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• Francisco Salgado

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Experimento sobre magnetismo: fuerzas magnéticas

Llega el momento de hablar de magnetismo en el aula. Imanes, fuerzas magnéticas, Polo Norte y Sur, materia… Se trata de conceptos complejos y a ojos de los alumnos, a menudo, demasiado abstractos. Como docentes y educadores no nos conformamos con que nuestros alumnos aprendan cuatro enunciados de memoria. Queremos que los entiendan y los asimilen. ¿Cómo podemos conseguirlo? Pensamos que haciendo un experimento es una buena manera. Un experimento sencillo, fácil de hacer en el aula, que permita a los alumnos observar qué es el magnetismo con sus propios ojos y experimentar con ello con materiales que están al alcance de todos.

¿Qué necesitamos para hacer el experimento sobre magnetismo? 

Una botellita transparente

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Aceite corporal

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Limaduras de hierro (se pueden pedir en un establecimiento donde hagan llaves)

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Dos imanes de ferretería en los que se puedan apreciar los dos polos. Recomendamos forrarlos con cinta aislante de diferente color en polo Norte y Sur para distinguirlos. ¿Cómo puedo distinguir los polos de un imán?

¿Cómo se experimenta con el magnetismo y cómo lo explicamos? 1- Las fuerzas magnéticas de un imán Llenamos el botellín de aceite corporal. Introducimos las limaduras de hierro. Cerramos bien y lo agitamos. Acercamos un imán al lateral del botellín y lo movemos. Observamos cómo las limaduras o virutas se ven atraídas al mismo. Si vamos desplazando el imán, las limaduras se desplazan con él.Estamos observando la fuerza de atracción de los imanes. ¿Por qué las limaduras se orientan con el imán?

Sabemos que la materia está compuesta por átomos. El movimiento de electrones en el interior de los átomos produce corrientes eléctricas. Si estas corrientes se producen de manera desordenada, el material no tiene propiedades magnéticas. En el caso del imán, en cambio, estas corrientes se orientan según los polos magnéticos de la Tierra, dando lugar a un Polo Norte y un Polo Sur en el imán. Al estar polarizados, los imanes crean a su alrededor un campo magnético. Este campo se crea mediante unas líneas de fuerza cerradas que van del Polo Norte al Sur del imán por fuera del mismo y en sentido contrario en su interior. Al estar en contacto con un imán, no todos los materiales reaccionan. Se han denominado materiales ferromagnéticos (hierro, níquel y cobalto), aquellos materiales que, al estar en contacto con un imán, alinean sus cargas de modo opuesto al polo del imán con el que están en contacto. Si quieres saber más sobre este tema, descubre aquí por qué los materiales ferromagnéticos reaccionan ante el magnetismo. Las virutas que tenemos dentro del botellín son de hierro, y como toda materia, están compuestas por átomos que tienen en su interior corrientes. Al entrar en contacto con el imán, las corrientes de sus átomos se ordenan generando un Polo Norte y un Polo Sur. Así, las limaduras se magnetizan.

2- Las fuerzas magnéticas entre dos imanes Ahora que hemos visto la atracción de los imanes sobre ciertos materiales, queremos observar cómo son las fuerzas magnéticas. Para ello, utilizaremos dos imanes. Nos serviremos del botellín con las limaduras para verlo. Vamos a empezar poniendo en un lateral, un imán encarado al botellín por su lado verde. Y enfrente, el otro encarado por su lado azul. Agitamos el botellín. Observamos cómo las virutas de nuevo se atraen a los imanes, pero además, crean un puente entre un imán y el otro. Podemos mover los imanes y ver cómo el puente se desplaza con ellos. Estamos observando las líneas de fuerza del campo magnético.

Ahora vamos a dar la vuelta a uno de los imanes, de manera que queden ambos encarados por el mismo polo, por ejemplo, por el lado verde. Volvemos a agitar el botellín. Observamos que las virutas de hierro se ven atraídas por los imanes, pero no se crea el puente.

¿Por qué las virutas de hierro se orientan así? Ya hemos comentado cómo en los imanes se crea un Polo Norte y un Polo Sur. También, en qué consiste el campo magnético: son unas líneas de fuerza cerradas que van del Polo Norte al Sur del imán por fuera del mismo y en sentido contrario en su interior. Por eso, cuando ponemos en contacto el polo Norte de un imán con el Sur de otro, a una distancia determinada, esas líneas exteriores del imán que conectan los polos opuestos saltan de un imán a otro, buscando, siempre, la polaridad opuesta. De ahí que veamos las virutas dispuestas en forma de puente. En cambio, cuando ponemos en contacto el polo Norte de un imán con el Norte del otro, las líneas de las que hablábamos anteriormente ya no tienden a saltar de un imán a otro, de manera que ya no se crea el puente.

Experimento: Destilación 1. Separando mezclas 2. Experimento: Filtración 3. Experimento: Destilación Las mezclas pueden clasificarse en heterogéneas, que son aquellas mezclas no uniformes y con partes físicamente distintas; y las mezclas homogéneas, que son mezclas uniformes en su totalidad y suelen llamarsesolución. La mezcla homogénea de metales se denominaaleación. Con la técnica adecuada, los elementos y compuestos de una mezcla pueden ser a menudo aislados. Comprobemos

cómo

se

puede

hacer

esto.

En este experimento podrás saber cómo se pueden separar los componentes de una mezcla gracias al manejo de los puntos de ebullición. Otro método de separación conocido es la destilación, la cual consiste en apartar los componentes de una mezcla basándose en las diferencias en los puntos de ebullición de dichos componentes. Un compuesto de punto de ebullición bajo se considera volátil, es decir, que puede convertirse más fácilmente en vapor, en relación con otros componentes de punto de ebullición mayor. Esto queda claro cuando se desea separar el alcohol del agua.

El alcohol es más volátil que el agua (su punto de ebullición es cercano a los 78ºC, mientras que el de agua es más alto, de 100ºC); por lo tanto, al destilar una mezcla de partes iguales de estos líquidos, como el alcohol es más volátil que el agua, al calentar la mezcla se volatilizará (evaporará) más rápido que el agua, y podrá ser recuperado en otro recipiente. Después de que la temperatura aumente a 100 grados, se detiene el proceso y el agua queda en el recipiente inicial de la mezcla. En el experimento de destilación que realizaremos ahora podrás apreciar una situación similar para separar el agua de la sal en una solución salina, es decir, agua salada. Al encender el mechero y calentar la olla que contiene la solución salina, el agua se va evaporando, y al llegar a la superficie de la tapa, que está colocada inclinada hacia el borde de la olla, se condensa. Debido a la inclinación de la tapa, las gotas de agua comienzan a precipitarse en el molde de vidrio. De esta manera se obtiene el agua, y en la olla se recobra la sal que inicialmente se utilizó para la mezcla. Compruébalo ahora…

Materiales – Agua. – Sal. – Una olla pequeña. – Un mechero. – Un vaso de vidrio. – Una tapa de olla (más grande que la de la olla que utilizarás). – Un trípode. – Un recipiente de vidrio. Paso 1

Mezcla cuatro cucharaditas de sal en un vaso con agua. Luego, vierte esta solución salina en la olla.

Paso 2

Coloca la olla sobre el trípode con la tapa inclinada y enciende (con la supervisión de un adulto) el mechero. Paso 3

Al irse calentando la mezcla, el agua se evapora y llega hasta la superficie de la tapa, donde se condensa. Como la tapa está inclinada, las gotas caen en la fuente de vidrio. Así, se obtiene el agua y en la olla se recupera la sal que habías usado en la mezcla.

Desafíos para el desarrollo y bienestar colectivo: justicia, igualdad, solidaridad, sustentabilidad. Las acciones que puedo procurar y están a mi alcance son:   

El cuidado de la naturaleza Acciones solidarias La justicia y la equidad

La justicia consiste en el establecimiento de un marco legal acordado para las relaciones entre personas y las instituciones Todos necesitamos contar con igualdad política, que tiene que ver con gozar de los mismos derechos y oportunidades. La solidaridad tiene que ver con desarrollar una sensibilidad social que nos permita actuar para poder hacer algo por los demás La sustentabilidad es la creación de un equilibrio entre los aspectos economicos, ambiental y social. Ejemplos de justicia: Se considera justo que un estudiante que ha pasado muchos días estudiando y que haya rendido un examen de forma impecable reciba una calificación alta. Lo contrario ocurre si un

estudiante no ha estudiado y ha tratado de responder al examen haciendo trampa, es justo que se le califique con una puntuación baja. Ejemplos de libertad: libertad de expresión, que es la capacidad de expresarse sin afectar a otras personas. Ejemplos de libertad: libertad de prensa, similar a la libertad de expresión pero sugiere que los medios pueden expresarse libremente. Ejemplos de igualdad: Todos los alumnos de un grupo escolar tienen mismas oportunidades para participar y conseguir la calificación más alta. Ejemplos equidad: tener cero discriminaciones contra otros. Ejemplos de solidaridad: Participar en distintos servicios de voluntariado de manera activa, ya sea en asistencia de niños, ancianos, personas con capacidades diferentes, gente que no puede cubrir sus necesidades básicas o bien que involucren animales o al medio ambiente. Ejemplos de Cooperación: Cooperación al brindar a alguien ayuda, cooperación al juntar para alguien un monto económico para solventar su enfermedad, como la teletón, cooperación para construir una obra, etc. Ejemplos de inclusión: cuando se hace un trabajo de grupo se ponen de acuerdo para ver que material se utilizara para llevar a cabo una exposición.