Física y Química 3.º ESO · Imanes y magnetismo terrestre
Recuerda: los imanes y sus polos
Objetivo: Al terminar, sabrás identificar los polos de un imán, predecir si dos imanes se atraen o se repelen y clasificar materiales según los atraiga o no un imán.
Recuerda
Los imanes
Un imán es un cuerpo capaz de atraer al hierro y a otros pocos metales.
- Imanes naturales: la magnetita, un mineral de hierro.
- Imanes artificiales: trozos de acero o de otras aleaciones que se han imantado (imanes de nevera, de altavoces, de neodimio…).
Los polos
La fuerza de un imán es más intensa en sus extremos, que se llaman polos: polo norte (N) y polo sur (S). Si dejas que un imán gire libremente colgado de un hilo, su polo norte apunta hacia el norte geográfico.
- Polos iguales se repelen (N con N, S con S).
- Polos distintos se atraen (N con S).
No existe un imán con un solo polo: todo imán tiene un N y un S.
Materiales magnéticos
- Los atrae un imán: el hierro, el acero, el níquel y el cobalto (materiales ferromagnéticos).
- No los atrae: el cobre, el aluminio, el oro, la plata, el plástico, la madera, el vidrio, el papel…
¡Ojo! No todos los metales son atraídos por un imán.
Una fuerza a distancia que atraviesa materiales
La fuerza magnética actúa a distancia: el imán atrae al clip antes de tocarlo. Además, atraviesa materiales no magnéticos como el papel, el cartón, la madera, el plástico o el vidrio: puedes mover un clip que está sobre una mesa moviendo un imán por debajo. Una chapa de hierro, en cambio, «se queda» con buena parte de la fuerza y el efecto al otro lado es mucho menor.
La zona alrededor de un imán donde se nota su fuerza se llama campo magnético. Se puede «ver» espolvoreando limaduras de hierro sobre un papel colocado encima del imán.
Imantar
Un trozo de hierro o de acero cerca de un imán se convierte también en imán: por eso un clip colgado de un imán puede sostener a su vez otro clip. En el hierro, la imantación casi desaparece al alejar el imán; el acero, en cambio, puede quedar imantado de forma permanente si lo frotas con un imán.
Si partes un imán por la mitad, no separas el polo norte del sur: obtienes dos imanes, cada uno con su N y su S.
La brújula
Una brújula es una aguja imantada que puede girar libremente. Su polo norte apunta hacia el norte geográfico porque la Tierra se comporta como un gran imán.
Puntos clave
- Todo imán tiene dos polos, N y S; la fuerza es mayor en los polos.
- Polos iguales se repelen; polos distintos se atraen.
- Un imán atrae al hierro, al acero, al níquel y al cobalto.
- No todos los metales son magnéticos: el cobre y el aluminio no lo son.
- La fuerza magnética actúa a distancia y atraviesa materiales no magnéticos (papel, madera, plástico, vidrio).
- Un trozo de hierro o acero cerca de un imán se imanta; el acero puede quedar imantado de forma permanente.
- Al partir un imán se obtienen dos imanes, cada uno con su N y su S. La brújula es una aguja imantada que se orienta hacia el norte.
Errores frecuentes
ErrorPensar que un imán atrae a todos los metales.
Cómo corregirloSolo atrae a unos pocos: hierro, acero, níquel y cobalto. Una lata de refresco (aluminio) o un cable de cobre no se pegan al imán.
ErrorConfundir los polos de un imán con cargas eléctricas positivas y negativas.
Cómo corregirloLos polos N y S son magnéticos, no cargas eléctricas: un imán no atrae papelitos, y un globo frotado los atrae aunque no sean de hierro.
ErrorPensar que si un objeto es atraído por un imán, el objeto también es un imán.
Cómo corregirloUn imán atrae al hierro aunque no esté imantado. La prueba de que un objeto es un imán es la repulsión: solo dos imanes se repelen.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1. ¿Qué se pega al imán? experimental
Acercas un imán a estos objetos: un clip, una moneda de 1 céntimo, una moneda de 10 céntimos, una lata de refresco, una lata de conservas, papel de aluminio, un tornillo y una goma de borrar. Predice qué objetos serán atraídos y comprueba.
Resolución
Objeto ¿Lo atrae? Por qué Clip Sí Es de acero Moneda de 1 céntimo Sí Es de acero recubierto de cobre Moneda de 10 céntimos No Es de una aleación de cobre sin hierro Lata de refresco No Es de aluminio Lata de conservas Sí Es de hojalata (acero) Papel de aluminio No Es aluminio Tornillo Sí (normalmente) Suele ser de acero Goma de borrar No No es metálica La moneda de 1 céntimo parece de cobre, pero dentro es de acero: por eso la atrae el imán.
Ejercicios
De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.
1. Fácil
Indica si se atraen o se repelen: a) El polo norte de un imán y el polo sur de otro. b) Los polos sur de dos imanes. c) El polo norte de un imán y un clavo de hierro. d) El polo sur de un imán y un clavo de hierro.
Ver solución
a) Se atraen. b) Se repelen. c) Se atraen. d) Se atraen.
a) Polos distintos → se atraen. b) Polos iguales → se repelen. c) y d) El clavo de hierro sin imantar es atraído por cualquiera de los dos polos.
2. Fácil
Clasifica según los atraiga o no un imán: aguja de coser, anillo de oro, cable de cobre, tijeras de acero, moneda de 2 céntimos, cuchara de plástico, níquel, papel de aluminio.
Ver solución
Sí: aguja, tijeras de acero, moneda de 2 céntimos, níquel. No: anillo de oro, cable de cobre, cuchara de plástico, papel de aluminio.
Atrae a los objetos de hierro, acero, níquel o cobalto: aguja (acero), tijeras de acero, moneda de 2 céntimos (acero recubierto de cobre) y níquel. No atrae al oro, al cobre, al plástico ni al aluminio.
3. Difícil
Tienes dos barras de metal iguales: una es un imán y la otra es de hierro sin imantar. No tienes nada más. ¿Cómo puedes saber cuál es el imán?
Ver solución
Toca con el extremo de una el centro de la otra: si se atraen con fuerza, la que pones de extremo es el imán.
La fuerza de un imán es grande en los polos y casi nula en el centro. Acerca el extremo de la barra A al centro de la barra B:
- Si se atraen con fuerza, A es el imán (su polo atrae al hierro).
- Si casi no se atraen, A es el hierro y está tocando el centro del imán (B), donde la fuerza es casi nula. Entonces B es el imán.
Para practicar más
1. Fácil
En una planta de reciclaje de Madrid, los envases del contenedor amarillo pasan por debajo de un gran imán. ¿Qué envases se quedan pegados al imán y cuáles no? ¿Para qué sirve?
Ver solución
Se pegan las latas de acero (conservas); no las de aluminio ni los plásticos o bricks. Sirve para separar el acero.
El imán atrae las latas de acero (hojalata: conservas, algunas de bebidas). No atrae las latas de aluminio, los plásticos ni los bricks. Así se separa el acero del resto para reciclarlo por separado.
2. Media
Un imán se queda pegado a la puerta de la nevera. Un compañero dice que «la puerta de la nevera también es un imán». ¿Tiene razón? ¿Cómo lo comprobarías?
Ver solución
No: la puerta es de acero, que es atraído por el imán. Se comprueba con un clip: la puerta no lo atrae.
No tiene por qué. La puerta es de acero, un material que el imán atrae, igual que atrae un clavo. Para comprobarlo, acerca un clip o un clavo a la puerta: si la puerta fuera un imán, lo atraería; como no lo hace, no es un imán.