Ejercicios: Fenómenos eléctricos y magnéticos

Frotás un globo contra tu pulóver de lana y, al acercarlo a la pared, se queda adherido un rato, como muestra la figura.

Explicá qué le pasó al globo al frotarlo y por qué se queda pegado a la pared.

Completá la frase y poné un ejemplo de cada caso: «Dos cargas eléctricas del mismo signo se $\dots$ y dos cargas de signo contrario se $\dots$».

Clasificá estos objetos en conductores o aislantes y justificá tu elección:

1. a) Una cuchara de acero.
2. b) Una goma de borrar.
3. c) Un cable de cobre.
4. d) Un tapón de corcho.
5. e) Una moneda.

Los cables eléctricos de la casa llevan cobre por dentro y una funda de plástico por fuera, como muestra el corte de la figura.

Explicá qué papel cumple cada material y por qué no podrían estar hechos de un único material.

Acercás dos imanes por sus polos norte. ¿Se atraen o se repelen? ¿Y si acercás el polo norte de uno al polo sur del otro? Enunciá la regla general de los polos magnéticos.

Esparcimos limaduras de hierro sobre un papel debajo del cual hay un imán. Describí el dibujo que forman las limaduras y explicá qué nos muestra ese dibujo sobre el imán.

¿Por qué la aguja de una brújula apunta siempre aproximadamente hacia el norte? ¿Qué tiene que ver la propia Tierra con este comportamiento?

Nombrá dos aparatos u objetos cotidianos que funcionen gracias a imanes (en casa, en el auto o en la escuela) y explicá qué papel juega el imán en cada uno.

Después de peinarte con un peine de plástico en un día seco, el peine atrae pequeños trocitos de papel aunque el papel no esté cargado. Explicá cómo se cargó el peine y por qué puede atraer objetos livianos sin tocarlos.

Frotás dos globos con el mismo paño de lana y, al soltarlos cerca el uno del otro, se separan.

1. a) ¿Qué tipo de carga adquirieron los dos globos: del mismo signo o de signos contrarios?
2. b) ¿Por qué se repelen?
3. c) Predecí qué pasará si acercás uno de los globos al paño de lana.

Un destornillador de electricista tiene la punta metálica y el mango de plástico grueso. Relacioná cada parte con su comportamiento eléctrico (conductor o aislante) y explicá por qué esa combinación protege a quien lo usa.

Un imán mueve un clip sin llegar a tocarlo, como muestra la figura.

1. a) ¿Cómo llamamos a las fuerzas que actúan sin contacto entre los cuerpos?
2. b) Compará la atracción magnética con la atracción gravitatoria: indicá una semejanza y una diferencia importante.

Acercás un imán a una brújula y la aguja se desvía de su posición habitual.

1. a) ¿Por qué se mueve la aguja?
2. b) ¿Qué indica esto sobre el motivo por el que la brújula apunta al norte cuando no hay imanes cerca?

Las tarjetas con banda magnética, como las llaves de algunos hoteles, pueden dejar de funcionar si se guardan pegadas a un imán potente. Explicá qué guarda la banda magnética y qué puede haberle pasado al estar junto al imán.

Partís un imán de barra por la mitad y tu compañero dice que te quedás con un trozo que solo tiene polo norte y otro que solo tiene polo sur. ¿Tiene razón? Justificá lo que ocurre en realidad.

Sobre una lámina con limaduras de hierro colocamos debajo dos imanes: primero enfrentando un polo norte con un sur y después enfrentando dos polos norte. Describí las diferencias que esperarías ver en el dibujo de las limaduras en cada caso y explicá qué nos indican sobre las fuerzas entre los imanes.

Colgás de un hilo dos bolitas de corcho forradas de papel de aluminio y las tocás con una varilla de plástico previamente frotada: las bolitas se separan.

1. a) ¿Por qué se repelen entre sí?
2. b) ¿Qué ocurriría si solo tocaras una de ellas con la varilla?
3. c) Sabiendo que una varilla de vidrio frotada con seda se carga positivamente, ¿cómo comprobarías el signo de la carga de tus bolitas?

Diseñá un experimento sencillo para averiguar si una regla de madera es conductora o aislante usando solo una pila, una lamparita y dos cables. Describí el montaje, qué observarías en cada caso y qué concluirías.

Un motor eléctrico contiene imanes y una bobina (espiras de cable) por la que circula corriente, como esquematiza la figura.

Explicá de forma cualitativa cómo se produce el movimiento de giro y nombrá dos electrodomésticos de tu casa que funcionen con un motor eléctrico.

Un altavoz transforma la corriente eléctrica que le llega en sonido gracias a un imán y a una bobina unida a un cono de papel. Ordená y explicá la cadena de fenómenos que va desde que llega la corriente hasta que oímos la música.

La Tierra se comporta como un enorme imán.

1. a) ¿Qué evidencia cotidiana lo demuestra?
2. b) Predecí qué pasaría con las brújulas y con la navegación si ese magnetismo desapareciera de repente.
3. c) El polo norte magnético no coincide exactamente con el polo Norte geográfico: explicá qué consecuencia tiene esto al orientarse con una brújula.

Durante una tormenta, la base de las nubes se carga negativamente y el suelo queda con carga positiva, como muestra la figura.

1. a) Explicá por qué termina saltando el rayo entre la nube y el suelo.
2. b) Relacioná el rayo con los experimentos de electrización que hacemos en clase: nombrá una semejanza y una diferencia.

Tenés tres barras metálicas idénticas por fuera: dos son imanes y la tercera es solo hierro sin imantar. Usando únicamente las propias barras, sin brújula ni otros objetos, explicá paso a paso cómo descubrir cuál de las tres no es un imán.

En un día seco frotás una birome de plástico contra la manga del pulóver y conseguís desviar un chorrito fino de agua de la canilla sin tocarlo.

1. a) Explicá el fenómeno.
2. b) Predecí si va a funcionar igual de bien en un día muy húmedo y explicá por qué.
3. c) ¿Funcionaría igual con una varilla metálica sujetada con la mano? Justificalo pensando en conductores y aislantes.

Reto del tema. ¿Cómo compiten las fuerzas invisibles en tu casa? Convertite en investigador y elaborá un informe científico resolviendo este desafío:

1. Fuerza gravitatoria: Dejá caer una goma desde $h = 0,8\text{ m}$, $1,2\text{ m}$ y $1,6\text{ m}$ (incertidumbre de $\pm 0,5\text{ cm}$). Cronometrá cada altura tres veces con el celular (incertidumbre de $\pm 0,1\text{ s}$). Construí una tabla con tiempos medios e incertidumbres, y trazá el gráfico de $h$ en función de $t^2$ para estimar la aceleración $g$.

2. Fuerzas eléctrica y magnética: Frotá una lapicera de plástico con lana y medí con regla la distancia máxima a la que atrae confeti de papel. Después, medí a qué distancia un imán de heladera logra mover un clip metálico.

3. Informe y análisis: Compará en una tabla final el alcance y las características de las tres fuerzas. Explicá razonadamente cómo una pequeña carga electrostática puede vencer a la gravedad de todo el planeta levantando el papel.

Se valorará:

• Precisión en la toma de datos, tratamiento correcto de incertidumbres y elaboración rigurosa de tabla y gráfico.

• Comprensión y diferenciación clara de fenómenos gravitatorios, eléctricos y magnéticos.

• Calidad argumentativa y rigor científico en las conclusiones del informe.