Ejercicios: Propiedades de la carga: electrización y conservación

Mateo frota una regla de plástico con un paño de lana y comprueba que la regla atrae pedacitos de papel. Explicá con tus palabras qué significa que la regla esté «electrizada» y nombrá el tipo de electrización que usó Mateo (frote, contacto o inducción).

Una barra de vidrio queda con carga positiva después de frotarla con seda. Indicá qué partícula se transfirió entre el vidrio y la seda, en qué sentido pasó y cuál es el signo de la carga que adquirió la seda.

Valentina acerca dos globos que fueron frotados con su pelo y observa que se separan entre sí. Decidí si los globos tienen cargas del mismo signo o de signos opuestos, y enunciá la regla general de interacción entre cargas que usaste para responder.

Una esfera metálica A, neutra y montada sobre un soporte aislante, se toca con una barra cargada negativamente y luego se retira la barra. Describí qué ocurre con los electrones durante el contacto, indicá el signo de la carga final de la esfera y explicá por qué decimos que esta electrización es «por contacto».

Una barra de plástico tiene una carga de $-4{,}8\cdot10^{-9}\ \text{C}$ después de ser frotada. Tomá la carga del electrón como $-1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{C}$. Calculá cuántos electrones en exceso tiene la barra y explicá por qué la carga de cualquier cuerpo es siempre un múltiplo entero de la carga elemental.

Facundo dispone de una esfera metálica neutra sobre un soporte aislante y de una barra cargada positivamente. Sin que la barra toque la esfera, la acerca a ella. Explicá cómo se redistribuyen las cargas en la esfera mientras la barra está cerca, y cuál de las zonas de la esfera (la cercana o la lejana a la barra) queda con carga negativa. Aclará si la esfera, en conjunto, sigue siendo neutra.

Dos esferas metálicas idénticas, montadas sobre soportes aislantes, tienen cargas $q_1 = +6\ \mu\text{C}$ y $q_2 = -2\ \mu\text{C}$. Camila las pone en contacto y luego las separa.

1. a) Aplicá el principio de conservación de la carga para hallar la carga final de cada esfera, justificando por qué se reparte en partes iguales.
2. b) Calculá cuántos electrones se transfirieron de una esfera a otra, y en qué sentido, tomando $|e| = 1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{C}$.

Bruno quiere cargar dos esferas metálicas neutras, A y B, que están en contacto sobre soportes aislantes, usando solo una barra cargada negativamente, sin tocarlas con ella. Acerca la barra a A, separa A de B con la barra todavía cerca, y recién después aleja la barra.

1. a) Describí paso a paso la distribución de cargas en cada etapa.
2. b) Indicá el signo final de la carga de A y de B, y verificá que se cumple la conservación de la carga total.
3. c) Explicá por qué este procedimiento (inducción) no se puede hacer correctamente si Bruno separa las esferas después de alejar la barra.