Exercicis: Fenòmens elèctrics i magnètics

Fregues un globus contra el teu jersei de llana i, en acostar-lo a la paret, es queda adherit una estona, com mostra la figura.

Explica què li ha passat al globus en fregar-lo i per què es queda enganxat a la paret.

Completa la frase i posa un exemple de cada cas: «Dues càrregues elèctriques del mateix signe es $\dots$ i dues càrregues de signe contrari es $\dots$».

Classifica aquests objectes en conductors o aïllants i justifica la teva elecció:

1. a) Una cullera d'acer.
2. b) Una goma d'esborrar.
3. c) Un cable de coure.
4. d) Un tap de suro.
5. e) Una moneda.

Els cables elèctrics de casa porten coure per dins i una funda de plàstic per fora, com mostra el tall de la figura.

Explica quin paper fa cada material i per què no podrien estar fets d'un únic material.

Acostes dos imants pels seus pols nord. S'atreuen o es repel·leixen? I si acostes el pol nord d'un al pol sud de l'altre? Enuncia la regla general dels pols magnètics.

Escampem llimadures de ferro sobre un paper sota del qual hi ha un imant. Descriu el dibuix que formen les llimadures i explica què ens mostra aquest dibuix sobre l'imant.

Per què l'agulla d'una brúixola apunta sempre aproximadament cap al nord? Què té a veure la mateixa Terra amb aquest comportament?

Anomena dos aparells o objectes quotidians que funcionin gràcies a imants (a casa, al cotxe o a l'institut) i explica quin paper juga l'imant en cadascun.

Després de pentinar-te amb una pinta de plàstic en un dia sec, la pinta atrau petits trossets de paper encara que el paper no estigui carregat. Explica com s'ha carregat la pinta i per què pot atraure objectes lleugers sense tocar-los.

Fregues dos globus amb el mateix drap de llana i, en deixar-los anar l'un a prop de l'altre, se separen.

1. a) Quin tipus de càrrega han adquirit els dos globus: del mateix signe o de signes contraris?
2. b) Per què es repel·leixen?
3. c) Prediu què passarà si acostes un dels globus al drap de llana.

Un tornavís d'electricista té la punta metàl·lica i el mànec de plàstic gruixut. Relaciona cada part amb el seu comportament elèctric (conductor o aïllant) i explica per què aquesta combinació protegeix qui l'utilitza.

Un imant mou un clip sense arribar a tocar-lo, com mostra la figura.

1. a) Com anomenem les forces que actuen sense contacte entre els cossos?
2. b) Compara l'atracció magnètica amb l'atracció gravitatòria: indica una semblança i una diferència important.

Acostes un imant a una brúixola i l'agulla es desvia de la seva posició habitual.

1. a) Per què es mou l'agulla?
2. b) Què indica això sobre el motiu pel qual la brúixola apunta al nord quan no hi ha imants a prop?

Les targetes amb banda magnètica, com les claus d'alguns hotels, poden deixar de funcionar si es guarden enganxades a un imant potent. Explica què guarda la banda magnètica i què li pot haver passat en estar al costat de l'imant.

Parteixes un imant de barra per la meitat i el teu company diu que et quedes amb un tros que només té pol nord i un altre que només té pol sud. Té raó? Justifica el que passa en realitat.

Sobre una làmina amb llimadures de ferro col·loquem a sota dos imants: primer enfrontant un pol nord amb un sud i després enfrontant dos pols nord. Descriu les diferències que esperaries veure en el dibuix de les llimadures en cada cas i explica què ens indiquen sobre les forces entre els imants.

Penges d'un fil dues boletes de suro folrades de paper d'alumini i les toques amb una vareta de plàstic prèviament fregada: les boletes se separen.

1. a) Per què es repel·leixen entre si?
2. b) Què passaria si només en toquessis una amb la vareta?
3. c) Sabent que una vareta de vidre fregada amb seda es carrega positivament, com comprovaries el signe de la càrrega de les teves boletes?

Dissenya un experiment senzill per esbrinar si un regle de fusta és conductor o aïllant utilitzant només una pila, una bombeta i dos cables. Descriu el muntatge, què observaries en cada cas i què conclouries.

Un motor elèctric conté imants i una bobina (espires de cable) per la qual circula corrent, com esquematitza la figura.

Explica de manera qualitativa com es produeix el moviment de gir i anomena dos electrodomèstics de casa teva que funcionin amb un motor elèctric.

Un altaveu transforma el corrent elèctric que li arriba en so gràcies a un imant i a una bobina unida a un con de paper. Ordena i explica la cadena de fenòmens que va des que arriba el corrent fins que sentim la música.

La Terra es comporta com un enorme imant.

1. a) Quina evidència quotidiana ho demostra?
2. b) Prediu què passaria amb les brúixoles i amb la navegació si aquest magnetisme desaparegués de sobte.
3. c) El pol nord magnètic no coincideix exactament amb el pol Nord geogràfic: explica quina conseqüència té això en orientar-se amb una brúixola.

Durant una tempesta, la base dels núvols es carrega negativament i el terra queda amb càrrega positiva, com mostra la figura.

1. a) Explica per què acaba saltant el llamp entre el núvol i el terra.
2. b) Relaciona el llamp amb els experiments d'electrització que fem a classe: anomena una semblança i una diferència.

Tens tres barres metàl·liques idèntiques per fora: dues són imants i la tercera és només ferro sense imantar. Utilitzant únicament les mateixes barres, sense brúixola ni altres objectes, explica pas a pas com descobrir quina de les tres no és un imant.

En un dia sec fregues un bolígraf de plàstic contra la màniga del jersei i aconsegueixes desviar un rajolí fi d'aigua de l'aixeta sense tocar-lo.

1. a) Explica el fenomen.
2. b) Prediu si funcionarà igual de bé en un dia molt humit i explica per què.
3. c) Funcionaria igual amb una vareta metàl·lica agafada amb la mà? Justifica-ho pensant en conductors i aïllants.

Repte del tema. Com competeixen les forces invisibles a casa teva? Converteix-te en investigador i elabora un informe científic resolent aquest desafiament:

1. Força gravitatòria: Deixa caure una goma des de $h = 0,8\text{ m}$, $1,2\text{ m}$ i $1,6\text{ m}$ (incertesa de $\pm 0,5\text{ cm}$). Cronometra cada alçada tres vegades amb el mòbil (incertesa de $\pm 0,1\text{ s}$). Construeix una taula amb temps mitjans i incerteses, i traça la gràfica d'$h$ enfront de $t^2$ per estimar l'acceleració $g$.

2. Forces elèctrica i magnètica: Frega un bolígraf de plàstic amb llana i mesura amb un regle la distància màxima a la qual atrau confeti de paper. Després, mesura a quina distància un imant de nevera aconsegueix moure un clip metàl·lic.

3. Informe i anàlisi: Compara en una taula final l'abast i les característiques de les tres forces. Explica raonadament com una petita càrrega electroestàtica pot vèncer la gravetat de tot el planeta aixecant el paper.

Es valorarà:

• Precisió en la presa de dades, tractament correcte d'incerteses i elaboració rigorosa de taula i gràfica.

• Comprensió i diferenciació clara de fenòmens gravitatoris, elèctrics i magnètics.

• Qualitat argumentativa i rigor científic en les conclusions de l'informe.