciones o respuestas a
cada una de las preguntas planteadas. Puedes realizar tu actividad “a mano”,
escanearla y subirla a la plataforma.
¿Qué hacer?
Comienza por leer
esta introducción
Los iones, positivos y negativos, existen normalmente en
el aire que respiramos; es una electricidad presente en la atmósfera de la
tierra, con variaciones locales a veces muy pronunciadas.
Los iones positivos se forman por la acción de los rayos
ultravioletas del sol y por los rayos cósmicos, mientras que los iones
negativos se forman por las descargas eléctricas de los rayos y por emisión de
la radioactividad natural de la tierra. (Toda la tierra es un poco
radioactiva). Una fuente natural de iones negativos consiste en la pulverización
del agua durante las lluvias fuertes, en las cascadas, y en el flujo y reflujo
del mar cuando está muy agitado.
Refiriéndonos a zonas concretas del planeta, existen
factores que alteran drásticamente la proporción de iones de un signo o de otro.
Hay vientos perfectamente localizados que traen en sus
zonas de influencia una elevada proporción de iones positivos, con el
consiguiente malestar que ello provoca. También existen pequeñas zonas donde la
ionización negativa es especialmente buena, lo que genera un mejor ambiente
atmosférico.
También podemos generar iones negativos mediante los
ionizadores, produciendo la misma sensación de bienestar.
Tomado de: http://www.tecnozono.com/iones.htm
Los iones (moléculas cargadas eléctricamente) son los
responsables de formar la materia por medio de fuerzas eléctricas de atracción
y repulsión entre ellas.
1. Lee con atención la siguiente situación:
Tres iones se encuentran en el espacio según la figura
mostrada:
Los iones tienen las siguientes cargas eléctricas:
Ion 1: 8 mC (miliCoulomb)
Ion 2: -6 mC
Ion 3: 4 mC
En cierto instante la distancia entre el ion 1 y el 2 es
de 4μm (4x10-6 m) y la distancia entre el ion 2 y el 3 es de
6μm (6x10-6 m).
2. Calcula la fuerza entre los iones 1 y 3
Recuerda que lo que nos permite medir la fuerza entre los
iones 1 y 3 es la fórmula de la ley de Coulomb
Te recomendamos:
- Revisar el ejemplo del tema 1 de la unidad 2 de este
módulo, así como el video que se encuentra en la siguiente dirección: https://www.youtube.com/watch?v=qpQkmsXu1Eo
- Anotar los valores de cada elemento de la fórmula.
- Sustituir los valores.
2. Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es
la fuerza entre el ion 1 y el ion 3 y anota el resultado.
Datos:
Datos:
F^13=K
(q^2 〖*q〗^3)/d^2
q_1=8*〖10〗^(-3) C
( La potencia 3 es debido a que nos pide (milicoulomb))
q_3=4*〖10〗^(¨3) C
K=9*〖10〗^9 〖Nm〗^2⁄C^2
( Para obtener la constante se multiplica las potencias y se
ponen Newton porque es la medida de fuerza)
d=10*〖10〗^(-6) m
(Para obtener la distancia se suma la distancia del ion 1 y 2(4x10-6 m) y la distancia del ion 2 y 3(6x10-6 m))
F^13=(9*〖10〗^9 〖Nm〗^2⁄C^2
)((8*〖10〗^(-3) C)( 4*〖10〗^(¨3) C))/((10*〖10〗^6 m)2)
F^13=(9*〖10〗^9 〖Nm〗^2⁄C^2
)(32*〖10〗^6)/(100*〖10〗^(-12) m^2 )
F^13=(9*〖10〗^9 N)(0.32*〖10〗^6)
F^13=2.88*〖10〗^(15 ) N
2.1 Con base en el resultado obtenido
indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
R=Se realizan las operaciones necesarias y nos arroja que
ambos son positivos por lo tanto se repelen.
3. Ahora, calcula la fuerza entre los
iones 2 y 3.
Ion 1: 8 mC
(miliCoulomb)
Ion 2: -6 mC
Ion 3: 4 mC
Datos:
F^13=K (q^1 〖*q〗^2)/d^2
q_2=-6*〖10〗^(-3) C
q_3=4*〖10〗^(¨3) C
K=9*〖10〗^9 〖Nm〗^2⁄C^2
d=6*〖10〗^(-6) m
F^23=(9*〖10〗^9 〖Nm〗^2⁄C^2
)((-6*〖10〗^(-3) C)( 4*〖10〗^(¨3) C))/((6*〖10〗^(-6) m)2)
F^23=(9*〖10〗^9 〖Nm〗^2⁄C^2
)(-24*〖10〗^6)/(36*〖10〗^(-12) m^2 )
F^23=(9*〖10〗^9 N)(-0.6*〖10〗^6)
F^23=-5.4*〖10〗^(15 ) N
3.1 Realiza las operaciones necesarias
para conocer cuál es la fuerza entre el ion 2 y el ion 3 y anota el resultado.
3.2 Con base en el resultado obtenido
indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
R= Al realizar las operaciones correspondientes nos damos
cuenta que se atraen debido a que son de
cargas distintas.
4. Responde los siguientes
cuestionamientos considerando las atracciones y repulsiones que sufre el ion 3,
así como los valores de dichas fuerzas.
4.1 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando
se relaciona su fuerza con el ion 1, izquierda o derecha? Toma como referencia
la figura donde se representan los iones y recuerda que la carga de ambos es
positiva.
R=Debido a que ambos son de cargas positivahay una
repulsión entre ellos y el ion 3 se moverá hacia la derecha.
4.2 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando
se relaciona su fuerza con el ion 2, izquierda o derecha? Recuerda tomar como
referencia la figura donde se representan los iones y no olvides que la carga
del ion 2 es negativa y la del ion 3 es positiva.
R=Tienen a atraerse debido a que son de cargas opuestas y
debido a esto se unen y por lo tanto el
ion 3 se mueve ala izquierda.
5. Una vez que concluyas con los
ejercicios, sube tu archivo a la plataforma con el siguiente nombre:
Apellidos_Nombre_M12S2_Fuerzaycargaselectricas
Con esta actividad pones en práctica la resolución de
problemas diferenciando ecuaciones matemáticas de primer y segundo grado,
comprendiendo modelos matemáticos y despejando variables relacionadas con los
conceptos de fuerza y cargas eléctricas, así como la aplicación de la ley de
Coulomb en situaciones del entorno, a partir del conocimiento adquirido durante
la revisión de la Unidad 2.
También te permite reconocer algunas de las unidades de
medición de los conceptos relacionados con la electricidad.
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