LA INDUCCIÓN INVISIBLE
Reúne todo el
material y prepárate para experimentar algunas de las maravillas de la
electricidad. Primero carga el peine frotándolo con fuerza contra tu pelo, que
tiene que estar muy seco, o contra el trozo de seda. De las series
triboeléctricas sabemos que el peine acumulará carga negativa. Párate un
momento a pensar qué pasará cuando acerques el peine a los pedacitos de papel y
por qué. Entendería perfectamente que dijeses no pasará nada.
Pon el peine
a unos pocos centímetros del pequeño montón de pedazos de papel. Baja el peine
poco a poco y mira lo que pasa. Asombroso, ¿no? Vuelve a hacerlo; no es
casualidad. Algunos de los pedazos de papel saltan hasta el peine, algunos
permanecen pegados a él durante un momento y luego vuelven a caer, y otros se
quedan ahí. De hecho, si juegas un poco con el peine y el papel, puedes hacer
que los pedazos se mantengan erguidos e incluso bailen sobre la superficie.
¿qué demonios está pasando? ¿por qué algunos de los pedazos de papel se quedan
pegados al peine, mientras que otros saltan, lo rozan y vuelven a caer?
Son muy
buenas preguntas, con respuestas estupendas. Esto es lo que pasa: la carga
negativa del peine repele los electrones en los átomos del papel, de forma que,
aunque no están libres, pasan un poco más de tiempo en los átomos más alejados
del peine; al hacerlo, los átomos más cercanos al peine tienen un poco más de
carga positiva que antes, por tanto el filo o la parte del papel con propensión
al positivo son atraídos hacia la carga negativa del peine y el papel, que es
muy ligero, salta hacia él. ¿por qué vence la fuerza de atracción a la fuerza
repulsiva entre la carga negativa del peine y los electrones del papel? Porque
la fuerza de la repulsión —y la de atracción— eléctrica es proporcional a la magnitud
de las cargas, pero inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre
ellas. Es lo que se llama ley de coulomb, en honor del físico francés
charles-augustin de coulomb, que hizo este importante descubrimiento. Imagino
que te llamará la atención su asombroso parecido con la ley de la gravitación
universal de newton. Fíjate en que también llamamos culombio a la unidad
fundamental de carga: la unidad positiva de carga es +1 culombio (unos 6 × 10^18
protones) y la de carga negativa es –1 culombio (unos 6 × 10^18 electrones).
La ley de
coulomb nos dice que incluso una pequeña diferencia en la distancia entre las
cargas positivas y las negativas puede tener un efecto importante. O, dicho de
otro modo, la fuerza atractiva de las cargas más cercanas domina sobre la
fuerza repulsiva de las cargas más alejadas.
Todo este
proceso se llama inducción, ya que lo que hacemos cuando acercamos un objeto
cargado a uno neutro es inducir carga en extremos del objeto neutro, creando
una especie de polarización de carga en los pedazos de papel. También es
interesante la razón por la que algunos pedacitos de papel caen de nuevo
mientras que otros se quedan pegados. Cuando un pedazo de papel toca el peine,
parte del exceso de electrones del peine pasa al papel. Cuando eso sucede,
quizá aún exista una fuerza eléctrica atractiva entre el peine y el pedazo de
papel, pero puede que ya no sea suficiente para contrarrestar la fuerza de la
gravedad y, por tanto, el pedazo de papel caerá. Si se transfiere mucha carga,
la fuerza eléctrica puede incluso acabar siendo repulsiva, en cuyo caso tanto
la fuerza gravitatoria como la eléctrica acelerarán el pedazo de papel hacia
abajo.
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