Carga eléctrica, átomos y ley de Coulomb (actividades 2-4)

Actividad 2 — Ficha técnica del experimento de la regla que atrae papelitos

La pregunta pide identificar cuál de las tres fichas técnicas coincide con la estructura correcta de un registro experimental. Una ficha técnica válida debe contener: nombre de los participantes, fecha, área curricular, nombre del experimento, hipótesis, material necesario, proceso y conclusión.

1. Se lee el contenido de la "Ficha técnica 3" descrita en la página: incluye participantes, fecha, área curricular, nombre del experimento, hipótesis, material necesario, proceso y conclusión.
2. Esa enumeración reúne exactamente los ocho campos que la página lista como requeridos.
3. Como la ficha 3 cumple con todos los campos exigidos, es la ficha técnica adecuada para registrar el experimento de la regla que atrae papelitos.

Respuesta: c) Ficha 3.

Actividad 3 — Por qué las dos cajas de cartón no se juntan

Nilton observa que el globo frotado atrae papelitos, pero dos cajas de cartón no se atraen entre sí.

1. Al frotar el globo, se transfieren electrones de la superficie frotada al globo, que queda cargado eléctricamente y puede atraer cuerpos ligeros.
2. En las dos cajas de cartón, los átomos que los forman (hidrógeno, carbono y oxígeno, según la figura) son neutros: cada átomo tiene tantos protones como electrones.
3. Como no hubo intercambio de electrones, ambos cartones conservan sus cargas neutras y no aparece una fuerza de atracción que los acerque.
4. Por eso la mejor explicación es que los electrones permanecen en sus órbitas alrededor de los núcleos, sin trasladarse a otros átomos.
5. Las opciones a), b) y d) son incorrectas: los neutrones no se trasladan entre átomos en procesos de atracción eléctrica (b), los protones permanecen en el núcleo (d), y la afirmación de que se obtuvieron cargas de distinto signo que "no se atraen" es errónea (a).

Respuesta: c) Los electrones de los átomos permanecen en sus órbitas, por eso no se pueden juntar.

Actividad 4 — Ley de Coulomb usada en los modelos atómicos

La pregunta pide el enunciado correcto de la ley de Coulomb aplicada a cargas eléctricas.

1. La ley de Coulomb describe la fuerza eléctrica entre dos cargas q_{1} y q_{2} separadas por una distancia r: F = k\,\dfrac{|q_{1} \cdot q_{2}|}{r^{2}}.
2. El signo de la fuerza depende de los signos de las cargas:
   • Cargas del mismo signo (+ y + o - y -): la fuerza es de repulsión.
   • Cargas de signo distinto (+ y -): la fuerza es de atracción.
3. En los modelos atómicos, esa fuerza de atracción explica que los electrones (carga negativa) permanezcan ligados al núcleo (carga positiva).
4. Comparando con las opciones: a) invierte atracción y repulsión; b) afirma que cargas del mismo signo se atraen y que distinto signo también se atrae (contradictorio); d) afirma que cargas de signo distinto se repelen, lo cual es falso.
5. La opción c) enuncia correctamente ambos casos: mismo signo se repelen, distinto signo se atraen.

Respuesta: c) Los objetos cargados con cargas del mismo signo se repelen. Los objetos cargados con cargas de distinto signo se atraen.