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Física
edad: 16 –18

¿Una varita mágica?

Este es uno de los experimentos más sencillos que los alumnos pueden realizar con electrostática. Solo lleva un minuto, pero deja un valioso aprendizaje sobre carga electrostática, descarga e inducción de cargas.

Objetivos de aprendizaje

Adquirir una noción de los efectos de la electrostática.

Frotar diferentes materiales entre ellos separa las cargas eléctricas y deja un material con un excedente de electrones y el otro con espacios con carga positiva.

Una carga eléctrica puede inducir carga en un objeto neutro, que luego tendrá una concentración de electrones apenas mayor en un lado que en el otro.

Un objeto con carga eléctrica se descarga cuando entra en contacto con humedad, por ejemplo con el aire.

Sorbete/pajita de plástico
Papel común o de aluminio
Preparación

Si la humedad del aire es alta, el sorbete/pajita se descargará rápidamente y el fenómeno será más difícil de observar. A niveles intermedios de humedad puedes usar trozos de papel de aluminio en lugar de papel común.

Tarea de los alumnos

Aprieta un sorbete/pajita entre tu cabello y un trozo de papel y deslízalo hacia un lado. Repítelo dos o tres veces en la misma dirección.

1. ¿Por qué los trozos de papel se pegan al sorbete/pajita?

2. ¿Por qué se debilita esa fuerza de atracción después de un momento?

Preguntas orientadoras
(si es necesario)

¿Qué sucede cuando deslizas el sorbete/pajita que está apretado entre el papel y tu cabello?
› La fricción quita los electrones del cabello y del papel, que quedan en la superficie del sorbete/pajita. De este modo, el sorbete/pajita adquiere carga negativa, y el cabello y el papel adquieren carga positiva.

¿Los trozos de papel tienen carga eléctrica?
› No. Si estuvieran cargados, se produciría atracción o repulsión entre ellos.

¿Por qué un objeto con carga eléctrica neutra puede ser atraído por un sorbete/pajita con carga negativa?
› Porque el papel se polariza, es decir, los electrones libres son expulsados del sorbete/pajita, dejando espacios con carga positiva en la cara del papel contra el sorbete.

¿Qué sucede si tocas el sorbete/pajita justo donde hay un trozo de papel pegado?
› La atracción se debilita y el papel suele caerse.

¿Eso significa que los electrones desaparecen?
› No, la humedad de la piel la torna conductiva, entonces el excedente de electrones se mueve a tu piel y el sorbete/pajita se descarga.

¿El aire puede descargar el sorbete/pajita?
› Sí. Si hay humedad en el aire, se descarga (ver también los experimentos 'Desviando el agua' y 'Respirando agua')

Conclusiones

Este sencillo experimento combina el efecto triboeléctrico, la inducción de carga y descarga:

1) Las cargas negativas (electrones) del papel y del cabello son transferidas al sorbete/pajita cuando se separan los materiales (efecto triboeléctrico).

2) Sujetar el sorbete/pajita cargado sobre un trozo de papel repele los electrones del papel y, de ese modo, induce una carga, es decir, polariza el papel. El lado del papel con carga positiva es atraído por el sorbete/pajita.

3) Si tocas el sorbete/pajita, se descarga —también la humedad del aire lo descarga (pero más lentamente)— y, por lo tanto, el papel se suelta y cae en la mesa.

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