Experimento sobre magnetismo: brújula

Ya son varios los experimentos relacionados con el magnetismo y los imanes que hemos tratado en el blog. Ahora, os proponemos la construcción del primer artilugio que tuvo una aplicación práctica de este fenómeno: la brújula.

Sin embargo, esta vez no daremos un diseño único, sino que proponemos varias opciones para que podáis pensar en un diseño personalizado de vuestra brújula, ya que todas ayudan a cumplir la misma función, orientarnos.

Además, hay que tener en cuenta que la brújula ha sido un dispositivo clave en el conocimiento de los fenómenos electromagnéticos, ya que fue ésta la que permitió al científico Hans Christian Oersted comprobar que las fuerzas magnéticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento.

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Ya son varios los experimentos relacionados con el magnetismo y los imanes que hemos tratado en el blog. Ahora, os proponemos la construcción del primer artilugio que tuvo una aplicación práctica de este fenómeno: la brújula.

Sin embargo, esta vez no daremos un diseño único, sino que proponemos varias opciones para que podáis pensar en un diseño personalizado de vuestra brújula, ya que todas ayudan a cumplir la misma función, orientarnos.

Además, hay que tener en cuenta que la brújula ha sido un dispositivo clave en el conocimiento de los fenómenos electromagnéticos, ya que fue ésta la que permitió al científico Hans Christian Oersted comprobar que las fuerzas magnéticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento.

¿Qué necesitamos para hacer una brújula magnética?

Como no tenemos un modelo fijo, los materiales que necesitaremos pueden variar. Sin embargo, siempre utilizaremos:

• Un imán de ferretería.
• Un recipiente o soporte (de cartón, plástico, de aluminio, mimbre, palos…).
• En el aula, saber exactamente donde está el norte (con la ayuda de una brújula real, o un smartphone).

A partir de ahí, podemos llegar a necesitar:

• Un alfiler o una aguja.
• Corcho.
• Lata de conservas
• Tijera corta chapa.
• Bolas de de polietireno expandido (porexpan).
• Material para manualidades (cartulinas, pinturas, hilo de cuerda…).

Con estos materiales podéis construir diferentes diseños. Os adjuntamos varias imágenes con modelos de brújulas, para usarlas como referencia:

¿Cómo se construye una brújula?

La preparación de este experimento es muy sencillo, y es común en todos los diseños.

Prepararemos un recipiente o soporte que permita girar libremente a una aguja o un imán. Para ello, podemos utilizar:

• Un trípode del cuál cuelga un hilo.
• Un recipiente lleno de agua, y un objeto que flote encima.
• Un soporte que permita suspender y balancearse un objeto.

Por otro lado, dependiendo del diseño escogido, necesitaremos un alfiler imantado, un pequeño objeto que contenga hierro de poco peso, o directamente un imán.

Para imantar un objeto se tiene que frotar un imán contra él, unas 25 o 50 veces aproximadamente y siempre en la misma dirección. A ser posible, el objeto a imantar debe ser de poco peso, y es importante que contenga hierro la aguja chapa de poco peso, para que pueda girar con el menor rozamiento posible y así facilitar que su campo magnético (que es débil) pueda orientarse correctamente.

Con estos 2 elementos a nuestro alcance, únicamente deberemos situar el elemento imantado en el soporte, de manera que el primero pueda girar libremente.

Por último, también podéis pintar de color cada polo de la chapa/aguja, dibujar una rosa de los vientos (que puede ir en la parte interior de la caja), o pintar y decorar una caja para vuestra brújula.

Veremos como el objeto imantado se orienta hacia una determinada posición, indicándonos el Norte Geográfico.

¿Por qué se mueve la aguja de la brújula?

Esto sucede porqué la aguja o el objeto imantado es, o bien un imán, o bien de hierro, uno de los metales que son atraídos por los imanes y que pueden ser imantados, ya que es ferromagnético.

Los materiales ferromagnéticos se componen de pequeños imanes, llamados dipolos, que están distribuidos en diferentes direcciones (es decir están desorientados). Sin embargo, ante la presencia de un imán los dipolos se alinean poniéndose en la misma dirección, y se orientan hacia el norte.

Así pues, al alinearse los dipolos hacia el norte, la aguja se convierte en un imán y, como todo imán, tiene dos polos: Polo Norte y Polo Sur.

¿Por qué una brújula magnética siempre señala el Norte?

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.

Las brújulas señalan el Norte debido a que el material que contienen dentro y gira (la aguja en nuestro caso), ha sido previamente imantado y se comporta como un imán, tendiendo a alinearse con otros imanes.

Y esta aguja imantada se alinea hacia el Norte de la Tierra porque nuestro planeta también se comporta como un imán, con el Sur Magnético situado en el Polo Norte Geográfico.

Así pues, la Tierra es como un imán gigante con sus polos magnéticos invertidos respecto los polos geográficos.