Física

¿Cómo construir una grúa poderosa?

Presentación

Te has puesto a pensar ¿En cuántos lugares puedes encontrar electroimanes? Por ejemplo: La chicharra que anuncia el recreo en tu escuela tiene un electroimán, cualquier bocina electrónica que difunde sonido contiene un electroimán, cualquier motor eléctrico que pongas a funcionar como una licuadora, una bomba de agua, o una batidora contiene un electroimán, y para rematar todos los transformadores que hay en los postes de la calle y que surten de energía eléctrica nuestras casas, todos tienen electroimán.

Parece entonces que los electroimanes son muy comunes y cotidianos en nuestras vidas, es muy justo que conozcamos qué son y cómo funcionan construyendo uno muy sencillo. 

Materiales

  • 1 tornillo de hierro grande (de 5 cm de largo aproximadamente).
  • 1 metro de alambre de cobre recubierto de barniz de calibre 18 ó 16.
  • 1 pila "gorda" comercial de 1.5 Volts.
  • 1 rollo de cinta aislante.
  • 10 ó 15 clips y otros elementos ferrosos, como clavos o tuercas.
  • 1 trozo de lija fina (del número cero.)

Paso a paso:

  1. Comienza con el tornillo de 3 pulgadas y el alambre de cobre recubierto con barniz: enrolla el alambre de cobre alrededor del clavo, dejando libres los extremos de este alambre, por lo menos 6 cm en cada extremo. Asegúrate de no encimar el alambre cuando lo envuelves alrededor del tornillo.
  2. Retira el barniz de las puntas que quedaron del alambre enrollado usando la lija.
  3. El siguiente paso es conectar el alambre a los extremos de la pila: corta dos trozos de cinta aislante y cubre cada extremo del alambre a cada terminal de la pila para mantenerlos conectados. ¡Todo listo para experimentar!
  4. Acerca el  tornillo del electroimán a los clips ¿Cuántos clips puede llevar a cuestas la grúa que construiste?

    Intenta hacer una cadena de clips y con tus amigos pongan a prueba sus electroimanes. 


    ¿Cuál de todos carga más clips en forma de cadena?

    ¿Cuáles son los cuidados que hay que tener para que la pila no se desate o termine su vida útil muy pronto?

  5. ¿Qué condiciones hay que considerar para que el electroimán tenga más fuerza?

Conexiones

Las abejas se comunican por medio de baile y canciones. Cuando una abeja encuentra un buen lugar para encontrar polen, se reúne alrededor de otras abejas para comunicarles cómo llegar ahí.

Cuando las abejas van y se llenan de polen, brújulas pequeñas en sus cuerpos las ayudan a regresar a casa usando el campo magnético de la tierra.

Explicación científica

Los electroimanes son piezas de hierro o aleaciones (mezclas) metálicas que contienen hierro y siempre están envueltos en alambre de cobre; un electroimán funciona mientras haya electricidad fluyendo a través del alambre que lo envuelve, ya que esto permite generar automáticamente un campo magnético que rodea a la pieza metálica.

La región alrededor del electroimán es un espectro que se conoce como campo magnético, el cual es producido por la corriente que circula por el electroimán que fabricaste, y acrecentado por el material ferromagnético que forma el núcleo que sostiene al alambre enrollado.

Para el profesor

Los electroimanes difieren de los imanes comunes que andan por ahí en nuestra casa, por ejemplo los que están pegados en el refrigerador, en que los imanes no necesitan alambre ni electricidad. Entonces a diferencia de los imanes comunes que siempre están magnetisados, el campo magnético que crea el electroimán es sólo temporal. En la siguiente liga se pueden obtener ideas para llevar a cabo un proyecto junto con otros compañeros: construir una grúa con un electroimán.
http://youtu.be/codNbRxQMmc

Competencias que favorece

Primaria (6º):

  • Aplica habilidades necesarias para la investigación científica: responde preguntas o identifica problemas, revisa resultados, registra datos de observaciones y experimentos, construye, aprueba o rechaza hipótesis, desarrolla explicaciones y comunica resultados.
  • Explica cómo las conclusiones de una investigación científica son consistentes con los datos y evidencias.
  • Diseña, construye y evalúa dispositivos o modelos aplicando los conocimientos necesarios y las propiedades de los materiales.
  • Comunica los resultados de observaciones e investigaciones al usar diversos recursos, incluyendo formas simbólicas, como los esquemas, gráficas y exposiciones, así como las tecnologías de la comunicación y la información.