Regra
30 Jun, 2013
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PDFElectrostática
PRESENTACIÓN: Durante o fregado de dous obxectos prodúcese unha transferencia de carga que converte un material neutro nun cargado.
- The Electric Whirl in the 19th and 21st Centuries, John A. Daffron and Thomas B. Greenslade, Phys. Teach. 50, 536 (2012)
INTRODUCIÓN: A electrostática estuda as forzas eléctricas producidas por distribucións de cargas a través de conceptos tales como o campo electrostático e o potencial eléctrico, e de leis físicas como a lei de Coulomb. Historicamente a electrostática foi a rama do electromagnetismo que primeiro se desenvolveu. Posteriormente, as leis de Maxwell permitiron mostrar como as leis da electrostática e as leis que gobernaban os fenómenos magnéticos poden ser estudados no mesmo campo teórico denominado electromagnetismo.
OBXECTIVO: Comprobar a interacción entre dous corpos cargados electrostaticamente.
MATERIAIS: fío, soporte, regra, pano.
MONTAXE: Atamos os extremos da tanza aos extremos da regra tratando de que queden situados o máis simetricamente posible con respecto ao centro para que así a regra quede en posición horizontal. Colgamos a regra no soporte a través da tanza e comezamos a fregar o rotulador contra o anaco de tea durante uns segundos. Unha vez que o rotulador está cargado electrostaticamente achegámolo a un extremo da regra e observamos que se produce unha atracción entre os dous obxectos e isto conduce a que a regra vire sobre o seu propio eixe.
EXPLICACIÓN: Cando fregamos o rotulador cun anaco de tea, se electriza debido a que unha parte dos electróns dos átomos que forman a tea pasan a formar parte dos átomos do rotulador. Desa forma os átomos do rotulador convértense en átomos negativos ou anións. Polo tanto prodúcese unha atracción cando achegamos o rotulador á regra xa que está cargado electrostaticamente.
CONCEPTOS: electrostática, atracción de cargas, perda e ganancia de electróns.
MÁIS INFORMACIÓN:
- WIKIPEDIA 1
- WIKIPEDIA 2
- MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
- UNIVERSIDAD MICHOACANA
- WAKE FOREST UNIVERSITY
- UNIVERSITY OF WISCONSIN
- WASHINGTON STATE UNIVERSITY
- PhET
TEXTOS:
- R. Serway, Física, Mac Graw Hill, 2010.
- P. Tipler, Física para la Ciencia y la tecnología, Reverté, 2012.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
ALUMNADO 2012-2013: Alexandre De Tellitu, Manuel Fernández, Yeray Doporto.
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
59 responses to "Regra"
Existen múltiples experimentos sencillos de electromagnetismo, que pueden realizar los alumnos en sus casas. Algunos de ellos son:
1. Frotar enérgicamente un peine en el cuero cabelludo o una superficie de lana. Ver que al acercar el peine a unos trocitos de papel cortados, estos se pegan rápidamente a él.
2. Frotar repetidas veces un globo inflado en el cuero cabelludo o sobre una prenda de lana. A continuación se pone sobre alguna superficie plana y éste quedará pegado.
3. Otro experimento consiste en la construcción de un electroimán. Para ello se necesita un clavo, cable de cobre para embobinar y una pila de 1,5 v. Consiste en armar un circuito con estos materiales, raspando las puntas del cable y pegándolas a la pila.
En este vídeo también pueden verse otras variantes del experimento del peine y del globo.
Historicamente, a electrostática foi a rama do electromagnetismo que primeiro se desenvolveu coa formulación da Lei de Coulomb. A electrostática é a rama da Física que estuda os efectos mutuos que se producen entre os corpos como consecuencia da súa carga eléctrica, é dicir, o estudo das cargas eléctricas en equilibrio. A carga eléctrica é a propiedade da materia responsable dos fenómenos electrostáticos, cuxos efectos aparecen en forma de atraccións e repulsións entre os corpos que a posúen. Veremos no seguinte divertido vídeo que algúns materiais presentan maior ou menor tendencia a gañar ou perder electróns, podendo ser cargados con maior facilidade dependendo da súa triboelectricidade.
Un experimento sencillo y útil para entender un concepto tan abstracto como son las cargas de los materiales y sus principios básicos, este concepto de la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló.
Con la postulación de la Ley de Coulomb, fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
Antes del año 1832, que fue cuando Michael Faraday publicó los resultados de sus experimentos sobre la identidad de la electricidad, los físicos pensaban que la electricidad estática era algo diferente de la electricidad obtenida por otros métodos. Michael Faraday demostró que la electricidad inducida desde un imán, la electricidad producida por una batería, y la electricidad estática son todas iguales.
La atracción electrostática entre los iones de distinto signo , uno fuertemente electropositivo (de baja energía de ionización ) y el otro fuertemente electronegativo (de alta afinidad electrónica) es el principio por el que se rige el enlace iónico, esto se da cuando uno de los átomos de alta afinidad por los electrones (átomo electronegativo) capta electrones del otro átomo (electropositivo) produciéndose una transferencia electrónica total de un átomo a otro formándose iones de distinto signo, esta atracción electrostática que se da entre los iones de carga opuesta causa su unión y por consiguiente la formación de un enlace químico simple . Para que un enlace iónico se genere es necesario que el delta de electronegatividad sea mayor a 1,7. Como la formación de este tipo de enlace conlleva elevadas diferencias de electronegatividad , este enlace suele darse entre un átomo metálico y uno no metálico. Más información en la siguiente web.
También os recomiendo visitar la siguiente web , ya que se puede hacer una simulación de enlace iónico y ver lo que ocurre, si aproximáis con el ratón los dos átomos y que ocurre cuando le dais al botón de desenlace.
El fenómeno de electrostática de los materiales supone un problema durante el vuelo de aviones que afecta a todo el sistema del aparato,por eso se utilizan cintas de cobre por su alta conductividad colocadas por todo el avión para canalizar la electricidad estática del interior del avión hacia el exterior y evitar que el avión tenga problemas
Hai que recordar que a electricidade estática está presente na nosa vida diaria, recordar simplemente cando imos no coche, éste cárgase coa fricción co aire e logo cando paramos e pechamos a porta ao saír notamos unha pequena descarga. Pódese exemplificar o concepto con multitude de experiencias sinxelas e con obxectos aos que calquera ten acceso.
Me parece una manera nueva de mostrar el concepto de electricidad estática. Todos hemos visto o hecho la típica experiencia en la que frotamos un boli con un jersey y al acercarlo a unos papelitos éstos se quedan pegados o la de frotar un globo contra una sudadera y pegarlo la pared. El fundamento de esta actividad es el mismo, pero el enfoque que le han dado al menos yo es la primera vez que lo veo.
Coincido con mi compañero en que yo es la primera vez que veo este experimento para mostrar el concepto de electricidad estática. Al igual que en los aviones, la electrostática puede causar problemas en los aparatos electrónicos. Los aparatos electrónicos vienen protegidos por fuera pero son vulnerables cuando se les conecta un dispositivo externo, con lo que se debe tener más cuidado.
Una aplicación de la energía estática es la xerografía, la cual es un proceso de impresión que emplea electrostática en seco para la reproducción o copiado de documentos o imágenes. Una superficie es cargada con electricidad estática en forma uniforme. Dicha superficie es expuesta a luz que descarga o destruye la carga eléctrica, quedando cargadas solo aquellas áreas donde hay sombra. Un pigmento de polvo (tinta seca o tóner) se fija en estas áreas cargadas haciendo visible la imagen, que es transferida al papel mediante un campo electrostático. El uso de calor y presión fijan la tinta al papel.
La xerografía es la tecnología base de la actuales fotocopiadoras, impresoras láser e impresoras digitales de producción.
Con experiencias muy simples podedemos apreciar como se desprazan las cargas eléctricas entre distintos cuerpos. Es importante tener en cuenta la electricidad estática en muchas ocasiones (al tocar componentes electrónicos, al manipular combustibles….)
Experimento fácil e rápido para realizar na aula e axudar a visualizar a teoría, ou mellor, para entender que a teoría está intentando explicar iso que estamos a ver. Permite identificar situación cotiás no marco da electrostática, como a atracción do cabelo por un peine de plástico e comprender o porqué.
É un experimento sinxelo que axuda a comprender os fenómenos electrostáticos.
É facil de realizar e non supón ningún perigo para os alumnos polo que paréceme interesante para realizar na aula e tamén polos alumnos nas súas casas .
Un experimento estupendo y sencillo para iniciarse en la comprensión de la naturaleza eléctrica de la materia, trabajar con la idea de fuerza eléctrica y comprender la conservación de la carga. La actividad también permite relacionar la carga estática en la vida cotidiana
¿Magia o ciencia? Otro experimento sobre la electricidad estática que me gusta es acercar el cuerpo cargado electricamente a un hilo de agua corriente, observando cómo se desvía.
¡Mis disculpas! No había visto el segundo video. En cualquier caso Es impactante, ¿verdad?
Un curiosísimo fenómeno de electrostática producíase na sabas de franela antigamente. Cando te deitabas nelas, sobre todo acabadas de lavar, e rozabas con elas ao te moveres na cama, producíanse unhas chispas de cor verde que de rapaz parecían algo máxico. Agora sei que aquilo tan divertido era debido precisamente a fenómenos electrostáticos coma os descritos nestes experimentos.
La electrostática no sólo está presente en nosotros en fenómenos como los mencionados, al erizársenos el pelo, sufrir una pequeña descarga al salir del coche o tocar a otra persona. A nivel biológico la electrostática es fundamental para mantener la estructura de las proteínas. Los elementos constituyentes de las proteínas, los aminoácidos, pueden presentar cargas negativas (aminoácidos ácidos) o cargas positivas (aminoácidos básicos). Cuando en parte de la estructura de la proteína se encuentran aminoácidos de estos dos tipos, se atraen por fuerzas electrostáticas, que mantienen la estructura tridimensional de la proteína. Esta interacción se conoce con el nombre de enlace iónico.
Al igual que mis compañeros, creo que es un experimento sencillo y original para iniciar a los alumnos en el mundo de la electroestática. Recomiendo el siguiente enlace en el que aparecen experimentos muy divertidos y sorprendentes relacionados con este fenómeno.
Este asombroso experimento nos sirve para introducir a los alumnos de una forma muy amena y divertida en el concepto de la electricidad estática, la cual se produce como resultado de una transferencia de carga entre dos objetos que han sido frotados entre sí, convirtiendo un material neutro en uno cargado. Nuestro experimento se puede acompañar perfectamente de dos actividades similares que ayudan a explicar este concepto, la electricidad estática y la pompa de jabón y la electricidad estática y la lata de coca-cola.
Otro interesante herramienta para realizar experimentos educativos sobre electrostática es el generador de Van de Graaf. Por ejemplo, con un generador de Van de Graaff se puede realizar la deflexión de una llama (ver demo de la Wesleyan University), experimento similar al realizado con la corriente de agua en el vídeo mostrado en este proyecto.
Otro interesante experimento de electrostática realizado con un generador de Van de Graaff es el realizado en la siguiente demo del MIT Department of Physics Technical Services Group. En este experimento se observa que debido a la inmensa cantidad de cargas positivas acumuladas en la superficie exterior de la esfera metálica del generador, parte de esas cargas positivas son transferidas a las guirnaldas metálicas. Entonces, debido a que tanto la esfera como las guirnaldas tienen carga positiva, las guirnaldas son repelidas en dirección contraria al generador. Luego, se protegen la figura de Benjamin Franklin con una jaula de Faraday de manera que las guirnaldas de la figura no se ven afectadas por las fuerzas electrostáticas. Por último, también se observa que se produce una ruptura diélectrica del aire debido a la gran diferencia de potencial entre la cúpula del generador y la varilla de tierra (unos 200.000 V), lo cual provoca chispas visibles.
Este applet de electromagnetismo del MIT para simular la interacción de partículas cargadas en un espacio tridimensional es muy interesante para las clases de física y química. En la simulación las partículas interactúan a través de las fuerzas de Coulomb y de Pauli y el movimiento de las partículas está condicionado por un término que es proporcional a su velocidad, lo que les permite llegar a formar estados estables (o metaestables).
Un ejemplo en el mundo de la biología en el que está involucrada la energía electrostática es en el vuelo de las arañas. Este es un fenómeno denominado “spider ballooning”, por el que las arañas utilizan su seda para volar grandes distancias. Al principio se pensaba que estas se aprovechaban de las corrientes de aire para elevar sus cuerpos, pero se observó que también podían volar en días calmados sin viento. Así, la Universidad de Bristol propuso que estas se ayudaban de las fuerzas electrostáticas atmosféricas, y lo demostró experimentalmente. Los campos eléctricos atmosféricos están presentes siempre, sobre todo en los días de tormenta. Las arañas son capaces de detectar esta energía a través de pelos sensoriales en su exoesqueleto y emplearla para volar, la mayor parte de las veces combinándola con la fuerza del aire. En el siguiente vídeo de la Universidad de Bristol se explica el fenómeno , y en este artículo se explica con detalle como utilizan la energía electroestática.
Neste enlace explícase a relación entre a electricidade estática e a auga. Ó pasar o peine polo cabelo fai que este se cargue cunha carga negativa. Ó aproximar o peine a un chorro de auga xérase una inducción electrostática que provoca unha lixeira modificación da súa traxectoria. Na mesma páxina teñen máis experimentos.
No segundo vídeo pódese observar como un obxecto cargado electricamente pode desviar un chorro de auga. A explicación máis común é que é debido a polaridade da auga, sen embargo isto non é correcto. Son os ións de impurezas que se atopan disoltos na auga do grifo os que causan a atracción do chorro de auga cara o obxecto cargado negativamente. Pódese observar como os ións cargados negativamente (catións) producen desprazamento da auga cara a parte superior do chorro (escapan do obxecto), mentres que os cargados positivamente rompen o chorro en pequenas gotas de auga que son atraídas cara o obxecto.
Con esta clase de experimentos sinxelos de electrostática pódese ver a existencia de dous tipos de carga distintas, que hai que nomear dalgún xeito. Foi Benjamin Franklin o que decidiu a convención usada hoxe en día, de xeito que sen sabelo complicou innecesariamente as matemáticas do electromagnetismo, xa que normalmente as cargas que se moven son electróns e son negativas. Obviamente, isto non se sabería ata o descubrimento do electrón e da estrutura atómica e xa é moi tarde para cambiar esta convención…
La carga eléctrica es la propiedad de la materia que se consiste en atracciones o repulsiones debido la cantidad de electrones en la última capa de los átomos, y cómo estos estén de libres o no. Dependiendo de cómo “salten” estos electrones a otros cuerpos con menos electrones en la última capa se producen diferentes efectos. Por esto hay cuerpos aislantes o conductores. Fue la primera rama del electromagnetismo. Un ejemplo claro de esto es la xerografía, impresión que emplea la electrostática en seco para el copiado de documentos o imágenes. Esta consiste en cargar electrostáticamente una superficie uniformemente, exponerla a la luz, la superficie se descarga (solo donde ha dado la luz). El pigmento se fija en las áreas cargadas (en sombra), haciendo visible la imagen. Esta se transfiere al papel mediante un campo electrostático, calor y presión.
En este vídeo de Big Van Ciencia -un grupo de científicos españoles que realizan una gran labor de divulgación científica-, explican la composición del agua (los puentes de hidrógeno) relacionándolo con la electricidad estática.
Una de las aplicaciones curiosa de estos conocimientos en electrostática fue la creación de los suelos electrostáticos. Son un tipo de pavimentos disipadores y conductores de la electricidad estática. Se usan para garantizar la seguridad entornos sensibles, como salas de operaciones, de ordenadores y de electrónica.
Este fenómeno físico se conoce desde la antigüedad. Tales de Mileto (sobre 600 A.C.) descubrió que, frotando una varilla de ámbar con un paño, aquélla atraía pequeños objetos como cabellos, plumas, étc. Concluyó que la fricción dotaba de magnetismo al ámbar, al contrario que minerales como la magnetita, que no necesitaban frotarse. Tales se equivocó al creer que esta atracción la producía un campo magnético, aunque más tarde la ciencia probaría la relación entre el magnetismo y la electricidad
Outro experimento no que se pode ver o fenómeno da electrostática é o das campás de Flanklin. No seguinte vídeo vemos un exemplo moi simple que se fai cun par de latas de aluminio e unha boliña.
E outro conxunto de experimentos nun vídeo no que se poden observar os efectos da electricidade estática empregando obxectos cotidiáns coma un bolígrafo, papeliños ou unha bandexa de “porexpan” que calqueira pode reproducir na súa casa.
Es el mismo experimento que el clásico boli bic, jersey de lana y cachitos de papel.
Otro experimento para explicar la electroestática en objetos que tenemos por casa:
1-Inflamos un globo.
2-Ponemos una lata vacía (que esté en buen estado, sin abolladuras) acostada en el suelo o en una mesa bien lisa.
3-Frotamos el globo para electrificarlo.
4-Acercamos el globo a la lata, hasta unos pocos centímetros sin llegar a tocarla.
5-Observaremos que la lata empieza a girar y a avanzar. Hay que ir separando el globo para seguir atrayendo la lata hacia él. Puedes hacer carreras de latas.
Un tema moi interesante e con aplicación na vida cotiá, como en fotocopiadoras ou filtros de aire. Pódese levar á aula de maneira moi atractiva, con materiais sinxelos, como globos, papel, unha lata..etc. No seguinte enlace móstrase un vídeo explicativo no que se levan a cabo varios experimentos.
La electrostática tiene muchas aplicaciones de gran utilidad como ya se ha comentado anteriormente. Otra de sus utilidades que no se ha mencionado anteriormente es el pintado de coches, de este modo se consigue un acabado perfecto sin “gotas”.
A electroestática é un campo que dá pé a un gran abanico de experimentos como o que se mostra neste caso, o cal é moi levadeiro e facilmente reproducible. A través dunha pesquisa en internet topei outro tipo de experimento no que neste caso, explica a forza de repulsión. Da mesma maneria, precisa de materiais accesibles e de baixo coste, o que permitiría ao alumnado ensinarllo a outras persoas, levándoo a cabo na casa mesmamente. Deste xeito, mostraríaselle primeiramente o experimento que se dispón nesta web, e como traballo para qué eles indaguen poderíaselles propoñer que o fagan eles e que pensen qué é o que está causando que as esferas se repelan.
En relación con lo que se muestra en el vídeo, la llamada “serie triboeléctrica” nos ofrece una orientación sobre diferentes materiales comunes con tendencia positiva (ej.: agua, piel humana, lana, pelo, cuero…), neutra (algodón, papel, madera…) y negativa (goma, poliéster, teflón…). Si frotas uno de los positivos con uno de los negativos (o incluso solo con ponerlos en contacto), estos objetos se cargan. Es comúnmente conocido el ejemplo de frotar un globo con el pelo. En este caso, los átomos de la goma del globo (tendencia negativa) se cargan con los electrones del pelo (tendencia positiva), lo que después provoca que esos átomos cargados del globo atraigan a las cargas de los pelos, los cuales “levitan” (se crea una fuerza). Por este mismo motivo, resulta más recomendable usar ropa de algodón (tendencia neutra) en vez de ropa de lana (tendencia positiva) si queremos evitar darnos un calambrazo de vez en cuando al entrar en contacto con una superficie de metal (ej.: una barandilla, un coche…). Dejo por aquí un vídeo en donde se explica esto mismo junto con otras curiosidades de la electricidad estática.
El experimento planteado es sencillo como también el que nos mostraban nuestros padres con el sencillo ejemplo de bolitas de papel que son atraidas por un boligrafo de plástico tras ser frotado contra un jersey de fibra, como también han explicado otros alumnos. Orientado a didactica este ejemplo nos sirve para manifestar los fundamentos que corresponden a las cargas positivas y negativas de todos los objetos y que se manifiestan bien de forma natural como sucede en el caso de los rayos, casual por el frotamiento de objetos o rozamiento del aire y artificial que se ha orientado hacia muy distintas aplicaciones como es las fotocopiadoras o impresoras laser que han resultado tan exitosas a la hora de su aprovechamiento. Otra de las aplicaciones muy llamativas y que ilustran la orientación didactica es la pintura electroestática y que consiste en la pulverización de pintura en polvo a través de pistolas con carga negativa dirigida hacia el objeto a pintar que está cargado positivamente finalizando el proceso con un curado en horno que consolida la pintura y consigue un acabado más resistente que la pintura convencional y sin los inconvenientes de afectación al medio ambiente por disolventes. Este tipo de pintura es el utilizado en muchos productos de consumo fabricados en serie donde prima la calidad y durabilidad. A continuación añado un enlace a un proveedor de servicios de pintado que tiene el detalle de añadir en su web una breve explicación del proceso de pintado electroestático. Otra idea para clases sería ir a visitar una empresa de este tipo, no muy lejos de la universidad de Vigo hay una empresa de este tipo en en Porriño.
Un efecto muy llamativo que produce la electricidad electrostática del aire es lo que se denomina fuego de San Telmo. Os incluyo un enlace para que conozcáis más de este curioso fenómeno de la naturaleza.
Es un fenómeno que seguramente todos los alumnos hayan experimentado alguna vez y con estos sencillos experimentos podrán entender el porqué.
El experimento está muy bien. Explica perfectamente cómo funciona la electroestática y cuales son sus principios. Adjunto a continuación una página de la Universidad de Sevilla en la que se explica con detalle todos estos conceptos y que nos pueden servir para ampliar conocimientos.
Este experimento es el claro ejemplo que con una demostración sencilla el alumnado puede entender muchos acontecimientos de la vida cotidiana. Sin duda, generará curiosidad entre los alumnos y me ha parecido una muy buena manera de abordar la electroestática.
Este experimento permite ejemplificar una interacción debida a las fuerzas electromagnéticas de una forma muy sencilla y visual. En mi opinión, dada su sencillez, es una buena forma de enriquecer las sesiones de teoría o complementar un experimento más complejo. Sin duda, es una buena forma para introducirse en el campo del electromagnetismo.
A todos de pequeños nos hicieron este experimento con un globo hinchado que tras frotarse en la ropa atrae el pelo. En el siguiente vídeo se explica dicho fenómeno.
Este experimento es muy sencillo pero ejemplifica de manera clara los conceptos. Como ha mencionado el comentario anterior, todos de pequeños hemos jugado a frotar un globo y ver como atraía el pelo. Me parece muy buena idea explicar estos conceptos usando estos juegos de cuando éramos pequeños. En el siguiente enlace se puede observar en el simulador como pasan los electrones de un objeto a otro. Este es otro experimento muy curioso.
Todo alumno debe resolver la duda de que es la carga y que tipo de carga podemos tener. Como podemos cargar un objeto. Este experimento explica de forma sencilla esas cuestiones.
Al frotar un material se alteran las cargas de este. Hai muchos ejemplos para este experimento, como frotar un globo con la ropa y ponerlo en una pared, se quedará “pegado”. Este mismo globo si lo acercamos al pelo, lo atraerá. Estos serían dos ejemplos más para la explicación de este experimento.
Se trata de uno de los experimentos más habituales cuando te hablan de electricidad estática. Es muy habitual hacerlo con un bic y con tu propio pelo. Son muy interesantes los experimentos en los que cargas un tubo de plastico después de frotarlo energicamente y con él puedes hacer rodar una lata metálica de refresco por la mesa.
Un experimento muy visual y sencillo de replicar para alguien que se esté iniciando en la electroestática. Otro ejemplo muy accesible para comprender este fenómeno es el experimento de la sal y la pimienta. En primer lugar se debe mezclar la sal con la pimienta. Luego, con una cuchara se frota a una prenda de ropa y se aproxima a la mezcla. Se observa cómo la pimienta se agarra antes que la sal a la cuchara porque es más ligera.
Un experimento muy sencillo y práctico para realizar en un aula con poco material. Otra opción muy asequible y que puede realizar todo el alumnado para comprender este fenómeno consiste en coger una hoja de papel y romperla en trozos pequeños. Si acercamos un bolígrafo a los trozos no se observa que pase nada. A continuación se debe frotar el bolígrafo con una prenda de ropa, para cargarlo negativamente. Si acercamos el bolígrafo cargado negativamente a los trozos de papel se observa como ahora sí se atraen. Este fenómeno se describe matemáticamente con la Ley de Coulomb, principio fundamental para el posterior estudio y desarrollo del electromagnetismo, fundamental para entender las telecomunicaciones actuales.
Todos hemos hecho alguna vez este experimento pero con un globo y un jersey de lana. Este tipo de acciones, significa acercar la ciencia desde pequeños a los niños y que lo vean como algo cercano y asequible.
Algunas aplicaciones de la electrostática para presentar en un aula de secundaría podrían ser:
1. Copiadoras e impresoras: las impresoras láser utilizan principios de electrostática para transferir tinta en polvo a un papel cargado eléctricamente, creando imágenes nítidas.
2. Pararrayos: los pararrayos utilizan la electrostática para prevenir daños por rayos. A través de una punta metálica en la parte superior de un edificio, se disipa la carga eléctrica acumulada en la atmósfera.
3. Filtros de aire: los filtros electrostáticos utilizan cargas eléctricas para atrapar partículas pequeñas en el aire, mejorando la calidad del aire.
4. Electrostática en la naturaleza: fenómenos como los relámpagos y la separación de carga en nubes durante tormentas son ejemplos de la electrostática en la naturaleza.
Estos ejemplos ayudan a ilustrar cómo los principios de la electrostática se aplican en situaciones cotidianas y en tecnologías que utilizamos.
Este tipo de experimentos son moi atractivos para os estudantes, xa que teñen un carácter un tanto “máxicos”, o que permite adentrarnos nun campo de estudos que, tratado dun xeito puramente teórico, sería bastante abstracto e probablemente moito menos atractivo para os discentes.
Este experimento da regra electrostática paréceme moi sinxelo e visual para entender o concepto de corrente estática entre outros conceptos como a carga eléctrica: A fricción entre a regra de plástico e o tecido transfire electróns, creando unha carga estática na regra.
Atracción e repulsión: atraídos ou repelidos cara á regra cargada debido á lei de atracción de cargas opostas. Isto pódese usar para falar da lei de Coulomb. Descarga: Podes comprobar como a regra perde gradualmente a súa carga estática co tempo e como o proceso de fricción é necesario para recargala.
Un experimento fácil y perfecto para iniciarse en la comprensión de la naturaleza eléctrica de la materia y así poder trabajar la fuerza eléctrica y comprender la conservación de la carga. Este ejemplo también permite relacionar la carga estática en la vida cotidiana.
Las telarañas tienen la capacidad de recoger partículas del ambiente, Vollrath asegura que “La atracción eléctrica arrastra estas partículas hasta las redes” y “de modo que podríamos recolectarlas y las utilizarlas para monitorizar los niveles de contaminación, para detectar, por ejemplo, pesticidas que podrían estar dañando a las poblaciones de abejas”. Parece que la naturaleza está dispuesta a ayudarnos en su conservación. Si te interesa puedes leer este artículo.
Este es un buen ejemplo de experimento rápido y sencillo para llevar al aula. Otra manera de enseñar en el aula el concepto de electrostática, desde una perspectiva mucho más participativa y colaborativa para el alumnado, es el diseño y construcción de un generador de Van der Graaff. Este experimento, bien contextualizado en su materia y curso, podría ser un proyecto tecnológico transversal y muy enriquecedor. Os dejo los vídeos que ilustran el proceso y la reacción de una alumna que es un claro ejemplo de la felicidad del alumnado al aprender experimentando.
Experimento muy interesante para que los alumnos aprendan visualmente los conceptos. Otro video de un experimento sobre este fenómeno, electrización por frotamiento, lo dejo en el siguiente link.
¿Quién no se ha despertado una mañana, en un día de vacaciones, lejos de Galicia y su humedad, con los pelos de punta y sin haber usado laca? La energía electrostática es un fenómeno que encontramos frecuentemente en nuestra vida diaria. Pero.. ¿Sabias que existen animales que se aprovechan del fenómeno de formas ingeniosas? Por ej, las arañas saltarinas : Muchas arañas jóvenes y ligeras utilizan un fenómeno llamado “ballooning” para desplazarse grandes distancias. Producen un hilo de seda que interactúa con los campos eléctricos de la atmósfera, generados por la carga positiva en el suelo y la carga negativa en las capas superiores de la atmósfera. Esto crea una fuerza suficiente para levantar a la araña y transportarla como si “volara”. Este video enseña y explica el fenómeno. Otro ejemplo, son los peces eléctricos y su “radar” electrostático: Algunos peces, como los peces cuchillo y los peces elefante, generan campos eléctricos a través de unos órganos especializados. Usan estas señales para “mapear” su entorno en aguas turbias, donde la visión es limitada. Esto les ayuda a identificar obstáculos, depredadores o presas. Este video explica muy bien como funciona su radar.
Otra lectura interesante aquí:
https://www.quantamagazine.org/the-hidden-world-of-electrostatic-ecology-20240930/