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Manual de Electrostática y Magnetismo 2011

Electrostática y Magnetismo

Copyright Colegio Nuestra Señora del RosarioPrimera Edición: 2011

Responsable de Edicion:

Daysi Montalvo Guevara

Corrección de Estilos:

Joselyn Montes Vásquez

Diseño:

Guadalupe Namuche Choquehuanca

Diseño de portada:

Pierina Núñez Vera

Ilustraciones:

Alexia Ordoñez Morante

Gerente de Producto:

Shirley Sadiht Córdova García

Jefe de producto:

Angela Niño Capcha

Editor Titular del Proyecto EditorialDesRosesDeMarie S.A.C.Puerto Pizarro 145 - LambayequePrimera Edicion: 2011


AGRADECIMIENTO:

Agradecemos , a nuestra maestra de área Sadith Córdova , por haberse preocupado por nosotras ,ayudarnos en la elaboración de este manual y por sus constantes estímulos y motivaciones en las

clases brindadas.


Presentación

En esta merecida ocasión, las colaboradoras del presente módulo queremos hacerlesllegar a sus manos el tema denominado “Electrostática y Magnetismo” , para quetengan un conocimiento y más que todo infundirles el interés y motivación por seguiraprendiendo cada vez más sobre este trabajo a realizar.

Nuestro folleto esta íntegramente relacionado a todo lo que abarca la Electrostática yel Magnetismo respectivamente, pues aprenderemos de manera rápida e interactivalos saberes previos y así de esta manera poder desarrollar diversas experiencias delaboratorio y cotidianas partiendo de lo enseñado, sobre todo con materiales caseros yfáciles de manipular.

Por ello hemos dividido los experimentos en dos guías las cuales por independienteposeen Aprendizajes Esperados ,preguntas de focalización , la hipótesis ,que cada unala podrá formular , preguntas de contrastación y aplicación. Impartiremos también losresultados de estas experiencias y las oportunas conclusiones.

Pero cómo no todo es teórico; aquí viene lo práctico, lo más entretenido: visualizarásvideos y animaciones de los links que brindaremos a continuación por medio depantallazos!!! Y claro cómo no podía faltar están los divertidos juegos, y por supuestoalguno que otro dato curioso que te sorprenderá.

Sin más preámbulo a continuación el manual de Electrostática y Magnetismo”.

Las autoras


Introducción

Desde la antigüedad ya los griegos habían observado quecuando frotaban enérgicamente un trozo de ámbar, podíaatraer objetos pequeños.

Posiblemente el primero en realizar una observacióncientífica de ese fenómeno fue el sabio y matemático griegoTales de Mileto, allá por el año 600 A.C., cuando se percatóque al frotar el ámbar se adherían a éste partículas del pastoseco, aunque no supo explicar la razón por la cual ocurríaese fenómeno.No fue hasta 1660 que el médico y físico inglés William Gilbert, estudiando el efecto quese producía al frotar el ámbar con un paño, descubrió que el fenómeno de atracción sedebía a la interacción que se ejercía entre dos cargas eléctricas estáticas o carente demovimiento de diferentes signos, es decir, una positiva (+) y la otra negativa (–). A esefenómeno físico Gilbert lo llamó “electricidad”, por analogía con elektron , nombreque en griego significa ámbar.

En realidad lo que ocurre es que al frotar con un paño el ámbar, este último se electrizadebido a que una parte de los electrones de los átomos que forman sus moléculaspasan a integrarse a los átomos del paño con el cual se frota. De esa forma los átomosdel ámbar se convierten en iones positivos (o cationes), con defecto de electrones y losdel paño en iones negativos (o aniones), con exceso de electrones.

ELECTROSTÁTICA


Hace mas de dos mil años en la ciudad de Magnesia en Turquía se descubrió una rocanegra la cuál atraía al hierro, al cuál lo nombraron magnetita o piedra imán .Y a lafuerza de atracción se le conoce como magnetismo, y al objeto que ejerce una fuerzamagnética se le llama imán.

A las regiones donde se concentra la fuerza del imán se llaman polos magnéticos.

Más adelante se descubrió la brújula al colgar en un troza de hilo y delgado de la rocanegra de magnesia siempre daba vueltas y se desvía apuntando al polo norte unextremo y el otro al polo sur.

William Gilbert (1540-1603) estableció la ley de la fuerza magnética que dice “ polosmagnéticos iguales se repelen y polos magnéticos se atraen” .

No existen polos aislados, no importa cuantas veces se rompa un imán por la mitadcada pieza resultante será un imán con un polo norte y un polo sur.

Al leer estos pequeños párrafos nos damos cuenta que tanto Electrostática comoMagnetismo se relacionan entre sí, ya que encontramos la electrización y atracción delos cuerpos, así como la presencia de electrones y protones.

Pues es así como nosotras queremos llegarles a impartir estos saberes, empezando poraprender sobre Cargas Eléctricas en movimiento, con el fin de poder diferenciar lasdiferentes formas de electrizar un cuerpo y demostrar las fuerzas de atracción yrepulsión que existen en las partículas cargadas eléctricamente.

Así como también aprender sobre el Campo Magnético, comprobar la fuerza quepuede ejercer este y demostrar como actúa la fuerza magnética al utilizar diversosimanes.

Estos dos temas son muy importantes para todos nosotros, porque nos ayudan arelacionarlos con la vida diaria como son las tormentas eléctricas con rayos , lasmaquinas fotocopiadoras e impresoras láser , los aparatos electrónicos los cuálestienen presencia de magnetismo en su composición , la muy conocida brújula que másadelante la mencionaremos, y muchas otras cosas que nos servirán de mucho no sólohoy sino también en el futuro.

MAGNETISMO


La electrostática es la rama de la física que estudia losefectos mutuos que se producen entre los cuerpos comoconsecuencia de su carga eléctrica. La carga eléctrica esla propiedad de la materia responsable de los fenómenoselectrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma deatracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

La electricidad estática es un fenómeno que se debe a unaacumulación de cargas eléctricas en un objeto. Estaacumulación puede dar lugar a una descarga eléctricacuando dicho objeto se pone en contacto con otro.

Antes del año 1832, que fue cuando Michael Faradaypublicó los resultados de sus experimentos sobre laidentidad de la electricidad, los físicos pensaban que laelectricidad estática era algo diferente de la electricidadobtenida por otros métodos. Michael Faraday demostróque la electricidad inducida desde un imán, la electricidad producida por una batería,y la electricidad estática son todas iguales.

La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, enalgunas pinturas de automóvil, en algunos aceleradores de partículas subatómicas, etc.Los pequeños componentes de los circuitos eléctrónicos pueden dañarse fácilmentecon la electricidad estática. Sus fabricantes usan una serie de dispositivos antiestáticos yembalajes especiales para evitar estos daños. Hoy la mayoría de los componentessemiconductores de efecto de campo, que son los más delicados, incluyen circuitosinternos de protección antiestática.

Benjamín Franklinhaciendo un

experimento con unrayo, que no es otra

cosa que un fenómenoelectrostático


CONDUCTORES Y AISLANTES


La ley de Coulomb

La ecuación fundamental de la electrostática es la ley de Coulomb, que describe lafuerza entre dos cargas puntuales Q1 y Q2. Dentro de un medio homogéneo como es el

aire, la relación se expresa como:

Conceptos matemáticosfundamentales


Donde F es la fuerza, es una constante característica del medio,llamada la « permitividad ». En el caso del vacío, se denota como

0. La permitividad del aire es solo un 0,5‰ superior a la del vacío,por lo que a menudo se usan indistintamente.

Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las cargas de signo opuestose atraen entre sí. La fuerza es proporcional al producto de las cargas eléctricas einversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre las cargas.

La acción a distancia se efectúa por medio del campo eléctrico.

El campo eléctrico

El campo eléctrico (en unidades de voltios por metro) se define como la fuerza (ennewtons) por unidad de carga (en coulomb). De esta definición y de la ley deCoulomb, se desprende que la magnitud de un campo eléctrico E creado por unacarga puntual Q es:

La existencia del fenómeno electrostático es bien conocido desde la antigüedad,existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forman parte de la enseñanza moderna,como el hecho de que ciertos materiales se cargan de electricidad por simplefrotamiento.

Electrización

Se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmenteelectrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.

Carga eléctrica

Es una de las propiedades básicas de la materia. Realmente, la carga eléctrica de uncuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos(moléculas, átomos y partículas elementales). Por ello se dice que la carga eléctricaestá cuantizada. Existen dos tipos de carga eléctrica, que se han denominado cargaspositivas y negativas. Las cargas eléctricas de la misma clase o signo se repelenmutuamente y las de signo distinto se atraen.

Fenómenos electroestáticos


Principio de conservación y cuantización de la carga

Las cargas eléctricas solo se pueden producir por parejas. La cantidad total de lascargas eléctricas positivas producidas en igual a la de las negativas, es decir, lacantidad total de carga eléctrica en cualquier proceso permanece constante.Además, cualquier carga localizada en un cuerpo siempre es múltiplo entero de launidad natural de carga, la del electrón.

Ejemplos de fenómenos electroestáticos:

1. Poniendo muy próximos dos péndulos eléctricos tocados con vidrio frotado, seobserva una repulsión mutua; si los dos se han tocado con resina frotada, larepulsión se origina análogamente; si uno de los dos péndulos se ha puesto encontacto con resina frotada y el otro con vidrio, se produce una mutuaatracción.

2. Cuando frotamos una barra de vidrio con un paño. Lo que hemos hecho esarrancar cargas negativas de la barra que han quedado atrapadas en el paño,por lo que la barra inicialmente neutra ha quedado con defecto de cargasnegativas (cargada positivamente) y el paño con un exceso de cargasnegativas, en el sistema total vidrio-paño, la carga eléctrica no se ha modificado,únicamente se ha redistribuido.

3. Cuando caminas por alfombra y tocas el pivote de la puerta metálico. Sientesuna descarga eléctrica.

4. Cuando te peinas con un peine puedes recoger pedacitos de papel con elpeine.


Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene lapropiedad de atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales.Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo.Los imanes:

Un imán es un material capaz de producir un campomagnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer alcobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan suspropiedades de forma permanente pueden ser naturales,como la magnetita (Fe3O4) o artificiales, obtenidos a partir dealeaciones de diferentes metales. Podemos decir que un imánpermanente es aquel que conserva el magnetismo despuésde haber sido imantado. Un imán temporal no conserva sumagnetismo tras haber sido imantado.

En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos sedenominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos dela Tierra, que es un gigantesco imán natural.

La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llamacampo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unaslíneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y ensentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B.

Desde hace tiempo es conocido que una corriente eléctrica genera un campomagnético a su alrededor. En el interior de la materia existen pequeñas corrientescerradas debidas al movimiento de los electrones que contienen los átomos, cada unade ellas origina un microscópico imán o dipolo. Cuando estos pequeños imanes estánorientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el material nopresenta propiedades magnéticas; en cambio si todos los imanes se alinean actúancomo un único imán y en ese caso decimos que la sustancia se ha magnetizado.


En la figura derecha se observa en primer lugar un material sinimantar y debajo un material imantado.

El magnetismo es producido por imanes naturales o artificiales. Además de sucapacidad de atraer metales, tienen la propiedad de polaridad. Los imanes tienen dospolos magnéticos diferentes llamados Norte o Sur. Si enfrentamos los polos Sur de dosimanes estos se repelen, y si enfrentamos el polo sur de uno, con el polo norte de otro seatraen. Otra particularidad es que si los imanes se parten por la mitad, cada una de laspartes tendrá los dos polos.

Cuando se pasa una piedra imán por un pedazo de hierro, éste adquiere a su vez lacapacidad de atraer otros pedazos de hierro.

La atracción o repulsión entre dos polos magnéticos disminuye a medida que aumentael cuadrado de la distancia entre ellos.

Se denomina campo magnético a la región del espacio en la que se manifiesta laacción de un imán.Un campo magnético se representa mediante líneas de campo.Un imán atrae pequeños trozos de limadura de hierro, níquel ycobalto, o sustancias compuestas a partir de estos metales(ferromagnéticos).

La imantación se transmite a distancia y por contacto directo. Laregión del espacio que rodea a un imán y en la que se manifiesta lasfuerzas magnéticas se llama campo magnético.

Las líneas del campo magnético revelan la forma del campo. Laslíneas de campo magnético emergen de un polo, rodean el imán y penetran por el otropolo.Fuera del imán, el campo esta dirigido del polo norte al polo sur. La intensidad delcampo es mayor donde están mas juntas las líneas (la intensidad es máxima en lospolos).

Imantar un material es ordenar sus imanesatómicos.

Campo magnético


El magnetismo esta muy relacionado con la electricidad. Una carga eléctrica estarodeada de un campo eléctrico, y si se esta moviendo, también de un campomagnético. Esto se debe a las “distorsiones” que sufre el campo eléctrico al moverse lapartícula.

El campo eléctrico es una consecuencia relativista del campo magnético. Elmovimiento de la carga produce un campo magnético.

En un imán de barra común, que al parecer esta inmóvil, esta compuesto de átomoscuyos electrones se encuentran en movimiento (girando sobre su orbita. Esta carga enmovimiento constituye una minúscula corriente que produce un campo magnético.Todos los electrones en rotación son imanes diminutos.

La brújula:

La brújula señala al norte magnético de la tierra, que no coincide con el nortegeográfico, ya que conoce había explicado antes los polos opuestos se atraen y lossimilares se repelen, en el norte geográfico de la tierra se encuentra el polo surmagnéticamente hablando por lo que su opuesto (el norte en este caso) apunta locontrario en una brújula

La tierra es un imán. Campomagnético terrestre.

Una Carga En Movimiento Produce Un Campo Magnético


TEMA 01:

Aprendizaje Esperado:

§ Demostrar la fuerza de atracción y repulsión entre partículas cargadaseléctricamente.

§ Diferenciar las formas de electrización en los cuerpos.

Focalización:

§ ¿Qué entiendes por electrostática?§ ¿Sabes que es una carga eléctrica?§ ¿Qué deduces por fuerza de atracción?§ ¿Qué deduces por fuerza de repulsión?§ ¿Tienes conocimiento de lo qué es un electrón y un protón?§ ¿Sabes como electrizar un cuerpo? Explícalo

Hipótesis:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Exploración:

• Materiales:Papel aluminioVara de plásticoTela de lana y tijera.• Procedimiento:Dibuja un avión sobre el papel aluminio. Frota enérgicamente la vara de plásticocon la lana .Acerca la vara al avión.

Avión electrostático


• Materiales:PeinePapel de chinaTijerasRegla• Procedimiento:Corta una tira de papel de seda y cortalo en tiras largas y delgadas dejando unode los extremos sin cortar. Pasa el peine por tu cabello y los dientes del peine sin quetoquen los extremos de las tiras de papel.

• Materiales:Papel aluminioFrasco de vidrio (1l)Clip grandePinzas de puntaPlastilinaTijerasGlobo de 25 cm.Lápiz• Procedimiento:Cortar dos tiras de papel aluminio 1cm x 5cm .Hacer un agujero en la parte alta decada tira .Cuelga las tiras de papel en los ganchos del clip estando este en la tapadel envase .Infla el globo y frótalo en tu cabello .Mantén el globo cerca de la vueltade clip en la tapa del frasco.

• Materiales:PlastilinaTachuelaPapel de chinaTijerasVaso transparente de plástico.GloboRegla.• Procedimiento:Moldea la plastilina de tamaño de una moneda. Coloca la tachuela en la plastilina

Serpentinas

Apártate

No Tocar


Corta un cuadrado de 2.5 de papel de china. Dobla el papel a lamitad y ponlo en equilibrio en la punta de la tachuela.Infla el globo, frótalo en tu cabello y mantenlo cargado cerca del

vaso, y observa.

• Materiales:Diez pequeñas piezas de papel aluminio

Peine• Procedimiento:Pasa el peine por tu cabezaMantén los dientes del peine sobre las piezas del papel

• Materiales:2 globos redondos de unos 25cm.Cinta adhesivaCuerda de 2 metrosMarcador y cabello limpio• Procedimiento:Infla los globos y los atas sus extremos.Corta la cuerda por la mitad y ata a cadaglobo.Pega los extremos libres de las cuerdas a la parte mas alta del marco de lapierta 20cm.Frota un globo sobre tu cabello 10 veces y sujetalo, después el otro,juntalos y observa.

• Materiales: globo de látex, bolita de tecknoport, franela.• Procedimiento: procedemos a frotar el globo con la franela repetidamente variasveces, a continuación acercaremos el globo a la bolita y esta se moverá deacuerdo muevas al globo.

• Materiales: Arena, franela, globo• Procedimiento: Frotamos la franela con el globo inflado y vemos como el globohace saltar los granos de arena,

• Materiales: lata , globo , franela

Tintineo

Encuentro

Chispa electrostática

Arena electrostática

Lata rodante


• Procedimiento: Primero procedemos a frotar el globo con lafranela varias veces sin parar, seguidamente colocamos lalata sobre la mesa en forma horizontal y acercamos el globo a

la lata ,esta se moverá conforme muevas el globo cuidadosamente.

• Materiales: papel de aluminio , tubo de cartón estrecho , globo , hilo , franela• Procedimiento : poner el papel de aluminio sobre el soporte , a continuaciónfrotar el globo con la franela y acercar al aluminio , se observará que los aluminiosen un instante se acercarán y luego y repelerán

• Materiales: grifo de agua, peine , varilla• Procedimiento: Frotar el peine con un paño , varias veces y luego de esto abrir el

caño de agua muy poquito y acercar el peine al instante verás que el chorro deagua se inclinará.

• Materiales:Cinta de celofán.• Procedimiento:Dos tramos de cinta en la mesa dejando que cuelguen la mitad de ellasSujetamos las cintas y las quitamos rapidamente, las juntamos, sin que lleguen atocarse.

• Materiales:Clip grandePieza de lanaHoja de plástico (mica)TijerasPlastilina• Procedimiento:Corta una tira de plástico de 2.5cm x 20cm.Utiliza la plastilina para que el clip quede parado en la mesaEnvuelve con la lana la tira de plástico y sacala rapidamente como 4 veces.Coloca inmediatamente la hoja de plástico, junto a la parte alta del clip.

Electroscopio gigante

Chorro de agua

¿Pegajosos?

Chasquido

Movimiento de electrones


• Materiales: 2 libros delgados, vidrio, pedazo de tela de nylon,papel de china, tijeras.

• Procedimiento : lo que hacemos es colocar sobre la mesados libros separados unos 10cm,colocar en ese espacio muñequitas de papel dechina y sobre ello el vidrio , luego frotarás el vidrio con nylon varias veces y veras loque pasará con las muñequitas estas se moverán

Contrastación:

§ ¿Qué es la electricidad estática?§ ¿Por qué los cuerpos electrizados, en un primer momento se atraen y luego se

repelen? Explica§ ¿A qué se debe el fenómeno del ruido tomando como referencia el

experimento nº 14?§ ¿Cómo nos damos cuenta de la presencia de cargas estáticas en un cuerpo?§ Menciona brevemente las formas electrización.§ Explica por qué los electrones se mueven.§ Explica la causa ocurrida de acuerdo a lo visto en el experimento nº05.§ ¿Por qué en un primer momento los globos se atraen y luego se repelen , en el

experimento nº06?§ Averigua y explica la ley de coulomb mediante el experimento nº03.§ ¿Qué es un campo eléctrico?§ De acuerdo a los experimentos vistos, ¿cómo puedes electrizar un cuerpo?

Aplicación:

§ ¿Para que crees que te sirva en tu vida diaria el uso de la electrostática?§ Investiga la vida y aporte de algún físico relacionado a la electrostática§ Escribe las características de las líneas de fuerza de un campo eléctrico.§ Dibuja las líneas de fuerza en un campo eléctrico.§ Sabes que generadores electrostáticos son los más comunes en la actualidad.§ Realiza un cuadro comparativo de materiales aislantes y conductores, y da

ejemplos.§ Averigua acerca de los materiales semiconductores.§ Averigua sobre los fenómenos electrostáticos§ Menciona tres ejemplos de fenómenos electrostáticos.§ Coloca V si es verdadero o F si el enunciado es falso (explica por qué).

ü El campo eléctrico creado por una placa infinita cargada uniformementeno depende de la distancia a la misma.

ü Las líneas de campo eléctrico son siempre paralelas a las superficiesequipotenciales.

ü Bajo la única acción de la fuerza electrostática las cargas eléctricasnegativas se mueven hacia donde aumenta su energía potencialelectrostática.


ü El trabajo de la fuerza electrostática para llevar unacarga de un punto a otro depende de la variaciónde potencial eléctrico entre esos dos puntos.

ü Cuando en una región del espacio el campo eléctrico es nulo, también loes el potencial eléctrico.

ü En el interior de un conductor en equilibrio el campo eléctrico siempre esnulo.

ü Las líneas de campo eléctrico salen de las cargas negativas y llegan a laspositivas.

ü Todas las cargas eléctricas tienden a moverse hacia donde disminuye elpotencial eléctrico.

§ Explica la Ley de Gauss.

Bibliografías básicas:

§ http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/electrostatica/html/contenido.html

§ http://fq-experimentos.blogspot.com/2010/04/117-pendulo-electrostatico-casero.html

§ http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica#Fen.C3.B3menos_electroest.C3.A1ticos

§ http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/electro_quiz1/electro_quiz1.html

§ http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electroestatica/tp01_campo_electrico.php§ http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_electrostatica/ke_electrostatica_1

.htm

http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/electrostatica/html/contenido.ht

http://fq-experimentos.blogspot.com/2010/04/117-pendulo-electrostatico-

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica#Fen.C3.B3menos_electroest.C3.

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/electro_

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electroestatica/tp01_campo_electrico.php

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_electrostatica/ke_electrostatica_1


TEMA: 02


§ Comprobar la fuerza de un campo magnético.§ Demostrar la distribución de los campos de fuerza magnética alrededor de

imanes de distintas formas.

Focalización:

§ ¿Qué entiendes por magnetismo?§ ¿Qué entiendes por imán?§ Menciona objetos que sean atraídos fácilmente por un imán.§ ¿Por qué crees que el imán tiene la propiedad de atraer ciertos objetos?§ ¿Sabes qué es y para qué sirve una brújula? Y ¿Qué relación tiene con el

magnetismo?

Hipótesis:

§ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Exploración:

• Materiales: Recipiente de vidrio (2l), aguja para coser, hilo para coser, cintaadhesiva, imán.

Aguja magnetizada en el agua


• Procedimiento: Llenar el recipiente ¾, cortar 2 hilos de30cm, pegar los hilos al lado de la vasija separados 25cm,estiro los hilos a traves de la aguja, bajo lentamente los hilos

y la aguja flota en la superficie, retiro los hilos, y muevo cerca el imán sin tocar alagua.

• Materiales:Aguja con un hilo de unos 30 cm, imán de herradura.• Procedimiento:Magnetiza la aguja sobre uno de los polos del imán luego levanta

el hilo cuidadosamente y así sucesivamente.

• Materiales: Imán y Clavos• Procedimiento: Mediante un extremo del imán uno los clavos en forma de

cadena y por inducción se crea un campo magnético en cada clavo.

§ Materiales: recipiente de aluminio, hilo, imán.§ Procedimiento: Primero tienes que colocar en un recipiente con agua, el tazón

de aluminio, luego colocarás el imán muy cerca al tazón pero no chocándolo,verás que este se mueve en dirección que muevas el imán.

• Materiales:Imanes anularesUna pajtaa de refrescosBolita de plastilina

• Procedimiento:Sujeta la bola de plastilina con la pajita, en forma vertical e insertalos imanes por polos opuestos.

§ Materiales: imán de herradura, limadura de hierro, cartulina blanca.§ Procedimiento: Coloca encima de la cartulina muchas limaduras de hierro y

sobre ella el imán, moverás el imán y asombrosamente las limaduras se moveránconforme tu muevas el imán.

Aguja magnetizada en el aire

Inducción magnética y polaridad

El aluminio y los imanes

Imanes que levitan

Campo magnético


§ Materiales: aguja magnetizada pequeña, disco de corcho, plato grande(aluminio), agua , imán de barra.

§ Procedimiento: Primero coloca el recipiente con agua y sobre ella dos pedacitosde hilo pegados con cinta, luego coloca la aguja entre los hilitos coges el imán yverás lo que pasará.

• Materiales:Alfiler rectoHilo para coser (30cm)Papel de chinaImán de barra.Tijeras

• Procedimiento:Corta una pequeña ala de 2.5 cm Largo por 1cm, de ancho ½ pulgada de papelde china.Mete el alfiler por el centro del ala para formar un aeroplano.Amarra el hilo a la cabeza del alfiler.Coloca el imán en la orilla de la mesa para que sobresalga uno de sus extremos.Coloca el aeroplano en el extremo del imán.Tira lentamente del hilo hasta que el aeroplano quede suspendido en el aire.

• Materiales:Clips, imanes de barra de distintos tamaños, cinta adhesiva.

• Procedimiento:Pega un imán con uno de los extremos de la orilla de la mesa.Desdobla uno de los clips y ponlo debajo de la parte del imán que sobresale.Agrega clips uno a uno en el clip abierto hasta que se suelte el imán y caigantodos.

• Materiales: Varios imanes, limaduras de hierro, hoja de papel, vaso de cartón.

Campo magnético con un imán flotante

Avión suspendido en el aire

Fuerza magnética

Campo de fuerza


• Procedimiento: Coloca las limaduras en el vaso de cartón,coloca los imanes en la mesa, cubre los imanes con hojade papel y rocía una capa delgada de limaduras y

observa.

• Materiales:Limaduras de hierroBrújulaImánPopotePlastilina

• Procedimiento:Llena el popote con las limaduras de hierro hasta ¾ de su capacidad.Usa la plastilina para sellar ambos extremos del popote.Coloca el popote sobre el imán durante un minuto.Con cuidado y sin sacudir el popote, levántalo por un extremo y ponlo cerca dela brújula.Observa y repítelo varias veces.

• Materiales: Brújula, hilo, clip, regla, amán, libro.• Procedimientos:

Corta un tramo de hilo de 30 cm.Sujeta un extremo del hilo con el centro del clip con cinta adhesiva.Pega el hilo el extremo libre en la regla.Coloca el libro junto al borde de la mesa y mete la regla debajo del libro.Junta el clip con el imán, separa el clip del imán y deja que se mueva libremente

• Materiales:Papel aluminio ,espátula de acero ,imán de barra ,4 clips pequeños• Procedimiento:

Coloca los clips sobre la mesa y tápalos con hoja papel aluminioColoca el imán sobre la hoja de papel que tapa a los clipsLevanta el imán y observaColoca los clips de forma que queden situados bajo la espátulaColoca el imán sobre la espátulaLevanta la espátula con el imán y observa.

Sacudida Magnética

Oscilador

Guardián

Atracción de limaduras en aceite


§ Materiales: limadura de hierro, imanes de distintas formas,aceite, recipiente transparente pequeño.

§ Procedimiento: Colocar el recipiente con aceite, luego colocarás las limadurasde hierro a continuación cogerás el imán y lo acercarás al recipiente .Vez lo quesucede, las limaduras se mueven en dirección del imán.

Contrastación:

§ ¿Qué es magnetismo?§ ¿Qué es un imán?§ ¿Qué materiales conocidos presentan propiedades magnéticas fácilmente

detectables?§ ¿Cuántas y cuáles son las clases más conocidas de imanes? Profundiza y dibuja.§ ¿Qué es un campo magnético?§ ¿Cómo se representa un campo magnético? Dibuja.§ Establece semejanzas y diferencias de acuerdo a lo visto en los experimentos

nº01 y 02.§ Explica con tus propias palabras el fenómeno que ocurrió en el experimento

nº07.§ En el experimento nº09 ¿De qué depende en número de clips que el imán pueda

soportar? Explica.§ ¿Qué son los materiales ferro magnéticos? (nómbralos).§ ¿Por qué a todos los electrones en rotación se les denomina como imanes

diminutos?§ ¿Qué es un imán permanente y qué es un imán temporal?§ ¿Cuándo decimos que una sustancia se ha magnetizado?§ ¿Qué es el flujo magnético?

Aplicación:

§ Averigua acerca de las propiedades de un imán.§ ¿Por qué se dice que la tierra se comporta como un gigantesco imán?§ Investiga sobre la brújula y qué relación guarda con el tema aprendido§ Elabora un cuadro de los materiales magnéticos.§ Averigua los aportes de un físico en el magnetismo.§ ¿Por qué la brújula señala el norte magnético?§ ¿Qué relación tiene el magnetismo con la electricidad?§ ¿Qué es el magnómetro?§ ¿Cuáles son las fuentes por las que se origina un campo magnético?§ ¿Cómo se manifiesta el magnetismo planetario? Realiza un dibujo.§ ¿Qué es la magnetosfera?§ ¿A qué se denomina Ecuador magnético?§ ¿Cuáles son las unidades relacionadas con el magnetismo?


Bibliografía básica:

§ Libro del CENTRO PRE de la UNPRG – 3ra Edición 2010-1Física , Geometría y Trigonometría.

§ Guía de experimentos científicos§ http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htm

TEMA 01: APRENDIENDO SOBRE CARGAS ELÉCTRICAS ENMOVIMIENTO


§ Demostrar la fuerza de atracción y repulsión entre partículas cargadaseléctricamente.

§ Diferenciar las formas de electrización en los cuerpos.

Focalización:

§ ¿Qué entiendes por electrostática?

Rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerposcomo consecuencia de su carga eléctrica.

§ ¿Sabes que es una carga eléctrica?

Es una de las propiedades básicas de la materia. Realmente, la carga eléctrica de uncuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos(moléculas, átomos y partículas elementales).

§ ¿Qué deduces por fuerza de atracción?

Fuerza de atracción cuando dos cuerpos de signos diferentes (positivo y negativo) seatraen.

§ ¿Qué deduces por fuerza de repulsión?

La fuerza de repulsión se da cuando cuerpo del mismo signo (negativo-negativo ypositivo-positivo) se repelen, es decir se separan.

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htm


§ ¿Tienes conocimiento de lo qué es un electrón y un protón?

Los electrones tienen una carga eléctrica negativa y un protóntiene carga positiva.

§ ¿Sabes como electrizar un cuerpo? Explícalo

Mediante el frotamiento, o por contacto.

Hipótesis:

La modificación de cargas eléctricas negativas genera repulsión o atracción en loscuerpos.

Contrastación:

§ ¿Qué es la electricidad estática?

La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargaseléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctricacuando dicho objeto se pone en contacto con otro.

§ ¿Por qué los cuerpos electrizados, en un primer momento se atraen y luego serepelen? Explica

Porque el cuerpo al ser frotado adquiere carga negativa y al acercarlo al otro cuerpose atraen por ese cuerpo tiene carga positiva y hay una atracción entre ambos cuerpo;luego se repelen porque los cuerpos vuelven en su estado de equilibrio.

§ ¿A qué se debe el fenómeno del ruido tomando como referencia el experimentonº 14?

A que al frotar el papel este se cargará y al cercarlo al objeto, esa transferencia deelectrones se va a manifestar como un ruido o chasquido.

§ ¿Cómo nos damos cuenta de la presencia de cargas estáticas en un cuerpo?

Cuando dicho cuerpo podrá atraerse o repelerse frente a otro actuando comoconductor o aislante.

§ Menciona brevemente las formas electrización.• Electrización por contacto• Electrización por frotamiento• Por inducción

§ Explica por qué los electrones se mueven.


Porque en el lugar donde acaban su movimiento poseen menosenergía que en lugar de donde empezaron.

§ Explica la causa ocurrida de acuerdo a lo visto en el experimento nº05.

Mediante experimento se da que el peine al ser frotado varias veces queda electrizadoy hace que los papelitos se atraigan con él, porque tienen cargas opuestas.

§ ¿Por qué en un primer momento los globos se atraen y luego se repelen , en elexperimento nº06?

Porque cuando uno de los globos se frota esta adquiriendo carga negativa y el otroglobo tiene una carga neutra y hay una atracción entre cargas opuestas y luego serepelen porque los globos vuelven a su estado en equilibrio.

§ Averigua y explica la ley de coulomb mediante el experimento nº03.

Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que la fuerza de atracción orepulsión entre dos cargas puntuales (cuerpos cargados cuyasdimensiones son despreciables comparadas con la distancia r que lassepara) es inversamente proporcional al cuadrado dela distancia quelas separa.El valor de la constante de proporcionalidad depende de las unidades en las que seexprese F, q, y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·109

Nm2/C2.

§ ¿Qué es un campo eléctrico?

El campo eléctrico (en unidades de voltios por metro) se define como la fuerza (ennewtons) por unidad de carga (en coulomb).

§ De acuerdo a los experimentos vistos, ¿cómo puedes electrizar un cuerpo?

Por conducción, frotamiento e inducción.

§ ¿Por qué las tiras de papel en un momento se atraen al peine?(experimento nº02)

Porque el peine queda eléctricamente cargado al ser frotado adquiriendo carganegativa.

§ ¿Qué semejanzas puedes encontrar en todas las experiencias observadas?

En que todos los elementos usados para atraer a los cuerpos se encontraban en unprimera instancia en reposo y luego se cargaron de electrones.

§ Da una explicación mas detallada de la Hipótesis con tus propias palabras.


Que al momento de electrizar negativamente un cuerpo estepodrá hacer que otros cuerpos se le atraigan se acerquen o serepelen es decir que se separen.

Aplicación:

§ ¿Para que crees que te sirva en tu vida diaria el uso de la electrostática?

Las fotocopiadoras es un claro ejemplo de esto, las impresoras láser también, losautomóviles al chocar y rozar con la pista.

§ Investiga la vida y aporte de algún físico relacionado a la electrostática

Charles François de Cisternay du Fay (París, 1698 – 1739) Fue un físico francés,superintendente del Jardin du Roy. De familia prominente con influencia en ambientesmilitares y eclesiásticos, su padre le consiguió el nombramiento de químico adjunto en laAcademie des Sciences.Aún sin tener una formación científica Du Fay pronto destacó en sus experimentos sobrela electricidad al enterarse de los trabajos de Stephen Gray, dedicó su vida al estudiode los fenómenos eléctricos. Publicó sus trabajos en 1733 siendo el primero en identificarla existencia de dos tipos de cargas eléctricas (las denominadas hoy en día positiva ynegativa), que él denominó carga vítrea y carga resinosa, debido a que ambas semanifestaban: de una forma al frotar, con un paño de seda, el vidrio (carga positiva) yde forma distinta al frotar, con una piel, algunas substancias resinosas como el ámbar ola goma, (carga negativa).Las observaciones de Du Fay en electricidad fueron escritas en diciembre de 1733 yluego impresas en el Volumen 38 de la "Philosophical Transaction of the Royal Society"en 1734.

§ Escribe las características de las líneas de fuerza de un campo eléctrico.

Las líneas de fuerza eléctricas indican la dirección y sentido en que se movería unacarga de prueba positiva si se situara en un campo eléctrico.

Creado por dos cargas positivas. Una carga de prueba positiva seria repelida porambos.

Las líneas de fuerza de un campo eléctrico creado por dos cargas de signo opuesto.Una carga de prueba positiva seria atraído por la carga negativa y repelida por lapositiva.


§ Dibuja las líneas de fuerza en un campo eléctrico.

§ Sabes que generadores electrostáticos son los más comunes en la actualidad.

El generador de Van de Graaff

Van de Graaff inventó el generador que lleva su nombre en 1931, con el propósito deproducir una diferencia de potencial muy alta (del orden de 20 millones de volts)para acelerar partículas cargadas que se hacían chocar contra blancos fijos. Losresultados de las colisiones nos informan de las características de los núcleos delmaterial que constituye el blanco.

El generador de Van de Graaff es un generador de corrienteconstante, mientas que la batería es un generador de voltajeconstante, lo que cambia es la intensidad dependiendo que losaparatos que se conectan.

El generador de Van de Graaff es muy simple, consta de unmotor, dos poleas, una correa o cinta, dos peines o terminaleshechos de finos hilos de cobre y una esfera hueca donde seacumula la carga transportada por la cinta.

§ Realiza un cuadro comparativo de materiales aislantes y conductores, y daejemplos.

Materiales aislantes Materiales conductoresLa carga que recibe no se distribuye,queda confinada en la región endonde fue producida.Ejemplos:§ Madera§ Plástico§ Pelo§ Aire

Material que presenta gran cantidadde electrones libresLa carga se distribuye en toda lasuperficie exterior.Ejemplos:§ Metales(cobre , níquel , hierro ,

cobalto)


§ Vidrio§ Papel§ Cuero,etc

§ Averigua acerca de los materiales semiconductores.

Son elementos que conducen pero conducen mal, pero estos elementos son la base delos transistores. EJEMPLOS: el silicio, el germanio, el carbono.

§ Averigua sobre los fenómenos electrostáticos

ElectrizaciónSe denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmenteelectrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.Por contacto: Se puede cargar un cuerpo neutro con solo tocarlo con otro previamentecargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si se tocaun cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero debe quedar con cargapositiva.

Carga eléctricaEs una de las propiedades básicas de la materia. Realmente, la carga eléctrica de uncuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos(moléculas, átomos y partículas elementales). Por ello se dice que la carga eléctricaestá cuantizada. Existen dos tipos de carga eléctrica, que se han denominado cargaspositivas y negativas. Las cargas eléctricas de la misma clase o signo se repelenmutuamente y las de signo distinto se atraen.

Principio de conservación y cubanización de la cargaLas cargas eléctricas solo se pueden producir por parejas. La cantidad total de lascargas eléctricas positivas producidas en igual a la de las negativas, es decir, lacantidad total de carga eléctrica en cualquier proceso permanece constante.Además, cualquier carga localizada en un cuerpo siempre es múltiplo entero de launidad natural de carga, la del electrón

§ Menciona tres ejemplos de fenómenos electrostáticos.

1. Una barra de ámbar (de caucho o de plástico) se frota con un paño delana, se electriza.

2. Cuando caminas por alfombra y tocas el pivote de la puerta metálico.Sientes una descarga eléctrica.


3. Cuando te peinas con un peine puedes recogerpedacitos de papel con el peine.

§ Coloca V si es verdadero o F si el enunciado es falso .ü El campo eléctrico creado por una placa infinita cargada uniformemente

no depende de la distancia a la misma. ( V )ü Las líneas de campo eléctrico son siempre paralelas a las superficies

equipotenciales. (F)ü Bajo la única acción de la fuerza electrostática las cargas eléctricas

negativas se mueven hacia donde aumenta su energía potencialelectrostática. (F)

ü El trabajo de la fuerza electrostática para llevar una carga de un punto aotro depende de la variación de potencial eléctrico entre esos dospuntos. (V)

ü Cuando en una región del espacio el campo eléctrico es nulo, también loes el potencial eléctrico. (F)

ü En el interior de un conductor en equilibrio el campo eléctrico siempre esnulo. (V)

ü Las líneas de campo eléctrico salen de las cargas negativas y llegan a laspositivas. (F)

ü Todas las cargas eléctricas tienden a moverse hacia donde disminuye elpotencial eléctrico. (F)

§ Explica la Ley de Gauss.

El flujo del campo eléctrico a través de cualquier superficie cerrada es igual a la cargaq contenida dentro de la superficie, dividida por la constante 0.

La superficie cerrada empleada para calcular el flujo del campo eléctrico se denominasuperficie gaussiana.

La ley de Gauss es una de las ecuaciones de Maxwell, y está relacionada con elteorema de la divergencia, conocido también como teorema de Gauss. Fue formuladopor Carl Friedrich Gauss en 1835.Para aplicar la ley de Gauss es necesario conocer previamente la dirección y el sentidode las líneas de campo generadas por la distribución de carga. La elección de lasuperficie gaussiana dependerá de cómo sean estas líneas.

Conclusiones:

1. La electrostática se encarga del estudio de las cargas eléctricas, las fuerzas quese ejercen entre ellas y su comportamiento en los materiales.

2. La carga permite que exista el comportamiento de atracción y repulsión.


3. En este trabajo se pudo concluir que: "las cargas eléctricasiguales se repelen; las cargas opuestas se atraen".

4. Todos los cuerpos se cargan eléctricamente porfrotamiento

5. La carga depende de la pérdida o ganancia de electrones de los átomos quecompongan al objeto

6. Los cuerpos constituidos del mismo material se cargan eléctricamente concargas del mismo signo y al acercarse se repulsan

7. Las cargas de un material si permanecen en el mismo sitio se conocen comoelectrostáticas

8. Las cargas eléctricas se pueden desplazar sobre un material y se conocen comoelectrodinámicas, al material se le llama conductor

9. Los seres vivos conducen la electricidad.

Bibliografía:

§ http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/electrostatica/html/contenido.html

§ http://fq-experimentos.blogspot.com/2010/04/117-pendulo-electrostatico-casero.html

§ http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica#Fen.C3.B3menos_electroest.C3.A1ticos

§ http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/electro_quiz1/electro_quiz1.html

§ http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electroestatica/tp01_campo_electrico.php§ http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_electrostatica/ke_electrostatica_1

.htm

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http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica#Fen.C3.B3menos_electroest.C3.

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/electro_

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/electroestatica/tp01_campo_electrico.php

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_electrostatica/ke_electrostatica_1


Tema02:

APRENDIENDO SOBRE EL CAMPO MAGNÉTICO


§ Comprobar la fuerza de un campo magnético.§ Demostrar la distribución de los campos de fuerza magnética alrededor de

imanes de distintas formas.

Focalización:

§ ¿Qué entiendes por magnetismo?

Es la atracción de cuerpos los cuales poseen dos polos opuestos

§ ¿Qué entiendes por imán?

Cuerpo el cual posee un campo magnético.

§ Menciona objetos que sean atraídos fácilmente por un imán.

Los metales como el Hierro el cobalto, níquel.

§ ¿Por qué crees que el imán tiene la propiedad de atraer ciertos objetos?

Porque son metales paramagnéticos (es la tendencia de los momentos magnéticoslibres)a alinearse paralelamente a un campo magnético.

§ ¿Sabes qué es y para qué sirve una brújula? Y ¿Qué relación tiene con elmagnetismo?


La brújula opera en base a principios magneticos, primero unosprincipios básicos sobre esta fuerza .El funcionamiento de labrújula se basa en la propiedad que tiene una aguja imantada de

orientarse en la dirección norte-sur magnética de la tierra.

Hipótesis:

Se podrá comprobar que al utilizar los imanes de distintas formas, afectará al campomagnético haciendo que lo objetos atraídos tomen esa misma forma.

Contrastación:

§ ¿Qué es magnetismo?

Es un fenómeno por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión aotros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedadesmagnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro y sus aleaciones quecomúnmente se llaman (imanes). Sin embargo todos los materiales son influenciados, demayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

§ ¿Qué es un imán?

Es un material que tiene la capacidad de producir un campo magnético en su exterior,el que es capaz de atraer al hierro, así como también al níquel y al cobalto.

§ ¿Qué materiales conocidos presentan propiedades magnéticas fácilmentedetectables?

Níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones

§ ¿Cuántas y cuáles son las clases más conocidas de imanes? Profundiza y dibuja.1. Imanes cerámicos


2. Imanes de alnico

3. Imanes de tierras raras

§ ¿Qué es un campo magnético?

El campo magnético es la esfera de influencia de un imán. La forma del campomagnético fue estudiada por Michael Faraday, quien espolvoreó limaduras de hierrosobre un vidrio colocado encima de un imán. Esas limaduras se disponen en hileras queirradian desde cada uno de los polos del imán. Esas hileras se denominan líneas defuerza e indican la dirección de las fuerzas combinadas de los dos polos.

§ ¿Cómo se representa un campo magnético? Dibuja.

Se representa mediante líneas de campo.

§ Establece semejanzas y diferencias de acuerdo a lo visto en los experimentosnº01 y 02.

La aguja por el mismo material del que está hecho, es dirigida por el imán ya que esatraído, y no considera el ambiente ya sea agua o aire.


§ Explica con tus propias palabras el fenómeno que ocurrióen el experimento nº07.

Algo muy simple la aguja se magnetizó al colocar cerca el imán ,cosa que la aguja semovía en dirección al imán.

§ En el experimento nº09 ¿De qué depende en número de clips que el imán puedasoportar? Explica.

Depende de la fuerza de atracción que tenga el imán

§ ¿Qué son los materiales ferro magnéticos? (nómbralos).

Un material ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo. Lainteracción ferromagnética es la interacción magnética que hace que los momentosmagnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección y sentido. Ha de extenderse portodo un sólido para alcanzar el ferromagnetismo.

§ ¿Por qué a todos los electrones en rotación se les denomina como imanesdiminutos?

En un imán de barra común, que al parecer esta inmóvil, está compuesto de átomoscuyos electrones se encuentran en movimiento girando una órbita. Esta carga enmovimiento constituye una minúscula corriente que produce un campo magnético.Todos los electrones en rotación son imanes diminutos.

§ ¿Qué es un imán permanente y qué es un imán temporal?

1. Imán permanente: es aquel que conserva el magnetismo después de haber sidoimantado2. Imán temporal: no conserva su magnetismo tras haber sido imantado

• ¿Cuándo decimos que una sustancia se ha magnetizado?

En el interior de la materia existen pequeñas corrientes cerradas al movimiento de loselectrones que contienen los átomos; cada una de ellas origina un microscopio imán.Cuando estos pequeños imanes están orientados en todas las direcciones sus efectos seanulan mutuamente y el material no presenta propiedades magnéticas; y en cambio, sitodos los imanes se alinean, actúan como un imán y en ese caso decimos que lasustancia se ha magnetizado.

§ ¿Qué es el flujo magnético?

Es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campomagnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre laslíneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie.


Aplicación:

§ Averigua acerca de las propiedades de un imán.

1. Los imanes atraen algunas sustancias llamadas sustancias magnéticas como elacero y el hierro en cambio no atraen a otras como la arena el cobre y la madera2. Los imanes tiene dos polos llamados norte y sur los polos del mismo nombre serepelen y de distinto se atraen.3. Si se aproxima una varilla de hierro a un imán se induce y adquiere propiedadesmagnéticas.4. Con el calor se pierden las propiedades magnéticas.5. La fuerza ejercida por un polo magnético sobre otro varía de forma inversamenteproporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

§ ¿Por qué se dice que la tierra se comporta como un gigantesco imán?

Porque posee un campo magnético natural. Este se debe a que en el centro delplaneta existen metales líquidos (por la temperatura tan alta que hay ahí), y cuandoestos se mueven producen un campo magnético que es detectable de manerasencilla. Un ejemplo sencillo son las auroras boreales; estos son fenómenos muy bonitosen donde al entrar partículas cargadas del espacio a la tierra, producen colores muyllamativos en la atmósfera.

§ Investiga sobre la brújula y qué relación guarda con el tema aprendido

La brújula o compás magnético es un instrumento que sirve de orientación y que tienesu fundamento en la propiedad de las agujas magnetizadas. Por medio de una agujaimantada señala el Norte magnético, que es ligeramente diferente para cada zona delplaneta, y distinto del Norte geográfico. Utiliza como medio de funcionamiento elmagnetismo terrestre. La aguja imantada indica la dirección del campo magnéticoterrestre, apuntando hacia los polos norte y sur. Únicamente en inútil en las zonaspolares norte y sur, debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campomagnético terrestre.

§ Elabora un cuadro de los materiales magnéticos.

HierroHematitaMagnetitaGases ionizados

§ Averigua los aportes de un físico en el magnetismo.


James Clerk Maxwell (Edimburgo, Escocia, 13 de junio de 1831 –Cambridge, Inglaterra, 5 de noviembre de 1879). Físico escocés

conocido principalmente por haber desarrollado la teoría electromagnética clásica,sintetizando todas las anteriores observaciones, experimentos y leyes sobre electricidad,magnetismo y aun sobre óptica, en una teoría consistente.1 Las ecuaciones de Maxwelldemostraron que la electricidad, el magnetismo y hasta la luz, son manifestaciones delmismo fenómeno: el campo electromagnético. Desde ese momento, todas las otrasleyes y ecuaciones clásicas de estas disciplinas se convirtieron en casos simplificados delas ecuaciones de Maxwell. Su trabajo sobre electromagnetismo ha sido llamado la"segunda gran unificación en física",2 después de la primera llevada a cabo porNewton. Además se le conoce por la estadística de Maxwell-Boltzmann en la teoríacinética de gases.

§ ¿Por qué la brújula señala el norte magnético?La Tierra constituye una especie de imán gigante. Sus polos magnéticos, que seaproximan a los geográficos, influyen sobre la brújula, ya que la misma consiste,básicamente, en una aguja imantada, apoyada en su centro gravitacional

§ ¿Qué relación tiene el magnetismo con la electricidad?

La corriente eléctrica es un flujo de electrones que circula por un conductor, como uncable. El magnetismo, en cambio, no es una corriente eléctrica por un conductor, sinouna energía radiante que forma un campo o influencia alrededor de un imán o de unconductor eléctrico.Puede existir magnetismo sin corriente eléctrica cincelando por un conductor (en elcaso de una imán); pero no puede existir corriente eléctrica sin magnetismo, ya queaquella siempre induce un campo magnético a su alrededor.Y también, un campo magnético que pase a través de un cable o alambre, inducirá ogenerará una corriente eléctrica sobre dicho conductor.

§ ¿Qué es el magnómetro?

Se llama magnetómetro a los dispositivos que sirven para cuantificar en fuerza odirección de la señal magnética de una muestra. Los hay muy sencillos, como labalanza de Gouy o la balanza de Evans, que miden el cambio en peso aparente quese produce en una muestra al aplicar un campo magnético (por el momentomagnético que se induce), y también muy sofisticado, como los dotados de SQUID, queson los más sensibles actualmente.

§ ¿Cuáles son las fuentes por las que se origina un campo magnético?

Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corrienteeléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro ladouna corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo,incluso aunque aquella sea estacionaria.

• ¿Cómo se manifiesta el magnetismo planetario? Realiza un dibujo.


El magnetismo es un fenómeno extendido a todos los átomos condesequilibrio magnético. La agrupación de dichos átomos

produce los fenómenos magnéticos perceptibles, y los cuerpos estelares, los planetasentre ellos, son propicios a tener las condiciones para que se desarrolle un campomagnético de una cierta intensidad. En el interior de los planetas, la acumulación demateriales ferromagnéticos (como hierro) y su movimiento diferencial relativo respecto aotras capas del cuerpo inducen un campo magnético de intensidad dependiente delas condiciones de formación del planeta.

§ ¿Qué es la magnetosfera?

Es una región alrededor de un planeta en la que el campo magnético de éste desvía lamayor parte del viento solar formando un escudo protector contra las partículascargadas de alta energía procedentes del Sol.

§ ¿A qué se denomina Ecuador magnético?

Se denomina ecuador magnético a una línea curva que discurre en las proximidadesdel ecuador geográfico, uniendo los punto 0 de inclinación magnética , el punto dondemás se aleja el ecuador magnético del ecuador terrestre geodésico es en el 15°S enSudamérica (quizás en relación con la Anomalía del Atlántico Sur).

El ecuador magnético es el grado cero o punto de partida para definir una latitudmagnética.

§ ¿Cuáles son las unidades relacionadas con el magnetismo?

Unidades del SI relacionadas con el magnetismo

Tesla [T] = unidad de campo magnético.Weber [Wb] = unidad de flujo magnético.Amper [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos magnéticos.

Otras unidades


• gauss, abreviado como G, es la unidad CGS de inducciónmagnética (B).

• Oersted, es la unidad CGS de campo magnético.• Maxwell, es la unidad CGS de flujo magnético.

Conclusiones:

1.- La atracción de los cuerpos es un fenómeno de cargas2.- En algunas atracciones las cargas son estáticas3.- En el magnetismo la atracción es por cargas en movimiento4.- El magnetismo se puede inducir e impedir5.- Los fenómenos magnéticos tienen una gran aplicación en la vida cotidiana

Bibliografía básica:

§ Libro del CENTRO PRE de la UNPRG – 3ra Edición 2010-1 Física , Geometría yTrigonometría.

§ Guía de experimentos científicos§ http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htm

Determinar la fuerza que actúa sobre las cargaseléctricas q1 = + 1 x 10-6 C. y q2 = + 2,5 x 10-6 C. que seencuentran en reposo y en el vacío a una distanciade 5 cm.

Resolución: Para calcular la fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas puntualesen reposo recurriremos a la ley de Coulomb por lo tanto previo transformar todas lasmagnitudes en juego a unidades del sistema internacional de medidas nos queda que:

Como la respuesta obtenida es de signo positivo nos está indicando que la fuerza es de

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema9/index9.htm


repulsión.

Respuesta: La fuerza de repulsión tiene un módulo de 9 N. pero debemos indicarademás en un esquema gráfico las demás características del vector tal como se indicaen el gráfico.

Determinar la fuerza que actúa sobre las cargaseléctricas q1 = -1,25 x 10-9 C. y q2 = +2 x 10-5 C. que seencuentran en reposo y en el vacío a una distanciade 10 cm.

Resolución: Para calcular la fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas puntualesen reposo recurriremos a la ley de Coulomb por lo tanto previo transformar todas lasmagnitudes en juego a unidades del sistema internacional de medidas nos queda que:

Como la respuesta obtenida es de signo negativo nos está indicando que la fuerza esde atracción.Respuesta: La fuerza de atracción tiene un módulo de 2,25 x 10-2 N. pero debemosindicar además en un esquema gráfico las demás características del vector lo que seríaasí:


Objetivo:

Verificar que la fuerza electrostática puede ser de repulsión o de atraccióndependiendo de sí las dos cargas tienen el mismo signo o signos contrarios.

Material:Lana de borrego, regla de meta , palitos de madera, globos , papeldesechable, confeti , goteros de vidrio , sal de mesa , corcho, bolígrafo en

plástico sin la refacción con tinta , hilo de cáñamo , cacahuates naturalescon cáscara , franela nueva , cinta adhesiva transparente y ancha,pañuelo de seda, 2 acetatos, unicel y recipiente de vidrio .

Metodología1. Acetato pegajosos· Colocar 2 acetatos en la mesa y frotarlos varias veces con la lana deborrego· Tomar los acetatos por una orilla, uno en cada mano· Acercar los lados frotados sin que se toquen· Voltear los acetatos y acercar los lados no frotados· Hacer exactamente lo mismo sólo que ahora con la cinta adhesiva

2. Confetis saltarines· Esparcir en un recipiente de vidrio un puñado de confeti· Frotar un acetato con el pañuelo de seda varias veces· Poner la cara del acetato frotado sobre el recipiente de vidrio

3. Globo atrayente· Poner sal sobre una hoja de papel· Inflar un globo y anudarlos


· Frotar la punta del globo con la franela· Acercar la punta del globo a la sal· Ver el globo con la sal pegada

4. Papel bailarín· Hacer pequeños rollitos con el papel desechable· Pelar los cacahuates y colectar únicamente las cáscaras rojas internas y delgadasdesechando las externas· Colocar sobre la mesa los rollitos de papel· Frotar un globo inflado sobre el cabello de la cabeza· Acercar la parte del globo frotado sobre los rollitos sin tocarlos y ver como se paran· Mover el globo lentamente hacia los lados para que se muevan los rollitos· Poner por otro lado las cáscaras rojas de los cacahuates· Repetir la frotación del globo en la cabeza varias veces· Acercar el globo a las cáscaras y alejarlo un poco para dar lugar a que variascáscaras se atraigan entre si

5. Movimiento de objetos· Amarrar con hilo largo de cáñamo por separado, un trozo de unicel, un palito, la partede vidrio del gotero, la regla de metal, el corcho y laparte de plástico del bolígrafo· Colgar separadamente del techo los hilos con los diferentes materiales· Frotar con la franela un globo inflado y acercarlo a un extremo de uno de losmateriales a la vez· Repetir la operación con cada uno de los materiales· Frotar el globo cada vez con la lana, la cabeza y el pañuelo de seda y acercarlo atodos los materiales

VariantesRepetir los experimentos cambiando a trozos de papel aluminio, popotes, paja; frotar 2globos y acercarlos, frotar dos reglas de metal y acercarlas, frotar dos goteros de vidrioy acercarlos, en estos 2 últimos casos un extremo de los materiales tiene que ser tomadacon guantes o ponerles un poco de cinta adhesiva


Campo magnético permanente

Brújulas

Distintos tipos de brújulas

Se dispone de distintos tipos de brújulas con lascuales se puede mostrar la orientación de unalámina imantada en el campo magnéticoterrestre.

Declinación magnética

Se dispone de una brújula que está colocadasobre un soporte móvil. La brújula se puedeorientar de manera vertical para detectar ladeclinación magnética terrestre.

Configuraciones de campos magnéticos permanentes

Campo magnético de un imán recto

Utilizando limaduras de hierro y un vidriotransparente se pueden obtener la líneas decampo magnético de un imán recto.


Campo magnético de un imán en forma deherradura

Utilizando limaduras de hierro y un vidriotransparente se pueden obtener la líneas decampo magnético de un imán en forma deherradura.


http://www.librosvivos.net/smtc/pagporformulario.asp?idIdioma=ES&TemaClave=1073&pagina=2&est=0

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1073

http://www.librosvivos.net/smtc/pagporformulario.asp?idIdioma=ES&TemaClave

http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1073


Haz clic en el espacio en blanco, rellena el ejercicio con las palabras sugeridas y luegohaz clic en comprobar para verificar su respuesta.

Atracción atraen campo energía imanes magnetismo norteopuestos polos propiedad propiedades repelen

EL MAGNETISMO

El es una forma de por la que algunos cuerpos los objetos dehierro.

Los son los cuerpos que tienen la del magnetismo.

El magnético es la zona de influencia de un imán.

Los de un imán son los extremos y la capacidad de es máxima. Son el


polo y el polo sur.

Las de los polos de un imán son: Dos imanes enfrentados por polos de

atraen y dos imanes enfrentados por polos del mismo nombre se y se separan.

La brújula: es un instrumento con una aguja magnetizada (i.e., un imán) con libertad degirar alrededor de un eje. La aguja de este instrumento se orienta indicando la direccióny el sentido Norte-Sur magnéticos, de la componente en el plano de rotación, delcampo magnético local en el cual esté inmersa. Por un lado, la Tierra se comportacomo si tuviese un imán enorme en su interior, con los polos aproximadamente a lolargo del eje de rotación terrestre, con el polo S magnético cerca del polo Nortegeográfico. Conoce mas acerca de este novedoso aparato en esta pág.:http://es.geocities.com/aventura4000/brujula.html

http://es.geocities.com/aventura4000/brujula.html


Campo magnetico variable: El campo magnético de la Tierratambién está sufriendo otro tipo de cambios: las agujas de lasbrújulas en África, por ejemplo, oscilan casi un grado por década.

Y globalmente el campo magnético se hadebilitado un 10% desde el siglo XIX. Cuandolos científicos mencionaron esto en unareciente convención de la Unión GeofísicaAmericana, muchos periódicos lo anunciaronen sus columnas. Un titular típico: "¿Estámuriendo el campo magnético terrestre?"Probablemente no. Por muy extraños quenos parezcan estos cambios, "son moderadossi los comparamos con los acaecidos durante el pasado en el campo magnéticoterrestre.

Tormentaeléctrica

Una manifestación de carga estática la tenemos en las nubescuando se generan tormentas eléctricas con rayos. Cuando unanube se encuentra completamente ionizada o cargadapositivamente, se establece un canal o conducto natural que escapaz de atraer iones cargados negativamente desde la Tierra hastala nube. Cuando los iones negativos procedentes de la Tierra hacencontacto con la nube, se produce el rayo al liberar ésta la enormecarga de corriente eléctrica estática acumulada.

Otro ejemplo lo tenemos en los vehículos, que al desplazarse a travésde la masa de aire que lo rodea, adquieren carga estática. Cuandoeso ocurre podemos llegar a sentir una descarga o calambrazoeléctrico en el cuerpo al tocar alguna de las partes metálicas delvehículo.

Las máquinas fotocopiadoras e impresoras láser hacen usopráctico de la carga eléctrica estática. Su principio defuncionamiento se basa en que un rayo de luz ilumina laimagen o texto por medio de un proceso de escaneo y latransfieren a un tambor fotosensible como carga estática. Elpolvo de impresión o tóner, que posee característicasmagnéticas, al pasar al tambor se adhiere a las partessensibilizadas por el rayo de luz. A continuación cuando elpapel pasa por el tambor fotosensible, el polvo del tóner sedesprende y se adhiere a su superficie, transfiriendo así todo elcontenido del tambor. Para que el polvo del tóner no se


http://www.youtube.com/watch?v=OTquw1m9epM

http://www.youtube.com/watch?v=NMhlUfq-OLA

http://www.youtube.com/watch?v=OTquw1m9epM

http://www.youtube.com/watch?v=NMhlUfq-OLA


Cargas Eléctricas FPB

http://www.youtube.com/watch?v=z9Hq_AQB_WY

Campo magnético de la tierra

http://www.youtube.com/watch?v=z9Hq_AQB_WY


Bibliografía:

Resnick, R. y Halliday, D. (1984) Física. Tomo II (Séptima impresión). CompañíaEditorial Continental: México.

Serway, Raymond (1998) Física. Tomo II (Cuarta edición). Mc Graw-Hill: México.

VÍNCULOS WEB RELACIONADOS CON EL TEMA

http://udgftp.cencar.udg.mx/fisica

http://www.fisicanet.com

http://www.tutoria.com

http://www.lasalle.es/vina/contenidos/temasfisica/electromagnetismo/index.htm

http://www.colegiosanrafael.cl/gustavo/sitios4.html

http://www.todo-ciencia.com/fisica-mates/0i81056300d990262239.php

http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Education/Mmfield.html

http://www.nalejandria.com/archivos-curriculares/

http://www.geocities.com/tresmileniosdeliman/tema14.html

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f3_electroestatica.php

http://udgftp.cencar.udg.mx/fisica

http://www.fisicanet.com

http://www.tutoria.com

http://www.lasalle.es/vina/contenidos/temasfisica/electromagnetismo/index.ht

http://www.colegiosanrafael.cl/gustavo/sitios4.html

http://www.todo-ciencia.com/fisica-mates/0i81056300d990262239.php

http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Education/Mmfield.html

http://www.nalejandria.com/archivos-curriculares/

http://www.geocities.com/tresmileniosdeliman/tema14.html

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f3_electroestatica.php

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