Experimentamos con la fuerza eléctrica y magnética

¿Os imagináis hacer volar unos papelitos sólo con un globo? ¿O despeinarnos gracias a la fuerza eléctrica?

A continuación haremos dos experimentos para mostrar la existencia e intensidad de la fuerza eléctrica y de la fuerza magnética y como ambas son mucho más intensas que la fuerza de la gravedad.

Y es que ninguna de las fuerzas que existen en el universo se pueden ver pero tenemos certeza de su existencia porque observamos sus efectos:

• La fuerza de la gravedad, por que nos cuesta subir escaleras.
• La fuerza eléctrica, por los efectos de los rayos.
• La fuerza magnética, por el funcionamiento de la brújula.
• La fuerza nuclear, por la energía liberada por una bomba atómica.

Este experimento es una propuesta de Laureano Jimenez (doctor en ingeniería química). Le ayudan sus sobrinos Alex (5º de primaria) y David (1º de primaria).

¿Qué necesitamos?

Experimento energía eléctrica:
Globo inflado
Cabeza con pelo relativamente largo
Papeles cortados muy pequeños (tipo «confeti»).

Experimento energía magnética:
Imanes
Clips de hierro

¿Cómo lo hacemos?

… para ver los efectos de la energía eléctrica?

Para cargarnos de energía eléctrica debemos estar aislados del suelo. Para ello sólo hay que llevar cualquier tipo de zapatillas, porque la mayoría de suelas son de plástico (que es un aislante eléctrico).

El globo que utilizaremos también es de plástico y, por tanto, también será otro aislante eléctrico. Nuestro cabello, aunque no es tan conocido, también es un aislante eléctrico.

Lo que hay que hacer ahora es frotar unas cuantas veces el globo por el cabello para conseguir que éste se cargue un poco con energía eléctrica.

Una vez cargado, si acercamos de nuevo el globo a la cabeza, veremos como la fuerza eléctrica actúa atrayendo el pelo hacia el globo. De este modo no sólo demostramos que la fuerza eléctrica existe, sino también que ésta es más fuerte que la fuerza gravitatoria dado que consigue mover el pelo (si no fuera tan fuerte, nuestros cabellos continuarían en la posición inicial, mirando hacia el suelo dado que la fuerza gravitatoria es lo que hace, nos atrae hacia el suelo). Y si estás en silencio incluso podrás sentir un ruido (cric-cric-cric) generado por la electricidad en el pelo.

Pero no penséis que todo acaba aquí, también podemos utilizar la fuerza eléctrica para atraer trocitos de papel. Si vuelvéis a cargar el globo con energía eléctrica (volvéis a frotar sobre vuestros cabellos) y lo acercáis lentamente hacia los trocitos de papel que estén encima de una mesa, podréis atraerlos. Estos se moverán hasta engancharse al globo: de nuevo la fuerza eléctrica es mucho mayor que la fuerza gravitatoria. Si la fuerza gravitatoria fuera mayor que la eléctrica, los papeles no se moverían de su sitio.

…para ver los efectos de la energía magnética?

Para hacer el experimento sólo hay que dejar los clips de hierro esparcidos sobre una superficie como una mesa. Poco a poco vamos acercando el imán y veremos como los clips se mueven.

Todos los imanes generan un campo magnético que es invisible al ojo humano, y puede ser visualizado con los clips de hierro. Todos los imanes se atraen entre sí y atraen únicamente a los objetos de hierro (pero no a los objetos hechos con otros metales !!!).

Si tenemos varios imanes, podemos continuar el experimento intentando acercarlos. Pueden suceder dos cosas: o bien se atraerán o bien se alejarán.

Prueba ahora a girar uno de los imanes e intenta de nuevo acercarlo al otro. ¿Qué observas? Comprobarás que en un caso se acercan, pero en el otro se alejan.

¿Qué pasa?

… con la energía eléctrica?

La energía eléctrica tiene una particularidad: tiene cargas negativas y positivas. Las cargas negativas atraen a las positivas (y viceversa), mientras que las cargas con el mismo signo se repelen.

Lo que pasa es el siguiente: al acercar dos materiales (en nuestro caso el cabello y el globo), los electrones saltan de uno a otro. Y es que la materia se compone de átomos y éstos están compuestos de protones, neutrones y electrones.

Hay materiales que al perder los electrones se quedan con carga positiva (el cabello) y materiales que se quedan con carga negativa (el globo). Los materiales que tengan una carga contraria se atraerán, mientras que los que tengan la misma carga se repelerán.

Sabías que…? El plástico se utiliza como recubrimiento de los cables eléctricos porque es un aislante eléctrico. De esta manera los cables se pueden manipular sin que la electricidad pase hacia el cuerpo de la persona.

…con la energía magnética?

Todos los imanes tienen siempre un polo norte y un polo sur. Y si lo rompemos por la mitad volvemos a tener dos imanes, cada uno de ellos con un polo norte y un polo sur: es una más de las curiosidades de los imanes.

El polo norte se atrae con un polo sur de otro imán y se repela (aleja) con el polo norte de cualquier otro imán.

El campo magnético y el eléctrico siempre van ligados el uno con el otro: siempre que hay un campo magnético se genera uno eléctrico y viceversa. No pueden vivir uno sin el otro!!!

La comunidad científica cree que las aves migratorias utilizan el campo magnético para orientarse en sus largos viajes (os imagináis hacer 11000 km sin GPS?).

Sabías que …? El planeta tierra es un imán gigantesco, un hecho que podemos comprobar gracias a las brújulas, que se orientan hacia el norte magnético (tened cuidado, jóvenes exploradores, que del norte magnético al polo norte hay una distancia de 1600 km !!!).