Un globo inflado se frota contra un trozo de lana (o tela) y luego atrae pequeños trozos de papel.

1. El globo es un cuerpo de goma y la lana es un tejido de lana: al frotarlos, la fricción facilita el paso de electrones de un material al otro (electrón-transferencia), no de átomos enteros.

2. El globo queda con carga eléctrica neta (normalmente negativa, al arrastrar electrones de la lana), y la lana queda con carga positiva: es un proceso de electrificación por contacto (frotación).

3. Los electrones superficiales del globo se desplazan y generan un campo eléctrico \vec{E} a su alrededor.

4. Los trozos de papel, inicialmente neutros, sufren electroinducción: el campo del globo reorganiza las cargas del papel (los electrones se alejan de la cara cercana), quedando un lado positivo.

5. Entonces la fuerza de atracción eléctrica \vec{F}=q\vec{E} es mayor que el peso P=mg del papel:

   F_e = qE > P = mg

6. Resultado: el papel se eleva y se pega al globo, demostrando que la carga eléctrica existe y produce fuerzas a distancia.

Dos globos se cargan de forma similar (ambos positivos o ambos negativos) y se acercan.

1. Cada globo posee una distribución de carga idéntica, por ejemplo q_1 = q_2 = -q con q>0.

2. La segunda ley de Newton de la electrodinámica (o simplemente la experiencia electrostática) establece que cargas del mismo signo se repelen.

3. La fuerza sigue la ley de Coulomb:

   F = k\frac{|q_1 q_2|}{r^{2}} = k\frac{q^{2}}{r^{2}}

   con k = 9\times10^{9} \, \text{N·m}^{2}/\text{C}^{2}.

4. Como q_1 y q_2 tienen el mismo signo, la fuerza es repulsiva (los vectores \vec{F}_{12} y \vec{F}_{21} apuntan en sentidos opuestos y colineales).

5. Al disminuir r, la fuerza crece con r^{-2}: los globos se separan cada vez más.

Un globo está cargado negativamente (q_1 = -q) y el otro positivamente (q_2 = +Q).

1. El producto de las cargas es negativo: q_1 q_2 = -qQ.
2. En la ley de Coulomb, la fuerza conserva su magnitud F = k\frac{|q_1q_2|}{r^{2}} pero su dirección es de atracción: los vectores de fuerza apuntan uno hacia el otro.
3. El signo negativo del producto q_1q_2 indica el carácter atractivo de la interacción.
4. Las cargas opuestas se acercan y, al entrar en contacto, se neutralizan parcialmente.

Un globo cargado (por ejemplo, negativo) toca un objeto neutro previamente.

1. Al tocar, el objeto neutro y el globo forman un mismo conductor en contacto.
2. Los electrones excedentes del globo se reparten entre ambos cuerpos hasta igualar potencial: parte de la carga se transfiere.
3. Quedan los dos objetos con el mismo signo de carga y, por lo tanto, se repelen (como verificó el punto 124.2).
4. La carga total se conserva: Q_{\text{total}} = q_{\text{globo}} + q_{\text{objeto}} antes y después del contacto.
5. Fenómenos cotidianos: al quitarse un suéter de lana aparecen chispas; al tocar el pomo de una puerta tras caminar por una alfombra se siente un calambre.

Se construye un electroscopio con una lámina de aluminio (o un alambre conductor) apoyada sobre un material aislante.

1. El aluminio es conductor: los electrones son móviles. El aislante (plástico, vidrio) impide que la carga se escape a tierra.
2. Al cargar el electroscopio, la carga se reparte por toda la superficie del conductor.
3. Como las láminas adyacentes quedan con el mismo tipo de carga, se repelen según 124.2.
4. El electroscopio se abre más o menos según la magnitud de la carga; la separación es medida indirecta de dicha carga.
5. Control: al acercar un globo cargado sin tocar, el electroscopio se abre ligeramente (inducción); al tocarlo, se descarga y las láminas cierran.

¿Cómo se pueden generar las cargas eléctricas por fricción y cómo se transfieren por contacto?

Respuesta orientativa: La carga se genera por fricción cuando dos materiales se frotan: uno pierde electrones y el otro los gana, quedando uno positivo y el otro negativo (electrificación por contacto). La transferencia por contacto ocurre al tocar un cuerpo cargado con uno neutro, repartiéndose los electrones hasta igualar potencial; la carga total se conserva, pero se redistribuye entre los objetos.

1. ¿Qué he aprendido? Que la materia está compuesta de cargas eléctricas (+ y −), que cargas iguales se repelen y opuestas se atraen, que la carga puede generarse por fricción, transferirse por contacto e inducirse a distancia, y que un electroscopio permite detectarla.
2. ¿Cómo lo he aprendido? Mediante actividades prácticas con globos, papel, lana y un electroscopio, observando fenómenos, registrando resultados y luego generalizando con la ley de Coulomb.
3. ¿Para qué me ha servido? Para entender fenómenos cotidianos como las chispas al quitarse la ropa, la electricidad estática en aviones o pantallas, y para prevenir daños por descargas eléctricas.
4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo? En el diseño de antistáticos, en pintura industrial, en fotocopiadoras, en filtros electrostáticos de humo y en la explicación del funcionamiento del rayo.

Respuesta orientativa: Ver respuestas sugeridas por nivel; cada una debe relacionar el concepto aprendido con su forma de adquisición, su utilidad y su aplicación en otros contextos.