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Nombre y apellidos: Curso: Grupo: Fecha: algaida editores, S.A. Material fotocopiable autorizado. Disponible en PDF. Unidad 6. Fuerzas de la naturaleza UDI 6 Los efectos de las fuerzas 1. Indica si las siguientes afirmaciones sobre los efectos de las fuerzas son verdaderas o falsas. La plasticidad es una propiedad de la materia que permite a los cuerpos deformarse cuando están sometidos a una fuerza y recuperar la forma inicial cuando la causa de la deformación desaparece. Verdadero Falso Se denomina límite de elasticidad a la fuerza máxima que soporta un cuerpo sin llegar a deformarse de for- ma permanente. Verdadero Falso Un cuerpo estará en movimiento, es decir, se moverá, cuando al actuar sobre él una fuerza cambie de posi- ción respecto a un punto de referencia considerado fijo. Verdadero Falso Si se le aplica una fuerza sobre un cuerpo en la mis- ma dirección del movimiento que posee su velocidad disminuirá. Verdadero Falso Una fuerza aplicada sobre un cuerpo en movimiento puede ser ejercida de tal forma que solamente provo- que un cambio en la dirección del movimiento. Verdadero Falso Objetos con muelles 2. Indica cuáles de los siguientes objetos funcionan gracias a muelles. Amortiguador Patines Bolígrafo con pulsador Pinzas de la ropa Persiana Cajonera La fuerza gravitatoria y el peso 3. ¿Cuánto pesará un objeto de 40 kg en el planeta Marte? 442,8 N 112 N 392 N 148,8 N 364 N Efectos dinámicos 4. Completa las siguientes frases acerca de los efec- tos dinámicos de las fuerzas sobre los cuerpos. Las fuerzas son capaces de cambiar la o la de un cuerpo, es decir, de cambiar su movimiento. Un cuerpo estará en movimiento cuando al ac- tuar sobre él una fuerza cambie de posición res- pecto a un punto de considerado fijo. A un cuerpo en movimiento se denomina . Si se aplica una fuerza sobre un cuerpo en la misma dirección del movimiento que posee, su velocidad . Por el contrario, si se le aplica una fuerza en la dirección contraria su velocidad. C. Actividades de repaso

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Page 1: Cursorupo Feca Los efectos de las fuerzas Objetos con muelles 2.ª... · d) Los cambios en el movimiento de un cuerpo pueden ser cambios en la _____ o cambios en la _____. 2. La ley

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Unidad 6. Fuerzas de la naturalezaUDI 6

Los efectos de las fuerzas

1. Indica si las siguientes afirmaciones sobre los efectos de las fuerzas son verdaderas o falsas.

La plasticidad es una propiedad de la materia que permite a los cuerpos deformarse cuando están sometidos a una fuerza y recuperar la forma inicial cuando la causa de la deformación desaparece.

Verdadero Falso

Se denomina límite de elasticidad a la fuerza máxima que soporta un cuerpo sin llegar a deformarse de for-ma permanente.

Verdadero Falso

Un cuerpo estará en movimiento, es decir, se moverá, cuando al actuar sobre él una fuerza cambie de posi-ción respecto a un punto de referencia considerado fijo.

Verdadero Falso

Si se le aplica una fuerza sobre un cuerpo en la mis-ma dirección del movimiento que posee su velocidad disminuirá.

Verdadero Falso

Una fuerza aplicada sobre un cuerpo en movimiento puede ser ejercida de tal forma que solamente provo-que un cambio en la dirección del movimiento.

Verdadero Falso

Objetos con muelles

2. Indica cuáles de los siguientes objetos funcionan gracias a muelles.

● Amortiguador

● Patines

● Bolígrafo con pulsador

● Pinzas de la ropa

● Persiana

● Cajonera

La fuerza gravitatoria y el peso

3. ¿Cuánto pesará un objeto de 40 kg en el planeta Marte?

● 442,8 N

● 112 N

● 392 N

● 148,8 N

● 364 N

Efectos dinámicos

4. Completa las siguientes frases acerca de los efec-tos dinámicos de las fuerzas sobre los cuerpos.

● Las fuerzas son capaces de cambiar la

o la de un

cuerpo, es decir, de cambiar su movimiento.

● Un cuerpo estará en movimiento cuando al ac-

tuar sobre él una fuerza cambie de posición res-

pecto a un punto de considerado

fijo.

● A un cuerpo en movimiento se denomina

.

● Si se aplica una fuerza sobre un cuerpo en la

misma dirección del movimiento que posee, su

velocidad . Por el contrario, si

se le aplica una fuerza en la dirección contraria

su velocidad.

C. Actividades de repaso

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La constante elástica

5. ¿Cuál será la constante elástica de un resorte que se ha alargado 25 cm aplicando una fuerza de 4 N?

● 0,16 N/m

● 100 N/m

● 6,25 N/m

● 16 N/m

● 16 N/cm

La fuerza gravitatoria

6. Indica si las siguientes afirmaciones sobre la fuerza gravitatoria son verdaderas o falsas.

La fuerza gravitatoria depende de la masa y la tem-peratura de los objetos que la sufren.

Verdadero Falso

El primer científico que estudió la fuerza gravitatoria fue Albert Einstein.

Verdadero Falso

La fuerza gravitatoria es una fuerza universal que se manifiesta tanto en la atracción de un objeto por parte de la Tierra como en la atracción entre cuerpos muchísimo más grandes entre sí, es decir, entre los cuerpos del Sistema Solar.

Verdadero Falso

El cálculo de la fuerza gravitatoria fue enunciado por Newton en su ley de la gravitación universal.

Verdadero Falso

La ley de gravitación universal postula que dos cuer-pos se atraen con una fuerza inversamente propor-cional al producto de sus masas y directamente pro-porcional al cuadrado de la distancia que los separa.

Verdadero Falso

UDI 6Unidad 6. Fuerzas de la naturaleza

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A. Actividades de refuerzoFuerzas de la naturaleza6

1. Completa los siguientes textos con una única palabra en cada hueco:

a) Denominamos ______ a toda causa capaz de modificar el estado de __________ o de reposo de un cuer-

po o de producir en él una ___________.

b) Existen dos tipos de _______ según si hay o no contacto directo: fuerzas de ________ y fuerzas a _________.

c) La ___________ es una propiedad de la materia que permite a los cuerpos deformarse cuando están

sometidos a una ______ y _________ la forma inicial cuando la causa de la deformación desaparece.

d) Los cambios en el movimiento de un cuerpo pueden ser cambios en la _________ o cambios en la ________.

2. La ley de Hooke establece que el alargamiento que sufre un muelle es directamente proporcional a la fuerza que se le aplica. Fíjate en la siguiente tabla y en la gráfica correspondiente. Rellena la tabla.

3. Un muelle se estira 50 cm tras sufrir una fuerza de 200 N, calcula la constante elástica del muelle.

Primero expresamos el alargamiento del muelle en el SI:

50 cm · m

1 cm = m

A continuación despejamos de la ley de Hooke y sustituimos:

F = k · (x − x0) ➝ k = F

= 200 N

m = N /m

4. Calcula el peso de los siguientes cuerpos fijándote en el ejemplo.

Ejemplo: m = 20 kg ➝ FP = m · g = 20 kg · 9,8 m/s2 = 196 N

a) m = 100 kg

b) m = 40 kg

5. Completa las siguientes frases:

a) La fuerza de _________ es la fuerza que se opone al _________ y se manifiesta en la superficie de _______

entre dos cuerpos.

b) La fuerza ______ es una fuerza _____________ a la superficie que actúa sobre los cuerpos _________ en

una superficie.

Alargamiento (cm) Fuerza (N)

20 200

300

40

50 500

Fuer

za (

N)

200

300

400

500

600

Alargamiento (cm)

20 25 30 35 40 45 50 55 60

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B. Actividades de ampliación

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1. Explica qué ocurre con la aceleración de un cuerpo en los siguientes casos:

a) Se duplica la fuerza.

b) Se duplica la fuerza y se duplica la masa.

2. Observa el siguiente diagrama en el que se representa cómo se ha aplicado una fuerza sobre dos cuerpos unidos:

Calcula la aceleración total que adquiere el conjunto si la fuerza aplicada es de 200 N y las masas son respectivamente de 200 g y 400 g.

3. Se ha realizado un experimento que consiste en acelerar un cuerpo aplicando distintas fuerzas. Represen-ta la gráfica a-F y calcula la masa del cuerpo a partir de los datos.

F (N) 20 30 40 50 60

a (m/s2) 9 14 18 23 27

4. Se cuelga del extremo de un muelle de constante elástica 1000 N /m y se anota el alargamiento en cada caso:

m (g) 20 30 40 50 60

x (cm) 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05

a) Calcula la fuerza que realiza el muelle en cada caso.

b) Representa los puntos en una gráfica F-x y la recta que se ajusta mejor a los resultados.

c) ¿Realmente pasa la recta por todos los puntos? Razona tu respuesta.

5. Calcula el valor de la aceleración gravitatoria terrestre en la superficie de la Tierra. Los datos necesarios son la masa de la Tierra y el radio de la misma. Búscalos y úsalos con las unidades correspondientes. Ayu-da: debes igualar la expresión de la fuerza peso a la expresión de la ley de gravitación universal.

UDI 6Unidad 6. Fuerzas de la naturaleza

Mb

MaF

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UDI 6Unidad 6. Fuerzas de la naturaleza

E. Evaluación de competencias

El principio de Arquímedes

“Cualquier persona ha experimentado un descenso en su propio peso al bañarse en una piscina, ha visto globos surcando los cielos, barcos flotar en el mar o vídeos de submarinos descendiendo al fondo de los océanos. Todos los anteriores son solo algunos ejemplos que tienen como telón de fondo el principio de Arquímedes. En tiempos del sabio, muchos de los concep-tos actuales no se conocían o se estaban estudiando. Así, tuvo que introducir el con-cepto de masa específica (densidad) para poder hablar de flotabilidad; sin embargo, no manejó el de fuerza, utilizado hoy para estudiar el principio de Arquímedes, tam-bién llamado principio de la hidrostática. Hay muchos modos de enunciarlo; una forma muy común es la siguiente: «Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en agua u otro fluido sufre un empuje vertical y hacia arriba que es igual al peso del agua o fluido desalojado por el cuerpo»”.

Fuente: Arquímedes, Eugenio Manuel Fernández Aguilar (2012, RBA).

1. En qué fenómenos de la vida cotidiana pueden observarse el principio de Arquímedes?

2. ¿Qué otro nombre recibe el principio de Arquí-medes?

3. ¿Conocía Arquímedes el concepto de fuerza? ¿Qué científico crees que comenzó a usarlos?

4. ¿Qué se entiende por “peso en el aire” y por “peso en el agua”?

5. ¿A qué se debe que en el agua se mida un peso aparente menor al peso en en el aire?

6. La fuerza de empuje, ¿es una fuerza a distancia o una fuerza de contacto?

7. ¿Cuál es la dirección de la fuerza de empuje? Realiza un dibujo si lo consideras necesario.

8. Calcula el empuje que sufre un cuerpo de 200 N de peso si en el agua pesa 180 N.

9. Si nos fijamos en el líquido donde se introduce el cuerpo, ¿a qué equivale la fuerza de empuje?

10. Busca en el texto la expresión “masa específica”. Di cómo se llama hoy en día esta magnitud y por qué Arquímedes la introdujo en su momento.

Cuestiones propuestas

El peso de un cuerpo en el aire siempre será mayor que su peso en un fluido. El peso aparente en el fluido será igual al peso real en el aire menos la fuerza de empuje. Por tanto, una forma de calcular el empuje sufrido (FE) por un cuerpo es medir el peso en el aire (FP), luego en el fluido (F'P), y restar ambas cantidades FE = FP – F'P

Aire Agua

F'P

FP

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Hitos en la historia de la electricidad I

1. Relaciona cada personaje científico con la fecha en la que realizó su principal aportación al cono-cimiento de la electricidad.

Siglo VI a. C. Pieter van Musschenbroek

Siglo XVI Benjamin Franklin

1733 Charles du Fay

1746 William Gilbert

1752 Charles Coulomb

1777 Tales de Mileto

Hitos en la historia de la electricidad II

2. Relaciona cada científico con su principal aporta-ción a la historia de la electricidad.

Tales de MiletoPropone dos tipos de elec-tricidad.

William GilbertReconocimiento de pro-piedades eléctricas en el ámbar.

Charles du FayPrimer almacenamiento de electricidad.

Pieter van Musschenbroek

Estudio sistemático de las propiedades eléctricas.

Benjamin FranklinCuantificación de las fuer-zas eléctricas.

Charles CoulombLa electricidad se trata de un único fluido.

ThomsonDescubrimiento del elec-trón.

Electrización I

3. Completa las siguientes afirmaciones sobre la electrización escribiendo las palabras que faltan.

● Cuando un cuerpo se electriza se dice que ha ad-

quirido carga eléctrica, un tipo de magnitud. Exis-

ten dos tipos de carga eléctrica, llamadas arbitra-

riamente carga positiva y carga .

● Un cuerpo estará cargado cuan-

do tenga un exceso de carga positiva; por contra,

estará cargado negativamente cuando tenga un

exceso de carga negativa. Si un cuerpo no está

cargado se dice que es eléctricamente neutro.

● Cuando se acercan entre sí dos cuerpos carga-

dos pueden ocurrir dos fenómenos eléctricos di-

ferentes: atracción o .

● Los cuerpos se cargan cuando ocurre una trans-

ferencia de . Un cuerpo que tenga

un exceso de electrones estará cargado negati-

vamente y un cuerpo que ha perdido electrones

estará cargado positivamente.

● Simbólicamente los cuerpos se car-

gados con signos “+” y “–” para indicar que están

cargados positiva o negativamente.

● Existen tres formas de electrizar la materia:

electrización por frotamiento, electrización por

y electrización por contacto.

C. Actividades de repaso

Unidad 7. Fuerzas eléctricasUDI 7

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Electrización por frotamiento

4. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones sobre la electrización por frotamiento son correctas.

● La electrización se produce porque el frotamien-to “arranca” los electrones de uno de los objetos frotados.

● La electrización por frotamiento ocurre, por ejemplo, al frotar una varilla de vidrio con un paño de seda o un trozo de plástico con lana.

● En la electrización por frotamiento entre el vidrio y la seda, antes de ser frotados, vidrio y seda son eléctricamente neutros.

● Así, se transfieren electrones desde la varilla de vidrio al pañuelo de seda. El vidrio queda cargado positivamente y la seda negativamente.

● En el frotamiento de plástico con lana, el plástico queda cargado negativamente y la lana positiva-mente.

Electrización por inducción y por contacto

5. Indica si las siguientes afirmaciones sobre la electrización por inducción y por contacto son verdaderas o falsas.

La electrización por inducción no es por sí misma una forma de cargar un péndulo, pues al retirar la va-rilla el péndulo vuelve a la normalidad.

Verdadero Falso

Para conseguir una carga permanente, el péndulo no debería estar conectado mediante un cable a tierra para que migrasen hacia él cargas negativas, tras eso, se desconectaría y se retiraría la varilla.

Verdadero Falso

En la electrización por contacto, la carga eléctrica pasa del cuerpo cargado al cuerpo no cargado, hasta que la carga en ambos cuerpos es la misma y, por tanto, se repelen.

Verdadero Falso

Así, en el ejemplo del péndulo y la varilla, comienzan a pasar electrones del péndulo a la varilla, hasta que los dos tienen la misma carga positiva y se repelen.

Verdadero Falso

Igualmente, aunque podemos conseguir que unos papeles se “peguen” a una varilla de vidrio cargada positivamente, al final acaban cayendo porque se igualan las cargas debido a la transferencia de elec-trones.

Verdadero Falso

Electrización II

6. Responde a las siguientes preguntas.

a) Si tenemos dos péndulos que se repelen al acer-carlos, ¿sabrías deducir el signo de la carga de cada esfera?

b) Si dos pequeñas esferas de poliestireno se elec-trizan con una misma barra se repelen. Sin em-bargo, cuando se electriza una esfera con una barra de vidrio y la otra con una barra de plásti-co, se atraen. ¿A qué crees que se debe?

c) Una varilla de plástico electrizada es capaz de atraer una pequeña bolita de poliestireno, a pe-sar de que esta no esté electrizada. Explica a qué se debe.

La unidad de carga eléctrica

7. Encuentra en esta sopa de letra estas 8 palabras relacionadas con la unidad de carga eléctrica: culombio, cuerpo, magnitud, conversión, átomo, protones, electrones y neutra.

UDI 7Unidad 7. Fuerzas eléctricas

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Unidad 7. Fuerzas eléctricasUDI 7

Fuerzas eléctricas: la ley de Coulomb

8. Selecciona la opción correcta en las siguientes frases sobre la ley de Coulomb.

a) La balanza de torsión consiste en una varilla ho-

rizontal suspendida de un hilo y con dos esferi-

tas que pueden electrizarse fácilmente. El hilo

es capaz de retorcerse cuando una de las esfe-

ras cargadas sufre una eléctrica,

de ahí el nombre de torsión.

variación suspensión

conmutación fuerza

b) Gracias a la balanza de torsión, Coulomb pudo

estudiar las fuerzas que se producen entre dos

cuerpos eléctricamente.

descargados cargados

solapados descendidos

c) La intensidad de la fuerza al

aumentar la carga de uno o los dos cuerpos. Es

decir, la fuerza eléctrica es directamente propor-

cional al valor de la carga.

aumenta disminuye

retrocede desciende

d) La intensidad de la fuerza al

alejar un cuerpo del otro, en concreto, la fuerza

eléctrica es inversamente proporcional al cua-

drado de la distancia que separa dos cargas de

valor constante.

aumenta disminuye

retrocede desciende

e) Si los cuerpos están cargados con el mismo tipo

de carga, la fuerza es . Y si los

cuerpos están cargados con distinto tipo de car-

ga, la fuerza es atractiva.

atractiva inductiva

imantada repulsiva

f) La intensidad de las fuerzas de-

pende del medio en el que se encuentren las

cargas eléctricas. El valor variará, por ejemplo, al

realizar el experimento en agua o en aceite.

electromagnéticas electrónicas

electróforas electrostáticas

Constante de Coulomb

9. Relaciona cada medio con su constante de Cou-lomb correspondiente.

Medio K (Nm2/C2)

Vacío 1,11 · 108

Aire 1,29 · 109

Agua 1,2 · 108

Vidrio 1,61 · 109

Glicerina 9,00 · 109

Etanol 2,25 · 109

PVC 8,99 · 109

Hielo 2,5 · 109

Azufre 1,6 · 109

Petróleo 3,1 · 109

Isaac Newton

10. Completa las siguientes afirmaciones sobre Isa-ac Newton escribiendo las palabras que faltan.

● Entre sus otros descubrimientos científicos des-

tacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la

óptica y el desarrollo del cálculo .

● Entre sus hallazgos científicos se encuentran

el descubrimiento de que el espectro de color

que se observa cuando la luz blanca pasa por un

es inherente a esa luz, en lugar

de provenir del prisma (como había postulado

Roger Bacon en el siglo XIII).

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● También destaca su argumentación sobre la po-

sibilidad de que la luz estuviera compuesta por

; su desarrollo de una ley de convec-

ción térmica, que describe la tasa de enfriamien-

to de los objetos expuestos al aire; sus estudios

sobre la velocidad del sonido en el aire, etc.

● Fue también un pionero por su propuesta de una

teoría sobre el origen de las y

de la mecánica de fluidos, estableciendo una ley

sobre la viscosidad.

● La ley de gravitación nació en

1685 como culminación de una serie de estudios

y trabajos iniciados mucho antes.

● Newton fue el primero en demostrar que las le-

yes naturales que gobiernan el en

la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los

cuerpos celestes son las mismas. A menudo es

calificado como el científico más grande de to-

dos los tiempos.

Intensidad del campo eléctrico

11. Indica cuál de las siguientes afirmaciones so-bre el campo eléctrico y su intensidad es co-rrecta.

● El campo eléctrico es una región del espacio donde ninguna carga eléctrica sufre una fuerza eléctrica.

● La intensidad del campo eléctrico E en un punto del espacio es la fuerza F que sufre una carga q en dicho punto entre el valor de dicha carga.

● La expresión algebraica para calcular la intensi-dad del campo eléctrico es: Q=F/E

● La unidad de intensidad de campo eléctrico en el SI es el C/N.

● La carga negativa sufre una fuerza que va en el sentido del campo eléctrico. Por el contrario, la carga positiva experimentará una fuerza en el sentido contrario al campo.

Representación del campo eléctrico: líneas de fuerza

12. Relaciona cada explicación sobre las líneas de fuerza con su representación gráfica correspon-diente.

Se representan flechas hacia dentro porque una carga de prueba positiva tendería a acercarse a la negativa. Se dice que una carga negativa es un sumidero de campo eléctrico.

Se representan flechas hacia fuera porque una carga de prueba positiva sería repelida en direc-ción radial. Se dice que una carga positiva es una fuente de campo eléc-trico.

Líneas de fuerza de dos cargas puntuales del mismo signo situadas una enfrente de la otra. Una carga situada a la misma distancia de las dos no sufriría fuerza alguna.

Líneas de fuerza de dos cargas de distinto signo. Las líneas nacen en la car-ga positiva y mueren en la carga negativa.

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Unidad 7. Fuerzas eléctricasUDI 7

Campo eléctrico, líneas de fuerza y cargas eléctricas

13. Responde a las siguientes preguntas.

a) ¿Qué procedimiento seguirías para averiguar si en cierta zona del espacio hay un campo eléc-trico?

b) Las líneas de fuerza, ¿son las trayectorias que seguiría una carga de prueba situada en un punto de un campo magnético?

c) ¿Por qué se dice que las cargas positivas son fuentes de campo eléctrico y las cargas negati-vas son sumideros?

La jaula de Faraday

14. Completa las siguientes afirmaciones sobre la jaula de Faraday escribiendo las palabras que faltan.

● Si encerramos en una jaula de Faraday trocitos

de papel y les acercamos por fuera un material

, no los atraerá.

● Un coche o un avión son perfectas jaulas de Fa-

raday. Ante una tormenta su

interior estaría protegido de los rayos.

● Se conoce como jaula de Faraday el efecto por el

cual el campo electromagnético en el interior de

un conductor en equilibrio es ,

anulando el efecto de los campos externos.

● Esto se debe a que, cuando el conductor está

sujeto a un campo electromagnético exter-

no, se polariza, de manera que queda cargado

en la dirección en que va el campo

electromagnético, y cargado negativamente en el

sentido contrario.

● Puesto que el conductor se ha polariza-

do, este genera un campo eléctrico igual en

pero opuesto en sentido al campo

electromagnético, luego la suma de ambos cam-

pos dentro del conductor será igual a 0.

● Este fenómeno se aplica en o en

la protección de equipos electrónicos delicados,

tales como discos duros o repetidores de radio

y televisión situados en cumbres de montañas y

expuestos a las perturbaciones electromagnéti-

cas causadas por las tormentas.

Nikola Tesla

15. Indica si las siguientes afirmaciones sobre Tesla son verdaderas o falsas.

Se le conoce, sobre todo, por sus numerosas inven-ciones en el campo del electromagnetismo, desa-rrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX.

Verdadero Falso

Las patentes de Tesla y su trabajo teórico forjaron las bases de los sistemas modernos de potencia eléctrica por corriente alterna (CA), incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el mo-tor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al surgimiento de la Segunda Revolución Industrial.

Verdadero Falso

Tesla, de etnia serbia, nació en el pueblo de Smiljan (actualmente en Macedonia) en el entonces Impe-rio Austrohúngaro y después se nacionalizaría bri-tánico.

Verdadero Falso

Tras su demostración de la comunicación inalámbri-ca por medio de ondas de radio en 1984 y después de su victoria en la guerra de las corrientes, se le re-conoció ampliamente como uno de los más grandes ingenieros electricistas de los Estados Unidos.

Verdadero Falso

Gran parte de su trabajo inicial fue pionero en la in-geniería eléctrica moderna y muchos de sus descu-brimientos fueron de suma importancia.

Verdadero Falso

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A. Actividades de refuerzoFuerzas eléctricas7

1. Clasifica los siguientes materiales en conductores o aislantes: palo de madera, cuchara de plástico, llave metálica, mina de lápiz, libro de texto y ventana de aluminio.

Conductores Aislantes

2. Completa las siguientes frases:

a) Al frotar una varilla de vidrio con un pañuelo de seda, el vidrio queda cargado positivamente, por tanto,

el pañuelo se carga _____________. A esto se le llama electrización por ____________.

b) Si acercamos una varilla de vidrio cargada positivamente a una bolita neutra de poliestireno, la bolita

se acerca a la varilla porque se carga ___________ por ___________.

3. Realiza los siguientes cambios de unidades:

a) 45 μC · C

μC =

b) 8,1 mC · C

mC ·

μC

C =

4. Calcula la fuerza entre dos cargas de 20 μC y 30 μC separadas 1 mm en el vacío. Representa dicha inte-racción con un diagrama de vectores y di si es atractiva o repulsiva.

a) F = 9 · 109 · Nm2

C2 ·

20 · 10–6 C · 30 · 10–6 C

(10–3 m)2 =

b) + -------------------------- + La fuerza es _______________

5. Pon los signos correctos dentro de las bolitas que representan las cargas:

d =

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B. Actividades de ampliación

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1. En los dibujos siguientes se representa una balanza de torsión usada para llegar a la ley de Coulomb. Es-cribe debajo qué se pretende demostrar, eligiendo la opción correcta.

Al aumentar la carga, la fuerza aumenta/disminuye. Por tanto, la fuerza es directamente/inversamente proporcional a la carga.

Al aumentar la distancia, la fuerza aumenta/disminuye. Por tanto, la fuerza es directamente/inversamen-te proporcional a la distancia.

2. Dos cargas, separadas por una distancia de 2 cm, de 10 µC y 100 mC respectivamente interaccionan me-diante una fuerza de 560 mN. ¿Cuál es la constante eléctrica del medio en el que se encuentran?

3. ¿Cuál es la razón de que el campo eléctrico creado por una carga eléctrica sea idéntico en los puntos de una esfera que lo rodea?

4. En un campo eléctrico de 1200 N/C de intensidad se coloca una carga de prueba de 25 mC. Calcula la fuerza que sufre esta carga y representa mediante un diagrama de fuerzas el campo eléctrico y la fuerza calculada.

5. Una partícula a está formada por dos protones y dos neutrones. Calcula la distancia a la cual creará una intensidad de campo eléctrico de 3 mN/C. Dato: la carga del electrón es de 1,6 · 10–19 C.

UDI 7Unidad 7. Fuerzas eléctricas

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Unidad 7. Fuerzas eléctricasUDI 7

E. Evaluación de competencias

Jugando con las cargas

“Entre los procedimientos empleados para poner de manifiesto la existencia del cam-po eléctrico es clásico el péndulo de médu-la de saúco.

Consiste en un trocito o bolita de saúco so-portado por un hilo fino de seda natural o nylon.

Colgar el péndulo del aislador mediante el soporte aislado. Al acercar al péndulo la barra de ebonita, previamente frotada con piel, lo atrae y después de tocarlo lo repele. Este efecto de repulsión se prolonga duran-te bastante tiempo.

En las bolas de poliestireno se manifiesta más claramente, untando toda su superfi-cie con grafito en polvo. […]

Tocando con un dedo la bolita de médula de saúco este efecto de repulsión desaparece luego, se ha descargado. Al acercar la barra de ebonita, se realiza la atracción nueva-mente".

Experiencias de electricidad. ENOSA

1. ¿Para qué sirve el péndulo electrostático? Inclu-ye en tu respuesta una breve definición de pén-dulo electrostático.

2. Haz una lista con el material utilizado en la expe-riencia descrita.

3. ¿Por qué debe ser pequeña la bolita de poliesti-reno?

4. ¿Cuántos tipos de carga existen? ¿Están todas presentes en el dibujo o hay alguna que no esté?

5. ¿Se produce algún tipo de electrización en el proceso descrito? Descríbelo.

6. Comenta el significado de la siguiente frase: “Este efecto de repulsión se prolonga durante bastante tiempo”.

7. ¿Cómo puede descargarse la bolita? ¿Por qué?

8. ¿Qué ocurriría si acercamos una barra el doble de cargada?

9. ¿Cómo se llama la perturbación del espacio creada por una carga eléctrica?

10. Escribe un pequeño texto en el que expliques algún tipo de electrización mediante el uso de un globo.

Cuestiones propuestas