15ª FERIA DE LAS CIENCIA

Descripción general del proyecto y las actividades

Nº Proyecto. 76

Título del Proyecto. La Ciencia nos atrae

Centro educativo solicitante. CEIP Andrés Martínez de León

Coordinador/a. Verónica Gallego Magariño

Temática a la que se acoge. Temática libre

Justificación del proyecto

“En el fondo, los científicos somos gente con suerte: podemos jugar a lo que queramos

durante toda la vida” (Lee Smolin).

Nuestros alumnos y alumnas necesitan investigar el mundo que les rodea para poder

comprenderlo y para ello elaboran sus propias teorías. Desde la escuela, debemos

plantearles situaciones en las que puedan poner a prueba dichas teorías, ayudarles a

verificarlas, modificarlas, ampliarlas e incluso rechazarlas, haciéndoles sentir que se

cometen errores, no se fracasa. En definitiva, situaciones que les permitan desarrollar

su pensamiento lógico.

Lo que perseguimos es “hacer ciencia” con ellos para que la acción sea exploración y

comprensión de la realidad, insistiendo en la idea de que el lenguaje de la física no es

algo misterioso sino que, por el contrario, puede ser simple y entretenido.

En el presente proyecto, desarrollaremos el estudio y aprendizaje de los imanes, sus

efectos y sus aplicaciones, analizando cuáles son sus propiedades, qué tipo de

materiales atraen y por qué, etc. Estamos convencidos/as de que encontrarán en estas

actividades una fuente inagotable para su imaginación y curiosidad.

La introducción a la temática será desde el área de Ciencias de la Naturaleza, partiendo

del descubrimiento de que nuestro planeta, la Tierra, es un gigantesco imán al que

siempre estamos “pegados”.

De esta forma, favoreceremos el trabajo científico y fomentaremos una

enseñanza más participativa y activa a través de la observación y la experimentación,

ayudando a comprender e interpretar el entorno, sus elementos e interacciones.

Objetivos

1. Acercar a los niños y niñas a las ciencias y el mundo científico de manera

motivadora, lúdica y creativa, fomentando el aprendizaje autónomo.

2. Buscar respuestas o soluciones a problemas de tipo científico a partir de

preguntas planteadas e hipótesis de investigación.

3. Familiarizarse con el trabajo científico (observar, plantear ideas, experimentar,

sacar conclusiones…)

4. Conocer e identificar por medio de la experimentación con imanes.

5. Manipular y observar la actuación de los imanes con distintos tipos de materia.

6. Describir y justificar de forma oral, escrita y gráfica el proceso llevado a cabo y

los resultados obtenidos.

7. Desarrollar el autoaprendizaje y la capacidad e aprender a aprender.

Experimentos magnetismo

El magnetismo es un conocido fenómeno físico que describe las fuerzas de atracción y

repulsión entre diferentes materiales, como el hierro y otros metales. Su

funcionamiento se basa en el conocido proverbio de que “los polos opuestos se

atraen”, mientras que los que presentan la misma carga, lógicamente, se repelen.

Hay materiales que presentan propiedades magnéticas detectables fácilmente, como

el níquel, el hierro o el cobalto, que pueden llegar a convertirse en un imán.

Pero existe un mineral llamado magnetita que es conocido como el único imán natural.

De hecho, de este mineral proviene el término de magnetismo.

En las próximas actividades que se plantean, ayudaremos al alumnado en un primer

acercamiento al concepto de magnetismo y sus propiedades, para acabar llevando a

cabo diferentes experimentos que demostrarán sus teorías previas.

1. El campo magnético terrestre

Interrogante que plantea

¿Cuál es el imán más grande que conoces?

Cuando hablamos de magnetismo no debemos olvidar que nuestro planeta se

comporta como un gran imán. Esta observación fue realizada ya en 1600, cuando el

físico y filósofo británico William Gilbert señaló esta similitud.

La Tierra se comporta como un gigantesco imán, por lo tanto, la Tierra es magnética.

Esto se debe a que su núcleo tiene una parte sólida y otra líquida, que comprende

aleaciones de hierro. Además, posee una atmósfera que la rodea en la que se generan

corrientes magnéticas.

De esta manera, nuestro planeta puede ser considerado como un gran imán ya que

tiene un campo magnético muy fuerte donde el polo sur magnético atrae el polo norte

geográfico y el polo norte magnético atrae el polo sur geográfico, habiendo una

interacción entre ellos.

Material necesario

Una bola de corcho blanco, un cutter, un imán, limaduras de hierro, una botella y una

hoja de papel.

Procedimiento

Cortamos la bola de corcho blanco por la mitad con un cutter. En el centro de la bola

hacemos un pequeño agujero para colocar el imán. Volvemos a unir las dos mitades de

la bola de corcho y la colocamos sobre la mesa de forma que los polos del imán

queden en posición vertical pero ligeramente inclinados respecto a la perpendicular de

la superficie.

Por último, espolvoreamos limaduras de hierro sobre la bola de corcho. Las limaduras

de hierro formarán líneas sobre la superficie de la bola semejando el campo magnético

terrestre.

Interacción con el visitante

Al ser una actividad de iniciación, se le preguntará al visitante conceptos básicos sobre

qué es un imán y qué partes tiene, así como qué efectos produce sobre ciertos

materiales. El visitante podrá observar las líneas de fuerza e incluso, si tiene la

madurez necesaria, podría espolvorear él mismo la superficie de la bola.

Duración

10 minutos

Vídeo demostrativo

https://www.youtube.com/watch?v=Ov7EWKk6MT8#action=share

Explicación

El campo magnético del imán alojado en el interior de la bola de corcho se hace visible

sobre la superficie de la esfera gracias a las limaduras de hierro. Dichas limaduras, se

orientan siguiendo las líneas de fuerza del campo magnético que salen del polo norte

del imán y entran por el polo sur. La tierra genera un campo magnético que se llama

“campo magnético terrestre”. Dicho campo cambia con el tiempo. El polo norte

magnético, que no coincide con el polo norte geográfico, no es un punto fijo y se

desplaza unos 40km al año.

¡

2. Construye tu propia brújula

Interrogante que plantea

¿Serías capaz de construir una brújula y un imán?

Las brújulas sirven para orientarnos y utilizan como medio de funcionamiento el

magnetismo terrestre. Las brújulas nos indican los cuatro puntos cardinales, pero

siempre utilizando como referencia de orientación el Norte geográfico terrestre.

Material necesario

Una aguja, un imán, un recipiente con agua, un corcho, celo

Procedimiento

Cogemos la aguja y la frotamos al menos 50 veces en una sola dirección con uno de los

polos del imán.

Por otro lado, llenamos el recipiente con agua y dejamos flotar el corcho en ella. Frotar desde el

agujero hasta la punta hace que los átomos de hierro de la aguja se alineen, convirtiéndola

temporalmente en un imán.

Con mucho cuidado, centramos la aguja en el corcho y la fijamos con un trozo de celo. Ya tenemos

terminada nuestra brújula casera.

El agua provee una superficie casi sin fricción que le permite al corcho girar hasta que el polo norte de

la aguja (el agujero) apunte hacia el polo norte magnético. Si se frota la aguja con el imán en la otra

dirección, será la punta la que señale el norte.

Interacción con el visitante

Debemos permitir que el visitante trate de averiguar cómo podemos construir una brújula casera con

los materiales propuestos. Si no es capaz, le guiaremos en su construcción. Para probar su eficacia,

podemos acercar el imán a la aguja y veremos cómo gira al verse atraída por él.

Duración. 10 minutos. Vídeo demostrativo https://www.youtube.com/watch?v=nZeZBeWlYrU

Explicación científica

Al frotar la aguja con uno de los polos del imán, ésta se magnetiza y comienza a repeler

los polos con distinto signo al suyo y atraer a los del mismo. Es por esto que, mientras

no haya ninguna interferencia, la aguja siempre apuntará al Norte de la Tierra.

Su norte magnético nos ha permitido crear brújulas con las que orientarnos en el espacio desde hace

miles de años.

3. El campo magnético

Interrogante que plantea

¿Crees que podemos hacer visible el campo magnético producido por un imán?

El campo magnético es la zona de influencia de un imán y dentro de ella es capaz de

atraer objetos de hierro u otro material ferromagnético.

La fuerza que hace que los imanes se atraigan o se repelan entre ellos es la fuerza

magnética. Esa fuerza genera un campo magnético. Con este experimento vamos a

poder observar esas líneas generadas por los imanes.

Material necesario

Limaduras de hierro, imanes, un papel y un salero.

Descripción de la actividad

Para este experimento cubriremos un imán con una hoja de papel y espolvoreamos

lentamente las limaduras de hierro sobre el papel con la ayuda de un salero.

Observa como las limaduras se van orientando y dibujando las líneas de campo con

diferentes formas según la orientación de los imanes.

Interacción con el visitante

El visitante podrá observar cómo las limaduras de hierro no caen de forma aleatoria,

sino que lo hacen de acuerdo con la forma del campo magnético generado por el imán

que está debajo. En este experimento no se permitirá que el visitante interactúe con

las limaduras de hierro por ser delicadas de utilizar.

Duración 5 minutos. Vídeo demostrativo https://www.youtube.com/watch?v=1PuL-Zh8PPk Explicación científica Los imanes producen un campo magnético consistente en una serie de líneas de fuerza

que entran por el polo sur de un imán, recorren su interior y salen por el polo norte del

mismo. De esta forma, espolvoreando limaduras de hierro sobre el imán podemos

hacer visibles las líneas del campo magnético del imán ya que se magnetizan y se

alinean con su campo magnético produciendo curiosas formas.

4. Puente magnético.

Interrogante que plantea

¿Crees que serías capaz de unir los polos magnéticos de dos imanes? A través del uso de limaduras de

hierro seremos capaces de observar cómo se unen los campos magnéticos de dos imanes

Material necesario

Un bote, aceite corporal, dos imanes de neodimio y limaduras de hierro.

Descripción de la actividad

Rellenaremos el taro con aceite corporal y colocaremos los imanes uno a cada lado del bote. A

continuación, iremos dejando caer lentamente las virutas de hierro en el interior del bote.

Interacción con el visitante

El visitante podrá observar como las limaduras, en lugar de caer al fondo, se quedarán atraídas por la

fuerza de los imanes formando las líneas del campo magnético hasta formar una unión o puente entre

ambos campos magnéticos.

Duración

10 minutos

Vídeo demostrativo

https://www.youtube.com/watch?v=kcdUOU29_1M

Explicación científica

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.

Variante

En el primer dibujo, la botella está llena de aceite corporal y limaduras. Al enfrentar polos opuestos y

agitar la botella, las limaduras forman un puente uniendo los campos magnéticos.

En el segundo dibujo, enfrentamos polos iguales. Al agitar la botella, las limaduras se unen a los imanes

repeliéndose mutuamente.

5. Creamos imanes

Interrogante que se plantea

¿Serías capaz de hacer que un objeto se convierta en un imán?

Sabemos que un imán puede atraer objetos ferromagnéticos, o atraer o repeler los

polos de otro imán. Con este experimento veremos cómo podemos magnetizar otros

objetos que no sean imanes permanentes.

Materiales

Un imán, un destornillador y varios clips.

Procedimiento

Pasa tu destornillador sobre los clips ¿Qué ocurre? Nada: el destornillador no atrae los

clips porque no es un imán.

Ahora pasa un lado de tu imán unas 10 veces a lo largo de la parte metálica del

destornillador, siempre en el mismo sentido. Frótalo bien hasta el extremo del

destornillador.

Prueba una vez más a acercar el destornillador a los clips ¿Qué ocurre ahora?

Duración

5 minutos

Vídeo explicativo

https://www.youtube.com/watch?v=zm2p6R-6a94

Explicación científica

La imantación es una propiedad que puede transmitirse. En el imán los electrones se mueven en la

misma dirección y al frotarlo con el destornillador hace que los electrones del mismo actúen de la

misma manera, atrayendo así a otros objetos magnéticos durante un tiempo determinado.

Variante:

Con el mismo procedimiento, convertimos en imán una moneda de 5 céntimos.

Utilizando una tabla con un alambre arqueado (no imantado) y colocando nuestra mano por debajo

con el imán en su interior, podremos hacer que la moneda se sostenga sola de pie e incluso ruede por

la tabla y el alambre, que quedará pegada a éste al inducirle el magnetismo.

En esta ocasión, se ha utilizado una moneda a la que se ha inducido al magnetismo con un imán de

neodimio. Al utilizar luego la moneda con otros objetos transmite el magnetismo y la moneda funciona

como un imán.

El material paramagnético de la moneda se imana temporalmente en

presencia de un campo magnético (nuestro imán de neodimio), por lo que puede adherirse a

materiales susceptibles magnéticamente.

http://www.antena3.com/programas/el-hormiguero/secciones/ciencia-marron/magnetismo-

imposible-luciernagas-quimicas_20130417571c95b66584a8abb581b387.html

I

6. El clip suspendido Interrogante que se plantea Soy un gran mago, mira como el clip se queda flotando en el aire en el centro de la botella. ¿Quieres aprender mi truco? Materiales Cuerda, un imán, un clip, cinta adhesiva y un frasco de vidrio de tapa metálica.

Procedimiento Corta la cuerda del mismo tamaño que el alto del frasco. Ata el clip a un extremo de la cuerda. Con cinta adhesiva, pega el otro extremo de la cuerda a la parte inferior dentro del frasco. Pega el imán al interior de la tapa. Coloca la tapa en el frasco y voltéalo que para que el clip cuelgue de la cadena. Cuidadosamente, voltea el frasco a su lado correcto para que el clip continúe siendo atraído por el imán. Duración 10 minutos. Explicación científica Parece que el clip se ha suspendido en el aire. Esto se debe a que la cuerda evita que el clip se adhiera

al imán.

7. Imanes que levitan

Interrogante que plantea

¿Puedes conseguir que un imán levite sólo con la ayuda de una pajita?

La levitación es un fenómeno que siempre ha cautivado la imaginación del ser

humano. Hoy en día, se conocen unos cuantos mecanismos físicos que permiten

“sostener” un objeto flotando sin contacto mecánico alguno con el suelo.

Material necesario Imanes, una pajita para refresco y una bolita de plastilina.

Procedimiento Se sujeta una pajita con una bola de plastilina de forma que quede vertical.

Ensartamos un imán través de la pajita. Poco a poco se van añadiendo más imanes

procurando que se enfrenten siempre los polos opuestos. Observa cómo los imanes

levitan unos sobre otros, flotando solos en el aire.

Duración

5 minutos

Explicación científica

Este hecho se produce debido a la repulsión existente entre los polos iguales de dos

imanes.

Variante: Levitrón

Materiale

Dos imanes, cartón, tapa de bolígrafo, arandelas de cobre (para equilibrar la peonza).

Procedimiento

Con la tapa del bolígrafo, el imán más pequeño y las arandelas, construimos una peonza.

Sobre el imán de mayor tamaño colocamos un cartón sobre el que haremos girar nuestra

peonza. Poco a poco, la peonza irá levitando y podremos retirar el cartón, manteniéndola

girando en el aire.

Duración

10 minutos

Vídeo explicativo

https://www.youtube.com/watch?v=JOZeCTF_Ilk

https://www.youtube.com/watch?v=LJzyyWX72Vc

Variante: monedas que levitan

El magnetismo resulta casi mágico. Y la mejor forma de representarlo es con el siguiente

juego, en el que no solo se consiguen apilar monedas por su canto (y hacer que rueden sobre

su propio eje), sino que el apilamiento se puede sostener en el fino borde de una copa.

Materiales

Monedas, dos imanes, dos botellas, una regla y una copa

Procedimiento

Coloca las dos botellas enfrentadas y sitúa la regla sobre ellas, encima de las boquillas. A

continuación, pega los dos imanes sobre la regla y sitúa las monedas sobre ellos, de modo que

éstas se imantarán y quedarán suspendidas una sobre otra.

Una vez que se haya logrado, suelta las monedas del imán y colócalas encima del borde de

una copa

Duración

10 minutos

Video explicativo.

https://www.youtube.com/watch?v=-LPeQ8Onbio#action=share

8. Carreras de barcos

Interrogante que plantea

¿Podemos hacer una carrera sin tocar los barcos?

Material necesario

Corchos

Clips

Agujas de coser

Una bandeja de plástico grande con agua

Imanes

Palitos de madera

Papel.

Cinta adhesiva

Procedimiento

A dos tapones de corcho se les coloca una aguja que hará las veces de mástil y una velita hecha

de papel. Al otro extremo se le introduce un clip. 0

Cada jugador tendrá en su mano un palito con un imán en el extremo para poder pilotar el

barco. Los barquitos se pondrán en una bandeja con agua (3cm aproximadamente). Para

colocar la bandeja tendrás que ponerla entre libros dejando espacio suficiente para que puedan

entrar y desplazarse los palos de los jugadores.

Cada jugador irá moviendo su barquito a través de la fuerza magnética producida por el imán.

Duración

5 minutos

Explicación científica

Después del juego, le explicaremos cómo la fuerza magnética del imán es capaz de traspasar

diferentes materiales sólidos como el corcho y, en este caso, también es capaz de mantenerse

activa en un medio como el agua. Eso consigue que nuestros barquitos se desplacen y parezca

que se muevan solos.

9. Iluminando con imanes

Interrogante que plantea

¿Serías capaz de encender esta bombilla sin electricidad?

Material necesario

1 imán

Cable de cobre

Una bombilla led

Cinta aislante

Jeringuilla

Procedimiento

El primer paso es enrollar el cable de cobre alrededor de la jeringuilla. Tenemos que ir

contando las vueltas hasta que completemos alrededor de sesenta. Si hacemos un número

diferente, es posible que no funcione correctamente. Una vez lo tengamos, cortamos el

sobrante con unas tijeras y le colocamos un poquito de cinta para que no se desenrolle.

Después, podemos unir los extremos a la bombilla simplemente enrollándolos en ella.

Una vez esté todo listo, solo queda introducir dentro de la jeringa el imán de neodimio y

colocar la parte interna de la jeringa a modo de "tapón". Ya tenemos nuestro propio

generador de energía eléctrica en la mano. Para que comience a funcionar, sujetamos con

una mano la bombilla y, con la otra, agitamos fuertemente el generador

hacia arriba y hacia abajo, de forma que se mueva el imán a mucha velocidad.

El generador casero que hemos fabricado produce la energía suficiente como para

iluminarlo.

Duración

5 mintuos

Vídeo explicativo

http://www.experimentoscaseros.info/2016/02/como-generar-tu-propia-electricidad-con-un-

iman.html

Explicación científica

Tras la demostración, explicaremos cómo lo que hemos conseguido ha sido convertir energía

del movimiento en energía eléctrica.

Esto ocurre cuando pasamos un campo magnético, como es el imán, a través de un

embobinado. Los electrones comienzan a moverse a mucha velocidad y esto provoca que se

cree la energía suficiente para encender una bombilla.

10. Construcción de un electroimán casero

Interrogante que plantea

¿Cómo conseguir que un tornillo se convierta en un imán?

un electroimán es un imán artificial que consta de un núcleo de hierro dulce (hierro dulce se puede

definir como el hierro en su estado más puro) y está rodeado por una bobina (un cable enrollado) por

la que pasa una corriente eléctrica. En la actualidad, los electroimanes se utilizan en multitud de

situaciones, ya que tienen una ventaja muy importante sobre los imanes naturales, y es que se pueden

activar y desactivar cunado se desee y Así, se pueden fabricar frenos electromagnéticos (utilizado en

algunos tranvías), embragues electromagnéticos de automóviles, motores eléctricos y un sinfín de

artilugios.

Material necesario

Tornillos de hierro, cables de cobre, pilas AA o de petaca, clips.

Procedimiento

Se toma un hilo de cobre de unos 30cm y se enrolla a lo largo de un

tornillo. Los extremos se conectan a una pila, por ejemplo, de petaca. El paso de la corriente por

el cable de cobre enrollado permite que el tornillo se comporte como un imán, atrayendo piezas

metálicas ligeras, como clips.

El visitante podrá observar y manipular el electroimán, comprobando cómo sólo si está

conectado a la corriente eléctrica se produce una atracción sobre el metal. Incluso podrá

construir uno propio si lo desea.

Duración

4 minutos

Explicación científica

El funcionamiento del electroimán es muy simple. Al enrollar el cable y hacer pasar la corriente, no

estamos haciendo sino simular lo que la naturaleza hace con la magnetita, aunque de manera

temporal ya que, al dejar de circular la corriente, las moléculas vuelven a su estado original y la

capacidad de atracción desaparece.