Cómo desviar un chorro de agua sin tocarlo…

Objetivo

Observar como el agua es desviada por un objeto electrizado.

Introducción

Una gota de agua contiene millones de moléculas de agua. Cuando decimos H2O hablamos de la molécula de agua que está formada de dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O). En la molécula de agua, los átomos comparten electrones pero el átomo de oxígeno los atrae más que los átomos de hidrógeno; por eso se dice que la molécula de agua tiene dos polos eléctricos: un polo pobre en electrones del lado del hidrógeno y un polo rico en electrones del lado del oxígeno.  El polo pobre de una molécula atrae más hacia él el polo rico de otra molécula. Estos polos eléctricos permiten al agua disolver numerosas sustancias como el azúcar, el café, o la sal, en ellas.

“En esta experiencia vamos a ver cómo es posible desviar un chorro de agua sin llegar a tocarlo. Para ello nos vamos a ayudar de las propiedades eléctricas de la materia”

¿Qué necesitamos?

Materiales:

• Un globo
• Un objeto que pueda cargarse eléctricamente con facilidad: peine, tubo de plástico, varilla de vidrio, un vaso, un globo, etc. Paño de lana o medias de lycra. En este caso utilizaremos el pelo.

Productos:

Agua corriente del grifo.

¿Cómo lo hacemos?  Realización práctica

Lo primero es inflar el globo lo segundo es que necesitamos conseguir es un chorro de agua fino y regular. Para ello hay que abrir o cerrar un grifo lentamente hasta que el chorro tenga las características que buscamos También tenemos que cargar un objeto eléctricamente (electricidad estática). Para ello basta con frotar, con energía, el objeto con el pelo.Acerca con cuidado el objeto al chorro de agua. Pero, sin llegar a tocarlo. Observa cómo se desvía.

Precauciones
Ninguna en especial.

Explicación científica

¿Por qué ocurre esto?

En toda la materia existen cargas eléctricas, sin embargo, en la mayoría de los casos, no observamos sus efectos porque la materia es neutra: el número de cargas positivas es igual al de cargas negativas, de forma que se compensan. Cuando acercas el globo al chorro del grifo, el globo atrae al agua, desviándola hacia él. Si acercas un poco, más el globo, verás cómo algunas gotas de agua se quedan pegadas en su superficie. Al frotar el globo lo hemos electrizado, es decir, hemos traspasado electrones del pelo al globo. El globo está cubierto de electrones (cargado negativamente) y ésta acumulación de electrones es lo que atrae las gotas de agua, que aunque es eléctricamente neutra, sus moléculas son polares.

Las moléculas de agua son neutras, tienen el mismo número de cargas positivas que negativas. Sin embargo, tienen una peculiaridad las cargas no están distribuidas uniformemente dentro de la molécula. De esta forma nos encontramos con que las moléculas de agua son asimétricas, desde el punto de vista de la carga, y tienen un extremo positivo y otro negativo. Esto hace que en un campo eléctrico tiendan a orientarse. Así, cuando acercamos el objeto cargado al chorro de agua, las moléculas se orientan y el objeto atrae al extremo de la molécula que tiene signo contrario. El resultado es que el chorro se desvía.

Curiosidades y otras cosas

·         Formas de cargar eléctricamente un cuerpo A.- Electrizacion por contacto Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva. B.- Electrizacion por frotamiento Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño a al lápiz. C.- Electrizacion por inducción Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente. Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro por lo tanto se atrae.  OBSERVACIÓN: Las fuerzas resultantes de atracciones entre cargas eléctricas son muy pero muy poderosas. De hecho, si podrían separarse todos los electrones que contiene una moneda de la misma y se colocara en un extremo del planeta tierra el conjunto de electrones, y en el extremo opuesto de la tierra el resto de la moneda, la carga de atracción entre ambos sería de miles y miles de kilogramos. Obviamente, no es posible realizar dicho experimento, pero da una idea de lo poderosas que son las fuerzas de atracción entre las cargas eléctricas.

Bibliografía

Formas de cargar eléctricamente un cuerpo http://sol.sci.uop.edu/~jfalward/electricforcesfields/electricforcesfields.html Carolina Tafura 2° Física 15- 05- 2012