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✐ La magia de los imanes 🧙🏻♀️
¿Te gusta la magia? Poder mover objetos sin tocarlos, hacer que una cosa flote en el aire, conseguir que aparezcan dibujos misteriosos salidos de la nada,… Pues nosotros lo vamos a hacer aquí.
¡Ah! Y te aviso: no es magia, es ciencia. 🤓
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✐ Fuerzas invisibles de la naturaleza💫
Nosotros podemos utilizar nuestra fuerza física para empujar algo, levantarlo, arrastrarlo, moverlo. Pero, a veces, vemos que las cosas se mueven sin que nada o nadie parezca intervenir.
Por ejemplo: ¿qué hace que las cosas caigan al suelo? ¿qué las «empuja» a caer? Seguro que conoces la respuesta, se trata de la ley de la gravedad, que hace que todos los objetos que se encuentran cerca de la Tierra se vean atraídos por esta. También hemos comprobado en muchas ocasiones cómo el bombo de la lavadora da vueltas y se llena de agua por sí mismo. Eso se debe a otra fuerza, la que produce la electricidad.
Y al igual que la gravedad o la electricidad, el magnetismo, que es como llamamos a la atracción que producen los imanes, es también una fuerza invisible de la naturaleza.
Seguro que has visto imanes muchas veces: los de la nevera o en los juguetes magnéticos, por ejemplo. También se utilizan imanes para que la puerta de la nevera quede bien cerrada, además, y aunque no los veamos, se encuentran en el interior de los ordenadores (en el disco duro) y en altavoces. Y existen «superimanes» capaces de levantar grandes objetos metálicos, como los automóviles en un desguace de coches, e incluso hay trenes magnéticos, que funcionan con imanes.
Los primeros imanes se conocieron hace más de dos mil años. Se trataba de piedras un mineral llamado magnetita. La magnetita es un imán natural, pero con el tiempo hemos aprendido a fabricar imanes artificiales con distintos materiales, como el acero, la ferrita o el neodimio, que tiene una potencia extraordinaria. 🧲
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✐ Sobre qué materiales actúa un imán 🔑🔩
Sabemos que los imanes atraen a los metales, pero ¿a todos? 🤔
Puedes hacer la prueba acercando distintos objetos: unas llaves, un clip, una cadena de plata, un pendiente de oro, una lata de refresco.
Como verás, no funciona con todos. Únicamente son atraídos algunos de ellos, y eso es porque existen solo unos pocos metales «magnéticos», o sea, que son traídos por la fuerza de los imanes. Son: el hierro, el cobalto y el níquel.
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👩🔬Experimento 1: Jugando con monedas💰
Vamos a experimentar ahora con objetos. En este caso elegiremos monedas, desde un céntimo hasta dos euros. Trata de atraerlas con un imán, verás lo que sucede. Comprobarás que ay algunas monedas que son atraídas y otras que no.
Las de 1, 2 y 5 céntimos se pegan al imán con facilidad porque están hechas con níquel. El níquel es un metal plateado, aunque nuestros céntimos tienen un color distinto porque están recubiertos de cobre. Pero es como un caramelo: lo importante no está en envoltorio, sino en lo que hay dentro, 😊y con las monedas, igual. Son atraídas por el níquel de su interior.
En cambio, a las de 10, 20 y 50 céntimos no le afecta el magnetismo, no reaccionan ante la proximidad de un imán.
En cuanto a las de 1 y 2 euros, verás que la parte del canto se ve atraída débilmente. En cambio, el centro de las monedas contiene más níquel y se magnetiza mejor.
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✐ El campo de fuerza de un imán🧭
Para explicar el magnetismo debemos conocer que, igual que hay un Polo Norte y un Polo Sur en la Tierra, en los imanes también. Es como si imaginariamente dividiéramos una chocolatina🍫 en dos mitades: pues los polos estarían en los extremos, y es justo ahí, en los polos, donde los imanes tienen más potencia.
Y, ¿por qué lo sabemos? Pues la mejor manera es comprobándolo por nosotros mismo, así que vamos a hacer un experimento para demostrarlo:
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👨🏻🔬Experimento 2: Hacemos visible un campo magnético ⚡️
Necesitaremos un imán rectangular y limaduras de hierro. Ambas cosas se pueden comprar en una ferretería, pero yo he cogido un atajo: 😜 me fui a un taller de carpintería metálica, donde cortan, liman y sueldan hierro, y con un imán recogí del suelo, en un momento, un montón de limaduras. Son como polvillo de hierro que se queda atrapado en la superficie del imán.
Vamos a colocar una cartulina sobre el imán y espolvorearemos por encima limaduras de hierro . Verás como donde hay más concentración es en los extremos del imán, o sea, en los polos. Y a los lados de imán las limaduras aparecen más separadas, dibujando unas líneas en forma de arco que van de un polo a otro.
Es como si el imán estuviera marcando su territorio, o sea, la zona en la que tiene poder, poder magnético.
Esa área de atracción es lo que llamamos el «campo magnético».
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✐ La Tierra es un imán gigantesco🌎
Vamos a imaginarnos la Tierra como un bombón tipo Ferrero Rocher. En la superficie están los trocitos de almendra, pero por dentro hay varias capas y, en el centro, una avellana.
En el caso de la Tierra nos encontramos también con varias capas y en la parte más profunda hay un gran núcleo formado por hierro. Ese hierro tiene propiedades magnéticas, lo que hace que la Tierra se comporte como un imán gigantesco, con un polo norte y un polo sur.
¿Y para qué nos sirve?
Que exista un polo norte y un polo sur magnéticos nos ayuda a orientarnos, y no solo a los animales, sino también a aparatos como lo GPS y, por supuesto, para que funcionen las brújulas, que son en realidad agujas imantadas que apuntan al norte magnético de la Tierra. Pero hay cosas aún más importantes: el campo magnético terrestre protege la vida, porque sin él no tendríamos atmósfera y la radiación cósmica extinguiría la vida en la Tierra.
Además, nos defiende de los vientos solares, que abrasarían la Tierra y no permitirían la supervivencia de los seres vivos. Para comprender mejor esta protección debemos imaginarnos el campo magnético terrestre como una especie de burbuja o de escudo de fuerza (parecido al que utiliza Violeta Parr, la «chica invisible» de Los Increíbles, pero millones de veces más grande).
En este vídeo puedes ver cómo se las arregla la Tierra para desviar los rayos de viento solar fuera de la atmósfera terrestre. ¡Es impresionante! ¡No te lo pierdas!
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✐ ¿Qué sucede si ponemos dos imanes juntos? 😍-😡
Poder de atracción y repulsión de los imanes.
Pues depende 🧐: puede que se peguen el uno al otro o puede que se separen.
Eso es por una característica muy curiosa de los imanes, y es que si acercamos dos imanes, uno por el polo norte y otro por su polo sur, se pegan. Eso quiere decir que hay una fuerza de atracción❤️(como si estuvieran enamorados 😂). En cambio, si los aproximamos por el mismo polo (S-S o N-N) verás que los imanes se separan hasta un punto en el que ya no notan la fuerza el uno del otro. A eso se le llama fuerza de repulsión 💔.
La fuerza de repulsión tiene aplicaciones prácticas muy interesantes. Por ejemplo, en ella se basa el funcionamiento de los trenes magnéticos o «maglev». Son trenes que se desplazan «flotando», sin llegar a tocar el suelo, y son impulsados por un tipo especial de imanes llamados «electroimanes«, como el del vídeo. ¡No te lo pierdas! Llegan a alcanzar velocidades parecidas a las de los aviones.✈️
🤓Pues como decíamos antes, esta misma fuerza de repulsión es la que utilizan los maglev para desplazarse levitando, es decir, sin tocar el suelo. 🚝
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👨🏽🔬 Experimento 3: La fuerza de repulsión de los imanes😱
Necesitaremos imanes en forma de aro. 🍩
Introducimos un aro magnético en un eje (puede servir un bolígrafo, un palo o una barra por la que pueda pasar el imán).
A continuación nos aseguramos de colocar el próximo aro que vayamos a meter de forma que se repela con el primero.
Observarás que el segundo imán flota por encima del primero. Eso se debe a la fuerza de repulsión que se crea cuando aproximamos dos imanes por el mismo polo (S-S o N-N).
Es necesario hacerlo con estos imanes con forma de rosquilla, porque el eje hace que no puedan girarse. Los demás imanes conseguirán darse la vuelta por sí mismos para buscar el polo contrario del otro y pegarse,😤 que es justo lo que no queremos hacer en este experimento.
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✐ ¿Cuándo tiene más fuerza un imán? 💪🏻
Podemos encontrarnos con imanes rectangulares, circulares, con forma de rosquilla, con forma de herradura, otros flexibles como una cartulina. También podemos observar que existen imanes más potentes y otros con menos fuerza. Por ejemplo, los imanes flexibles del frigorífico tienen menor poder de atracción que los de neodimio, que son potentísimos.
Pero hay otras cosas que también influyen.
Si, por ejemplo, queremos atraer un clip con un imán, ¿crees que dará igual que el clip esté cerca o lejos? Imagino que piensas que no, ¿verdad? Que cuanto más próximo se encuentra del imán será atraído con más fuerza.
Estoy completamente de acuerdo, pero solo pensarlo no nos vale, porque somos científicos, así que te va a tocar coger tu imán y colocar el clip a diferentes distancias para comprobar que pierde su fuerza cuando separamos el clip.
¿Te acuerdas del «campo magnético» del que hablábamos en el experimento anterior? Pues, al alejar el clip, llega un momento en el que queda fuera de ese campo magnético, que es el territorio sobre el que tiene poder nuestro imán y por eso deja de funcionar el magnetismo.
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👩🏻🔬Experimento 4: El hierro flotante 📎
El magnetismo actúa del mismo modo cuando un material magnético está sumergido en el agua y también cuando está separado del imán por una barrera como el cristal. Vamos a aprovechar esta propiedad para realizar nuestro siguiente experimento.
Todos sabemos que el hierro no flota en el agua. Eso se debe a que su densidad es mayor que la de ese líquido. (Si quieres conocer más cosas sobre la densidad a través de experimentos, visita el post: Explicar la densidad a niños con experimentos sencillos 😉).
Pues puedes dejar a tus amigos con la boca abierta haciendo flotar clips o pequeñas monedas en un tarro con agua.
Solo tienes que poner los clips en el fondo de un frasco y llenarlo de agua. Puedes deslizar un imán por la superficie del cristal para atraer el hierro del clip y hacerlo ascender hasta la superficie.
Pero si quieres llevar este experimento a la categoría de truco de magia fabrícate una varita mágica con un palo, un lápiz o algo parecido y pégale en un extremo un pequeño imán. De esa manera no se verá tan fácilmente lo que está sucediendo y podrás crear la ilusión de la magia. 🧚🏻♀️
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✐ Cómo funciona un imán por dentro🧲
¿Y el tamaño también afectará? Pues sí, cuanto mayor es el tamaño del imán mayor será también su potencia. Y eso tiene una explicación científica que vamos a conocer a continuación.
En principio, no parece sencillo explicar el magnetismo, porque no lo vemos, así que vamos a tener que utilizar la imanginación.
Si pudiéramos ver las partes más pequeñitas que forman la materia de un imán, tan pequeñas que no se pueden observar ni con un microscopio, nos encontraríamos con unas piezas diminutas que se llaman átomos. En un imán hay millones de ellas.
En realidad, todos los objetos que podemos ver están compuestos por átomos, pero los de los imanes tienen algo diferente. ¿Sabes qué es?
Pues imagínate, por ejemplo, un trozo de cristal por dentro. Está lleno de átomos y cada átomo funciona como un mini-imán con una fuerza muy débil, porque son muy pequeños. Pero cada uno de ellos mira para un lado: unos para arriba, otros para abajo, otros en diagonal. Más o menos como los fideos de una sopa. ¡Vamos, completamente desordenados!
En cambio, los imanes por dentro tienen todos sus átomos ordenaditos formando filas, todos mirando para el mismo lado, como si fueran columnas de soldados en un desfile.
Imagínate ahora que colocamos una fila de «mini-imanes» mirando al norte y detrás otra fila, y otra y otra. Como ya sabes, acabarán pegándose unos a otros formando un imán muy fuerte. Y cuantas más piezas, o sea, átomos, tenga más potente será nuestro imán.
Y esa es la razón por la que los imanes más grandes tienen mayor poder de atracción. 🤓
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✐ Cómo atrae un imán a los materiales magnéticos 💕
Vamos a ver cómo funciona el magnetismo. Cuando colocamos un objeto de hierro, cobalto o níquel cerca de un imán, este hace funcionar su poder magnético y consigue que todos los átomos de esos objetos se orienten en la misma dirección N-S que el propio imán. Es como si los hipnotizara para que todos miraran hacia el mismo lado. De esa manera les transmite sus propiedades magnéticas y quedan imantados, o sea, pegados, al imán.
Eso quiere decir que los objetos imantados se convierten en pequeños imanes que atraen a otros mientras estén bajo bajo el efecto magnético del imán principal.
Si magnetizas con un imán un clip y hay otros cerca, verás cómo se pegan al primer clip como si este fuera otro imán (puedes verlo en la imagen del experimento 4).
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👩🏽🔬Experimento 5: Cómo crear un imán🤯
Y ahora solo nos falta construir un imán. La forma más sencilla es por frotamiento.
Necesitaremos un imán potente (preferiblemente de neodimio, que tienen mayor poder de atracción) y una aguja para coser lana u otro objeto pequeño de hierro (una punta, un destornillador).
Solo tenemos que frotar la aguja contra el imán (como si nos limásemos las uñas💅🏼) durante un minuto. A continuación acerca la aguja a un clip y verás cómo este se queda pegado a ella.
Con este experimiento hemos logrado ordenar los imanes de los átomos de la aguja, de manera que estén todos orientados en la misma dirección N-S. 🧭
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✐ ¿Y si se parte un imán?🥺
¿Tú qué crees que pasará? ¿Perderá su fuerza magnética?🤔
Si pensamos que un imán está formado por millones de microimanes, mirando todos en dirección N-S, podemos deducir que, cuando se rompe, obtendremos dos imanes. La diferencia está en que cada uno de estos imanes tendrán menos potencia que el original.
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✐ Una curiosidad 🕊
¿Has oído hablar de las palomas mensajeras? Son capaces de recorrer cientos de kilómetros para llevar mensajes desde un lugar determinado hasta su palomar. ¿Y sabes por qué?
Pues también tiene que ver con los imanes. Este es uno de los medios que emplean:
Resulta que los científicos descubrieron la presencia de magnetita en el cerebro de estas aves. Gracias a la magnetita las palomas mensajeras detectan el campo magnético de la Tierra. Eso no quiere decir que lo vean, porque es invisible pero, de algún modo, pueden notarlo.
Y son capaces de volar de vuelta siguiendo las líneas del campo magnético que las conducirán de nuevo a casa.🐦
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✐Próximamente: vídeo sobre experimentos para explicar el magnetismo
Estoy preparando un vídeo con cuatro experimentos más. ¡Pero todavía «está en el horno»! Los podrás hacer tú en casa y te van a encantar.🤩
Dentro de unos días estará publicado y, si estás suscrito al blog, te avisaré para que lo veas antes que nadie.😉
Y, para finalizar, os recomiendo una película que me gustó mucho y que trata de imanes o, más bien, de «superimanes«. Se trata de Big Hero 6. Puedes ver el tráiler en este enlace.
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Espero que te haya gustado este post y me haría mucha ilusión que me escribieras un comentario.😊
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Un abrazo y hasta la próxima. 😉
