Física

¿Puede el magnetismo orientarnos?

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El magnetismo es la rama de la Física que estudia las propiedades magnéticas de la materia y los efectos que producen.

Representación del campo magnético de la Tierra

Un imán es una sustancia capaz de atraer o repeler a otras sustancias llamadas ferromagnéticas (como, por ejemplo, el hierro, el cobalto, el níquel o el acero). Esta capacidad que tiene un imán de atraer o repeler otras sustancias, es una acción a distancia que crea un imán a su alrededor y se llama campo magnético.

Las sustancias ferromagnéticas cuando se sitúan en presencia de un campo magnético adquieren las propiedades de un imán: a este fenómeno se le llama imantación. Se admite que estas sustancias constan de pequeñas regiones en las cuales todos los átomos tienen la misma orientación. Cada una de estas regiones se llama dominio magnético. En un material ferromagnético no imantado los dominios están orientados al azar.

La Tierra actúa como un gigantesco imán, de tal modo que tiene un polo norte y un polo sur. Además, como todos los imanes, genera un campo magnético a su alrededor, de tal modo que si dejamos que un imán se mueva libremente (como es el caso de la brújula) este se orientará según los polos terrestres.

Observar cómo actúan las fuerzas magnéticas.

Observar cómo el campo magnético terrestre hace que se oriente un material ferromagnético imantado.

1 imán

1 cocho de botella de vino

1 tabla de madera

1 cuchillo

1 aguja de coser

1 recipiente con agua

Virutas de hierro

1 salero

1 folio blanco

  • Actividad complementaria (opcional): 1 tornillo o clavo largos; cable fino de cobre, con cubierta de plástico; 1 pila (1,5 V); cinta adhesiva
  • Asegúrate de imantar bien la aguja frotando repetidas veces con el imán. Si el experimento no funciona a la primera es porque la aguja no se ha imantado bien.

  • Ten mucho cuidado de no colocar un imán cerca de dispositivos electrónicos ni tarjetas de crédito, pues puede estropearlos.

  • Las limaduras metálicas pueden ser muy peligrosas si caen en el ojo o se ingieren. Manipúlalas con cuidado, no soples sobre ellas, ni te toques los ojos o la boca mientras trabajas. Después, lávate las manos aunque parezcan limpias. Espolvorea las limaduras despacio y con mucho cuidado para que se formen las líneas correctamente.

  • Actividad complementaria: La pila se puede calentar mucho, ya que se forma un cortocircuito. Para no quemarte, realiza pruebas cortas o sujeta la pila colgándola de un hilo. También puedes conectar una bombilla o una resistencia en serie al cable de cobre para evitar que se caliente la pila.
  1. Corta un disco fino (para que pese lo mínimo) del corcho de una botella de vino.
  2. Frota repetidas veces una aguja de coser grande con el imán (entre 20 y 30 veces).
  3. Clava el alfiler en el disco de corcho de forma que lo atraviese de lado a lado pasando por el centro de la circunferencia.
  4. Llena un pequeño recipiente circular con agua.
  5. Coloca con cuidado el corcho con el alfiler en el agua y déjalo flotar libremente.
  6. Observa lo que ocurre.
  7. Ahora acerca poco a poco el imán al recipiente, primero con un polo y luego con el otro, y observa lo que ocurre.
  8. Introduce las limaduras de hierro en el salero.
  9. Sitúa el imán sobre una superficie horizontal y pon un folio encima.
  10. Espolvorea cuidadosamente las limaduras sobre el folio.
  11. Golpea delicadamente con el palito de madera para que se aprecien mejor los dibujos formados.
  12. Prueba la acción del imán sobre distintos materiales: trozos de papel, plástico, madera… Utiliza también trozos u objetos metálicos: clips, monedas, papel de aluminio…
  13. Actividad complementaria (opcional): Enrolla en espiral el cable de cobre en torno al tornillo o clavo. Repite los pasos 7 a 12 usando el tornillo o clavo como si fuera el imán. Después retira la cubierta de plástico de los extremos del cable y conecta cada extremo a un polo de la pila. Vuelve a repetir los pasos 7 a 12. Acerca cada uno de los extremos del tornillo o clavo a los polos del imán y observa qué ocurre.
  14. Actividad complementaria 2 (opcional): Si el imán es potente, prueba a dejarlo caer en vertical a través de un rollo de cartón y otro de papel de aluminio.
  1. Si movemos la aguja con el dedo, ¿por qué vuelve siempre a la misma posición?

  2. ¿Podríamos hacer este experimento con un palillo de madera en lugar de con una aguja?

  3. Si en tu imán no especifica cuáles son el polo norte y el polo sur, ¿cómo podrías saberlo?

  4. ¿Qué pasaría si situaras tu brújula exactamente en el Polo Norte de la Tierra?

  5. Observa la figura que se forma cuando echas las limaduras sobre el imán, ¿qué conclusiones puedes sacar?

  6. ¿Por qué el imán no atrae cualquier tipo de material, aunque sean materiales metálicos?
  7. Actividad complementaria: Compara el tornillo o clavo con el cable eléctrico enrollado y el imán. ¿En qué se parecen? ¿Qué ocurre si intercambias los polos de la pila conectados al cable?
  8. Actividad complementaria 2: Aunque el imán no atrae ni el cartón ni el aluminio, ¿por qué se comporta de manera diferente al caer por el tubo de aluminio?

1) El campo magnético terrestre nos protege de la acción de las partículas cargadas que vienen del exterior, sobre todo del Sol. Estas partículas son desviadas de su trayectoria hacia los polos, dando origen al fenómeno de las auroras boreales. El campo magnético terrestre se considera que está originado por la rotación de la aleación de hierro y níquel que forma su núcleo.

Aurora boreal

 

2) La resonancia magnética nuclear es una importante herramienta de diagnóstico empleada en medicina, que utiliza campos magnéticos de gran intensidad para alinear la magnetización de núcleos de hidrógeno del agua en el cuerpo. Los campos se usan para alterar el alineamiento de esa magnetización, causando que los núcleos de hidrógeno produzcan un campo magnético rotacional detectable por el escáner, creando así una imagen que puede ser analizada por los médicos para detectar enfermedades.

Resonancia magnética nuclear del cerebro
  • Magnetismo:

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo

  • Brújula:

http://es.wikipedia.org/wiki/Br%C3%BAjula

  • Magnetismo:

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f3_magnetismo.php

  • Actividad complementaria: Cómo hacer un electroimán casero:

  • Actividad complementaria 2: Qué ocurre si metes un imán en un tubo de aluminio