Como la estática del invierno, al frotar dos objetos los electrones pasan a un lado y uno queda (+) y el otro (−).
Antes del frote ambos son neutros; solo cambian de sitio los electrones y los protones se quedan fijos en el núcleo.
Las cargas iguales se empujan y las opuestas se atraen, y un electroscopio indica si algo está cargado.
Sigue el dibujo de la varilla de vidrio y el paño y mira hacia dónde cruzan los electrones.
¿De dónde viene la electricidad?
Si no sabes cómo se parte la carga al frotar dos objetos, es fácil leer la escena como si solo un lado se volviera eléctrico y el otro siguiera igual. Antes de frotar ambos lados son neutros; los protones quedan atados en el núcleo y las únicas partículas que de verdad cruzan son los electrones. Electrones que ya estaban se inclinan a un lado, así que un objeto se ve (+) y el otro (−), y la carga total es la misma antes y después del frote. Signos iguales empujan y signos distintos tiran, así que hay que decidir qué se movió antes de leer bien la dirección de la fuerza.
🧤 Estática en invierno — la clave es la transferencia de electrones
①Frota un globo en el pelo y el pelo se le pega
②Al frotar, los electrones (−) pasan de un objeto a otro
③El que pierde electrones queda (+); el que los gana, (−)
Transferencia de carga por frotamiento
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Frotar una varilla de vidrio con paño transfiere electrones
La caja de la izquierda es una varilla de vidrio y la de la derecha un paño; las marcas más se quedan en la varilla y las menos de los electrones se parten entre las dos cajas. Cambiar el número de electrones transferidos de 0 a 5 cambia cuántas menos quedan en la varilla y cuántas han pasado al paño; cuando el recuento transferido es 1 o más, flechas a trazos van de la varilla hacia el paño y debajo aparecen las etiquetas (+) positiva y (−) negativa. En 0 ambos lados se marcan neutros. El otro dibujo tiene dos círculos; al elegir (+) y (+), (−) y (−) o (+) y (−), si los signos coinciden los círculos quedan más separados con flechas hacia afuera, y si difieren quedan más juntos con flechas hacia adentro.
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💡 Principio
①Antes del frotamiento, hay igual nº de protones y electrones — neutro
②Solo se mueven los electrones (los protones quedan en el núcleo)
Es fácil dibujar que al frotar fluye la carga positiva, pero la partícula que cambia de sitio es el electrón; los protones se quedan en el núcleo. Una varilla de vidrio que se ve (+) ha perdido electrones hacia el paño, y el paño se ve (−). Las hojuelas metálicas de un electroscopio se abren porque signos iguales se empujan, así que dibujar partículas viajando en la dirección (+) solo por el signo invierte el relato. La regla de que signos iguales empujan y signos distintos tiran se aplica a los signos creados por ese desplazamiento de electrones.
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Atracción y repulsión entre cargas iguales y opuestas
Fuerza entre cargas
iguales se repelen; opuestas se atraen
(+)(+) o (−)(−): repulsión; (+)(−): atracción
Cargado y electroscopio
🔬 Cómo funciona el electroscopio
①Acerca un cuerpo cargado a la placa metálica
②Las cargas iguales se mueven a la lámina
③Las láminas se separan → ¡prueba de que está cargado!
Formas de cargar
frotamiento / contacto / inducción
frotamiento: traspasa cargas; contacto: con un cuerpo cargado; inducción: solo acercándolo
Tras frotar una varilla de vidrio con un paño, la varilla quedó cargada positivamente. ¿Hacia dónde se movieron los electrones y qué carga tiene el paño?
1
Al frotar, los electrones (negativos) se mueven de un objeto a otro; el que pierde electrones queda positivo y el que los gana queda negativo.
2
Como la varilla quedó positiva, los electrones se movieron de la varilla al paño, y el paño que ganó electrones tiene carga negativa.
▸ Los electrones se movieron de la varilla al paño / el paño queda con carga negativa
Al frotar, perder electrones da carga positiva y ganarlos da carga negativa.
Ejemplo 2
Cuando se acercan dos objetos con la misma carga negativa, ¿qué fuerza actúa entre ellos, y qué fuerza actúa entre una carga positiva y una negativa?
1
Entre cargas del mismo tipo actúa una fuerza de repulsión (que las separa).
2
Negativa y negativa son la misma carga, así que se repelen; positiva y negativa son cargas distintas, así que actúa una fuerza de atracción.
▸ Negativa y negativa = repulsión / positiva y negativa = atracción
Las cargas iguales se repelen; las cargas distintas se atraen.
tipo prueba de unidad
¿Qué afirmación sobre la generación de electricidad es correcta?
①Al frotar, los protones se mueven y dan carga
②Al frotar, los electrones se mueven y dan carga
③Las cargas del mismo tipo se atraen
④Un objeto que gana electrones queda con carga positiva
⑤Las cargas de distinto tipo se repelen
▸ ② Al frotar, los electrones se mueven y dan carga
1
Lo que se mueve al frotar son los electrones; los protones están fijos en el núcleo y no se mueven.
2
Lo que se mueve son electrones (①), las cargas iguales se repelen (③), ganar electrones da carga negativa (④) y las cargas distintas se atraen (⑤).