BLOQUE II.
LAS FUERZAS. LA EXPLICACIÓN DE LOS
CAMBIOS
Tema 4.2 Los
efectos de los imanes.
PRÁCTICA No. 4 ¿Cómo magnetizar una varilla de hierro?
PROPÓSITOS:
Que
los alumnos:
l Comprueben que hay ciertos
materiales que pueden magnetizarse.
APRENDIZAJES
ESPERADOS:
ü Comprende un proceso por medio
del cual se puede magnetizar una varilla.
ü Comprende el fundamento de
dicho proceso.
PREGUNTAS
GENERADORAS:
1. ¿Qué
materiales pueden ser imantados?
2. ¿Qué
procedimientos conoces para llevar a cabo la imantación un material?
DESARROLLE
LA HIPÓTESIS (Elaborar una hipótesis
para este experimento con base en las respuestas a las preguntas anteriores).
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FUNDAMENTO TEÒRICO.
Los
imanes pueden ser naturales, los
cuales manifiestan sus propiedades de forma permanente, como la
magnetita (Fe3O4),
o bien, pueden ser también artificiales, obtenidos a partir de
aleaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imán permanente
es aquel que conserva el magnetismo después de haber sido imantado. Un imán temporal
no conserva su magnetismo tras haber sido imantado.
Imantar un material es ordenar sus imanes atómicos.
En la figura derecha se observa en
primer lugar un material sin imantar y debajo un material imantado.
Materiales magnéticos
Los materiales que pueden interactuar
magnéticamente entre sí, o con otros materiales, son denominados materiales
magnéticos.
Estos materiales son agrupados de acuerdo al
comportamiento que presentan frente a los imanes naturales y esencialmente son
de tres tipos:
1.
Los materiales ferromagnéticos son los que muestran un
comportamiento similar al del hierro, es decir, son atraídos por los imanes
naturales. Poseen una gran imantación.
Este tipo de materiales
son aquellos que pueden mantener las características que posee un imán luego
del proceso de imantación (ejemplo del clip). Algunos materiales
ferromagnéticos son el hierro, el gadolinio, el níquel, el
calcio y compuestos de estos, de los cuales uno de los más conocidos es
la magnetita (Fe3O4).
Uno de los mejores imanes
permanentes conocidos en estos momentos es un compuesto ferromagnético hecho de
gadolinio, neodimio y boro.
2.
Los materiales paramagnéticos también son atraídos por los
imanes naturales, aun cuando el efecto es muy débil (imantación débil), salvo a
muy bajas temperaturas.Es posible imantarlos si los situamos junto a un imán;
sin embargo, pierden rápidamente esta característica una vez que se ha retirado
el imán. Algunos materiales paramagnéticos son el manganeso, paladio y el
oxígeno en estado líquido.
3.
Los materiales diamagnéticos interactúan magnéticamente con
el imán, pero en vez de ser atraídos son repelidos en mayor o menor grado por
este. En otras palabras, en vez de absorber las líneas de fuerzas magnéticas
(como las ferromagnéticas), estos materiales las repelen.
Algunos materiales
diamagnéticos son el diamante, el bismuto, el cobre, el mercurio y el agua.
Aplicaciones de
los imanes:
Hoy en día los imanes tienen un sinnúmero de aplicaciones
en nuestra vida diaria: aparatos, instrumentos, utensilios, y objetos diversos;
tales como juguetes, cerraduras de puertas, bocinas, motores, aparatos
eléctricos, para orientarse (brújula), etc.
MATERIAL:
·
Varilla
larga de hierro
·
Brújula
·
Martillo
·
1
transportador
PROCEDIMIENTO
Magnetizar una
varilla de hierro a golpes
1.
Probar
la polaridad de la varilla acercándola a la brújula. (si la aguja de la brújula
presenta movimiento, ésta tiene propiedades magnéticas). Pues probablemente
ésta ha sido afectada por un campo magnético débil.
2. Si está presente algo de
magnetismo, destruirlo de la siguiente forma: golpear la varilla con el
martillo varias veces y en todas direcciones.
3. Con la ayuda de la brújula,
determinar en qué dirección se encuentra el sur.
4. Sostener la varilla
verticalmente, e inclinar el extremo superior 20º hacia el sur (puedes ayudarte
de un transportador).
5. Mantener la varilla en ésta
posición y golpear con el martillo el extremo superior de la varilla varias veces,
como si se estuviera clavando un clavo.
6. Probar la polaridad de la
varilla con la brújula.
Desmagnetizar
completamente una varilla a golpes.
7. Toma la varilla de hierro
magnetizada y colócala en un ángulo de 20º, pero ahora en la dirección Este –
Oeste. (Identificar los puntos cardinales con la ayuda de la brújula.)
8. Como en el experimento
anterior, golpea la varilla con el martillo varias veces y luego prueba su
polaridad con la brújula. Repite el experimento si es necesario.
ANALISIS DE
RESULTADOS
En la siguiente tabla anota lo que
sucede con la varilla tras los
procedimientos anteriormente realizados:
|
MATERIAL
|
OBSERVACIONES
|
|
Varilla magnetizada a golpes
|
|
|
Varilla desmagnetizada a golpes
|
|
Conclusiones por el alumno en base a los datos de la
tabla:
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RESULTADOS
ESPERADOS:
Antes de magnetizar la varilla a golpes ésta no debe de
ejercer efecto alguno sobre la brújula, pues no tiene las propiedades de un
imán. Por el contrario, después de golpear la varilla con el martillo en la
dirección mencionada en el procedimiento, ésta debe ejercer sobre la brújula el
mismo efecto que ejercería un imán, pues ha adquirido estas propiedades.
Explicación:
Al golpear la varilla con el martillo, el sacudimiento de
la varilla causa que las moléculas se rearreglen ellas mismas y se coloquen
bajo la influencia magnética de la tierra, formando así un imán.
Si se golpea la misma varilla, pero en otra dirección
(Esto - Oeste), las moléculas se rearreglan de nuevo, perdiendo las propiedades
de un imán.
COMENTARIOS Y
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
Comentar ideas previas de los alumnos acerca de los
imanes, sus características y las utilidades que pueden tener.
Preguntas
sugeridas para el alumno:
o
¿Qué sucedió con las moléculas
de la varilla de hierro al golpearlas con el martillo en dirección sur?
o
¿Qué sucedió al hacer lo
mismo, pero cambiando de dirección (Este - Oeste)?
o
¿De qué otras maneras puedes
comprobar si la varilla de hierro se convirtió en un imán?
o
¿Qué otros materiales se
pueden magnetizar?
o
¿Qué aplicaciones tiene esta
propiedad?
BIBLIOGRAFÍA Y
LINKS DE INTERÉS.
·
Romo,
H. et. al. (2002). Introducción a la
Física y Química. Unidad 5. Nociones básicas de energía.
Tercera Edición. Ediciones Castillo. México. Pág 90.
Documentos
electrónicos:
·
http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htm
·
http://www.latercera.cl/medio/articulo/0,0,38035857__151842990__1,00.html
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