EXPERIMENTO DE ENERGIA ESTATICA

¿CÓMO HACER UNA OBRA DE TEATRO SIN TOCAR A LOS PERSONAJES?

Etapa	Quinto grado
Materia	Ciencias naturales
Tiempo de realización	1 sesión (50 minutos).
Destrezas comunicativas	Identificar y crear las ideas de un escrito por medio de diversas imágenes y pasos a seguir.
Contenidos	Energía cinética, materiales aislantes y conductores, electrones, protones.
Competencias básicas	Competencia con el conocimiento y la interacción con el mundo físico. Competencia de la comunicación lingüística.

Contextualización

Toda la materia está formada por unas partículas llamadas átomos, y los átomos tienen protones cuya carga es positiva, electrones cuya carga es negativa y neutrones sin carga.

Normalmente los átomos tienen los mismos protones que electrones por lo que las cargas positivas y negativas se compensan por ello el átomo es neutro.

Pero si frotamos unos objetos con otros algunos electrones pueden pasar de unos átomos a otros, los átomos que ganan electrones quedan cargados negativamente y los que lo pierden quedan cargados positivamente; esto es lo que llamamos electricidad estática.

Dos cargas de distinto signo se atraen y dos cargas de igual signo se repelen.

Algo de historia

600 antes de Cristo - Electricidad estática Alrededor de esta fecha Tales de Mileto (630-550 antes de Cristo) descubre la electricidad estática, al darse cuenta de que al frotar el ámbar éste posee la propiedad de atraer algunos objetos. 310 antes de Cristo - Primer tratado de electricidad El filósofo griego Theophrastus (374-287 antes de Cristo) escribe el primer tratado donde se estable que existen varias sustancias, aparte del ámbar, que poseen la propiedad de atraer objetos al ser frotadas. Así deja constancia en lo que sería el primer estudio científico sobre la electricidad.

1600 - Estudios sobre electrostática y magnetismo La Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544-1603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las brújulas usadas en la navegación, siendo este trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y el Magnetismo. Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar. El Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.

1670 - Teoría ondulatoria de la luz

El científico alemán Huygens describe la teoría de ondas de la luz.

Demostró que las leyes de la reflexión y de la refracción podían explicarse perfectamente según la teoría ondulatoria, pero el predicamento del cual gozaba la teoría corpuscular (apoyada por Newton) impide su aceptación.

1672 - Máquina electrostática El Físico Alemán Otto von Guericke (1602-1686) desarrolló la primera máquina electrostática para producir cargas eléctricas. Máquina que consiste de una esfera de azufre torneada, con una manija a través de la cual, la carga es inducida al posar la mano sobre la esfera.

1673 - Polaridad de las cargas eléctricas

El francés Francois de Cisternay Du Fay fue el primero en identificar la existencia de dos cargas eléctricas: Negativa (-) y Positiva (+)

1745 - Nacimiento de Alessandro Volta (1745 - 1827) Físico italiano, descubrió accidentalmente el Efecto Volta, que lleva en su honor dicho nombre, que le permitió construir una pila eléctrica. La Tensión de Volta es la diferencia de potencial existente en la superficie de contacto de dos metales distintos. Este fenómeno (efecto Volta) se aprovecha para producir corriente eléctrica por medio de una pila construida de placas de cinc y cobre intercaladas con tela empapada en salmuera.

1745 - Condensador eléctrico Se desarrolla lo que daría paso al Condensador Eléctrico, la botella de Leyden por E. G. Von Kleist y Pieter Van Musschenbroeck (1692-1761) en la Universidad de Leyden, con esta botella se almacenó por primera vez electricidad estática. La botella de Leyden es un condensador eléctrico de capacidad fija constituido por una botella de vidrio en la que dicho material desempeña el papel de dieléctrico y los electrodos, de papel de estaño, están colocados dentro y fuera de la botella.

1800 - Pila eléctrica de Volta Alessandro Volta inventa la primer pila gracias a los estudios realizados sobre la diferencia de potencial existente en la superficie de contacto de dos metales distintos. Este fenómeno (efecto Volta) se aprovecha para producir corriente eléctrica por medio de una pila construida de placas de cinc y cobre intercaladas con tela empapada en salmuera. Al abrir unas ranas muertas durante una clase de anatomía, un alumno vio como se movían. Volta demostró que el bisturí de acero y la bancada de zinc donde estaban apoyadas las ranas, formaban una pila rudimentaria cuya corriente causaba la contracción de los músculos de las ranas.

1821 - Motor eléctrico rudimentario de Faraday (1745 - 1827) Michael Faraday, científico inglés, ideó un ingenio en el cual un alambre con corriente giraba alrededor de un imán; transformaba pues la electricidad en movimiento mecánico.

1831 - Motor eléctrico funcional

El científico norteamericano, Joshep Henry fabricó el primer motor eléctrico funcional que utilizaba la corriente de una pila.

1831 - Dinamo de Faraday En este año, el científico inglés Michael Faraday llevo a cabo experimentos que demostraron que un imán en movimiento inducía una corriente en un alambre. Había demostrado que se podía producir electricidad sin sustancias químicas. Anteriormente a esta fecha, la única fuente de donde se podía obtener energía eléctrica era de una pila. Los principios esbozados por Faraday, llevaron a la invención de la dinamo.

1831 - Transformador de Faraday Siguiendo en sus experimentos con electricidad, Michael Faraday enrolló dos bobinas de alambre en un anillo de hierro. Cuando conectaba una bobina a una pila, pasaba una corriente por la otra (no conectada). Al desconectarla, se generaba otro impulso en la segunda bobina. Había inventado el transformador.

1831 - Nacimiento de Maxwell

El físico James Clark Maxwell nace en escocia.

Fue el primero en exponer la teoría electromagnética de la luz.

1873 - Velocidad de las ondas electromagnéticas

En esta fecha, el físico escocés Maxwell (1831-1879) demuestra que un circuito eléctrico oscilante irradia ondas electromagnéticas cuya velocidad es muy próxima a la velocidad de la luz; con lo cual vuelve a tomar fuerza la teoría de la forma ondulatoria de la misma.

Este resultado indujo a creer que la luz consistía en una radiación de ondas electromagnéticas.

Sin embargo, la teoría ondulatoria no puede explicar la emisión de fotones que, en cambio, era explicable mediante la teoría corpuscular.

La unidad del flujo magnético en el sistema CGS (Maxwell) lleva ese nombre en honor a este científico.

1876 - Teléfono de Bell Alexander Graham Bell inventó el teléfono mientras buscaba la manera de enviar diversos mensajes telegráficos simultáneos a través de un mismo cable. Las primeras palabras que se oyeron a través del mismo, fueron las que exclamó al verter ácido de batería sobre sus pantalones; reclamó la ayuda de su asistente: "... ven, te necesito!"

1878 - Micrófono El norteamericano David Hughes fue el primero en acuñar la palabra micrófono, aunque el teléfono de Bell empleara un dispositivo similar. Hughes descubrió que los contactos eléctricos sueltos eran sensibles a vibraciones como las del sonido. Construyó un rudimentario micrófono para demostrar cómo era posible transformar el sonido en corriente eléctrica.

1879 - Lámpara eléctrica incandescente de Edison El principio del funcionamiento de la lámpara eléctrica se conocía mucho antes de que se crease una lámpara realmente operativa. El vacío imperfecto de las primeras bombillas hacía que los filamentos se quemasen rápidamente debido al aire. Edison, utilizando una nueva bomba de vacío neumática, produjo una lámpara resistente y comercialmente viable provista de un filamento de carbono.

1905 - Naturaleza de la luz

Albert Einstein postula que la energía de un haz luminoso está concentrada en pequeños paquetes o fotones (en lugar de estar distribuida por el espacio en los campos eléctricos y magnéticos de una onda electromagnética).

Actividad 1

Al realizar la siguiente lectura entenderás diversos fenómenos de tu vida diaria. http://cienteccr.blogspot.mx/2012/05/energia-electrostatica.html

Ahora vamos a realizar una experiencia que es totalmente inofensivo y perfecto para que ustedes los niños jueguen con la ciencia. Esta vez utilizaremos la electricidad estática para mover objetos ligeros sin tocarlos, pero antes tenemos una serie de preguntas que deben de responderse al final de la actividad.

1.    ¿Cómo mover objetos ligeros sin tocarlos?

2.    ¿Por qué se mueven los muñecos?

3.    Si no frotáramos el globo con la tela o el cabello ¿se pegarían o atairarían los papelitos?

4.    ¿Qué pasaría si el globo fuera más grande del que utilizaste?

5.    ¿si utilizáramos otro material para cargar positivamente el globo, ¿Atraería a los papelitos?

Materiales:

·         Un globo

·         Figuritas de papel

Desarrollo de la actividad

¿Qué hay que hacer?

-Lo primero que tenemos que hacer es cortar pequeños trozos de papel. Podemos hacer simples cuadrados o experimentar con formas distintas (muñequitos).

- El siguiente paso es inflar un globo, atarlo y frotarlo repetidas veces con un material de algodón o con el cabello del compañero de alado.

-Una vez hecho esto, acercamos el globo a nuestra figura de papel (sin llegar a tocarlo) y veremos cómo se ve atraída hacia él.

-Si lo acercamos mucho, puede incluso quedarse completamente pegado.

Actividad 2

Ahora como si pudimos lograr y realizar el experimento de manera correcta podemos contestar correctamente esta pregunta. ¿Qué paso?, escribe la respuesta en tu cuaderno.

Dentro de la respuesta adecuada que se esperaría que contestaran los alumnos es: al frotar el globo con nuestra ropa, lo que estamos haciendo es cargarlo de electricidad. Esta carga de electricidad estática puede ser positiva o negativa. El globo, al igual que un imán, si tiene carga positiva atraerá cargas negativas y viceversa, por lo que atraerá ciertos objetos como es en este caso el papel.

Algo más interesante…..

Al realizar esta actividad podemos crear diversos personajes, los cuales se mantendrán pegados a la mesa para que al frotar el globo con una tela o el cabello de una persona, se vayan levantando los personajes por medio de la atracción (sin tocarlos), de esta forma se va creando alguna historia.

¡Si te pones a investigar más sobre este tema aprenderás cómo se producen los rayos, cómo mover una lata sin tocarla y muchas cosas más…!!

¡TE ESPERO EN LA SIGUIENTE VISITA!