Resumen

La ciencia es un área que nos permite desarrollar diversas habilidades para poder dar solución a problemas que se presentan de manera cotidiana o que nos permitan mejorar situaciones particulares a nivel social o ambiental. Cada día, existe un mayor acercamiento a ella a una edad temprana, por lo cual se debe de buscar alternativas y propuestas para que los estudiantes de educación básica se involucren más en el desarrollo de proyectos e investigaciones. Sabemos que existen diversos conceptos en el campo de la ciencia cuya comprensión suele ser compleja aun cuando estos se presentan de manera cotidiana en la vida de las personas. Uno de ellos es el Magnetismo, que si bien es una palabra que conocemos y eventualmente manejamos en nuestro lenguaje, comprender como funciona y su aplicación no es tan trivial.

Con este proyecto y tomado en cuenta los objetivos de desarrollo sostenible, tales como implementar educación de calidad y la divulgación y enseñanza de las ciencia, se busca explicar dicho concepto de una manera didáctica y comprensible para los alumnos de educación básica lo puedan asimilar y apropiarse de la información.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

El estudio del magnetismo y de la física en general, muchas veces resulta un problema entenderlo para los estudiantes. Haciendo pruebas prácticas y con sustancias comunes facilita su estudio y su entendimiento. Los líquidos tienen propiedades hacen más fácil el entendimiento de los campos magnéticos y las fuerzas aplicada.

Antecedentes

El electromagnetismo es la rama de la física que se encarga de estudiar la interacción entre las partículas con campos eléctricos y magnéticos; la mayor parte de las fuerzas del mundo tienen que ver con el electromagnetismo; por ejemplo, la luz, ondas de radio, microondas, etc. (Parramon, 2007).

Las ecuaciones de Maxwell describen de forma completa los fenómenos electromagnéticos, unificando la luz, la electricidad y el magnetismo como el mismo fenómeno con manifestaciones distintas; Las ecuaciones fueron ideadas en 1865 por el matemático y científico escocés James Clerk Maxwell, y se consideran el segundo punto de gran unificación de la física (Hewitt, 1999).

El electromagnetismo se conoce y se intuye desde la antigüedad, observándolo en algunos fenómenos meteorológicos, como las tormentas eléctricas. Sin embargo, no se poseían entonces suficientes conocimientos sobre electricidad para poder comprenderlo. En 1820 el físico danés Hans Christian Orsted llevó a cabo un experimento que le permitió descubrir y demostrar la relación entre la electricidad y el magnetismo.

El estudio del electromagnetismo se divide, fundamentalmente, en dos ramas:

1. Electrostática:estudia los fenómenos que tienen que ver con cuerpos cargados que se encuentran en estado de reposo; es decir, los fenómenos relacionados con la carga intrínseca de la materia cuando no depende del tiempo.
2. Electrodinámica:estudia los fenómenos que tienen que ver con cuerpos cargados en movimiento, así como los campos eléctricos y magnéticos variables.Los campos magnéticos son las fuerzas que crean como consecuencia el movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad). La fuerza (intensidad o corriente) de un campo magnético se mide en Gauss (G) o Tesla (T) (Parramon, 2007).La mayoría de nosotros estamos familiarizados con objetos magnéticos cotidianos y reconocemos que pueden existir fuerzas entre ellos. Comprendemos que los imanes tienen dos polos y que dependiendo de su orientación se atraen (polos opuestos) o se repelen (polos iguales), y sabemos que existe una región alrededor de ellos donde esto sucede.

   La descripción por medio de líneas de campo tiene algunas propiedades útiles:

   • Las líneas de campo magnético nunca se cruzan.
   • Las líneas de campo magnético se amontonan de forma natural en las regiones donde el campo es más intenso. Esto significa que la densidad de líneas de campo indica la intensidad del mismo.
   • Las líneas de campo magnético no comienzan ni terminan en algún lugar, siempre forman curvas cerradas y continúan dentro de un material magnético (aunque no siempre las dibujamos de esta forma).
   • En el mundo real, podemos visualizar las líneas de campo de forma sencilla. Comúnmente lo hacemos con limadura de hierroesparcida alrededor de una superficie cercana a algo magné Cada partícula de la limadura se comporta como un pequeño imán con un polo norte y un polo sur. Las partículas de limadura naturalmente se separan unas de otras porque los polos similares se repelen. El resultado es un patrón semejante a las líneas de campo. Mientras que el patrón general siempre será el mismo, la posición exacta y la densidad de las líneas de limadura dependen de cómo caigan sus partículas, su tamaño y sus propiedades magnéticas.

Objetivo

Explicar el concepto electromagnetismo de una manera didáctica y comprensible para los alumnos de educación básica lo puedan asimilar y apropiarse de la información.

Justificación

Es importante el estudio del electromagnetismo debido a todas las aplicaciones y utilidad en la vida cotidiana, por tal motivo buscar una manera de comprenderlo fácilmente es de gran utilidad para los estudiantes de niveles básicos

Hipótesis

El efecto magnético que se presenta en algunos materiales puede depender del material en el que se encuentran. La viscosidad de los líquidos es un factor determinante de la velocidad del efecto magnético.

Método (materiales y procedimiento)

Se realizaron diversas pruebas magnéticas utilizando imanes de diferentes campos magnéticos y sustancias con densidades diferentes. Esto para describir las líneas magnéticas de los campos, las cuales son curvas y ejerces fuerza entre los objetos y los imanes.

La forma del campo magnético se reconoce aún mejor si se añaden las limaduras de hierro en un líquido, esto debido a que las limaduras de hierro describen mejor su movimiento en los líquidos, lo que permite observar mucho mejor las líneas del campo magnético.

Para observar mejor en movimiento y describirlo mejor, se pueden utilizar líquidos más viscosos.

Galería Método

Resultados

Las pruebas se realizaron con líquidos con diversas densidades. En un primer prueba se utilizó únicamente agua, donde se pudo observar las líneas que se formaban de una manera poco precisa.

Al realizar las pruebas con jabón y pegamento diluido con agua, fue notoría la mejora en la visualización de las líneas que forma la limadura al pasar los imanes en las botellas.

Finalmente, se realizó una mezcla de jabón  pegamento logrando una masa homogénea que al agregarle la limadura nos permitió encontrar una forma de comprensión del concepto de magnetismo.

Galería Resultados

Discusión

Se han realizado diversos estudios a lo largo de la historia sobre el magnetismo y electromagnetismo. Con los avances en ciencias y tecnología cada vez se conoce más sobre estos temas, así como de sus usos y los beneficios que tiene su estudio.

En la actualidad las aplicaciones del electromagnetismo son muy diversas, tanto en la industria, como en la medicina, así como en la ingeniería y el estudio de los materiales.

Estudios como el de este proyecto pretenden generar conciencias en los estudiantes de la importancia del estudio de temas generales como el electromagnetismo para buscarle una utilidad en la vida cotidiana o una aplicación en alguna rama de las ciencias.

Conclusiones

El estudio del magnetismo es importante debido a sus diversos usos en la vida cotidiana. Las pruebas realizadas son una alternativa fácil de entender y útil para el estudio del magnetismo y como tal del electromagnetismo.

En el presente proyecto nos dimos cuenta que las limadura de hierro son el mejor elemento para demostrar las propiedades magnéticas de los imanes, de la misma manera los líquidos con diversas densidades ayudan a describir de manera general los campos magnéticos, así como la fuerza con la que los imanes atraen a diversos materiales.

Bibliografía

Hewitt, P. 1999. Física Conceptual. Pera son Educación. California, E.U. A.

Parramon, 2007. Parramon Ediciones. España.

Perucca, B. 1948. Física general y experimenta. Tomo II. Páginas 1226-1323.

TELEsecundarias, 2021. Ciencias II. Énfasis en Física. Páginas 124 – 141

Universidad Nacional de Colombia, Primer Edición 2012. Física. Principios de Electricidad y Magnetismo. Páginas 13-15.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography