# Tren que levita

## Glosario

## Electroimán

Definición:

  Imán artificial hecho con un cable eléctrico enrollado alrededor de una barra de hierro. Al conectarlo actúa como imán y al desconectarlo, deja de funcionar.

Ejemplo:

  Tienen muchas aplicaciones: timbres, trenes de levitación, cierre de electrodomésticos, maquinaria industrial y aparatos médicos (resonancia magnética).

## Ferrita

Definición:

  Es una de las formas en las que se puede encontrar el hierro. Los imanes de ferrita contienen óxido de hierro, son de color gris oscuro y son menos potentes que otros (como los imanes de neodimio).

Ejemplo:

  Se usan en utensilios como imanes de nevera o altavoces.

## Magnetita

Definición:

  Es un mineral magnético encontrado de forma natural en la Tierra. Está formado por óxido de hierro. contienen óxido de hierro, son de color gris oscuro y son menos potentes que otros (como los imanes de neodimio).

Ejemplo:

  Se usa para fabricar imanes permanentes para componentes electrónicos, pinturas magnéticas y aplicaciones industriales.

# Juega con imanes

¿Recuerdas el coche con los imanes? Los imanes tienen propiedades sorprendentes que podemos descubrir jugando y observando.

Hay una fuerza invisible que a veces atrae y a veces repele los objetos.

A continuación, experimenta con distintos materiales para comprobar cómo reaccionan ante un imán.

## ¡Lo haces tú!

### 1. Materiales

- Imanes (de barra o de nevera).
- Clips metálicos.
- Tornillos o chinchetas.
- Un trozo de madera.
- Una moneda.
- Papel de aluminio.

### 2. Actúa

- Intenta atraer diferentes objetos con el imán.
- Intenta atraer un clip a través del papel o de la mesa.
- Observa qué ocurre cuando acercas dos imanes entre sí:
  - Por el mismo lado.
  - Por lados opuestos.

### 3. Reflexiona

1. ¿Qué materiales atrae el imán?
2. ¿Qué materiales no son atraídos por el imán?
3. ¿Qué ocurre cuando acercas dos imanes por el mismo lado?
4. ¿Y cuando acercas lados diferentes?
5. ¿La fuerza del imán funciona a través de otros materiales, por ejemplo, un papel?

# El gran superpoder

## El origen

Los imanes naturales (como el mineral magnetita) atraen a los metales espontáneamente.

Pero también se pueden crear imanes artificiales utilizando eléctricas: son los electroimanes.

El magnetismo y la electricidad están muy relacionados entre sí, y dependen de las cargas eléctricas.

Por eso, una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza es la fuerza electromagnética.

Y, en concreto, la fuerza magnética es la fuerza que aparece cuando un imán o un campo magnético actúa sobre ciertos materiales o sobre cargas eléctricas en movimiento.

## Características

- La fuerza magnética actúa a distancia: los imanes pueden atraer objetos sin tocarlos.
- Todos los imanes tienen dos polos:

Polo norte (rojo).

Polo sur (azul).

- Los polos interactúan:

Polos iguales → se repelen.

Polos diferentes → se atraen.

## ¿Cuáles son?

- No todos los materiales son magnéticos.
  - Como pudiste comprobar antes, el cobre, el aluminio, la madera y el plástico no son atraídos por el imán.
- Los imanes atraen principalmente metales, como hierro, níquel y cobalto.

## Campo magnético

Alrededor de un imán existe una zona llamada campo magnético: es la zona donde actúa la fuerza magnética, similar a los campos de fuerza que usan los superhéroes como Linterna Verde o la Mujer Invisible.

Este campo no se ve, pero puedes visualizarlo espolvoreando limaduras de hierro alrededor del imán.

Las limaduras forman líneas curvas que salen de un polo y entran en el otro.

Al aproximar dos imanes por polos opuestos, aparece una fuerza de atracción entre ellos, y por eso hay limaduras de hierro entre ambos, como puedes ver en la imagen.

Pero al aproximarlos por el mismo polo, se repelen, y por tanto las limaduras de hierro no pueden unirse en esa zona, como puedes ver en la segunda imagen.

## El más grande

Al igual que los imanes de clase, la Tierra genera un campo magnético enorme que sale por un polo y entra por el otro.

Este campo actúa como un escudo protector que desvía el viento solar. Sin este "imán", no habría atmósfera.

¡Pero cuidado! No debes confundir el sitio con el imán:

- Polo norte geográfico: es el punto fijo del mapa, el eje sobre el que gira la Tierra
- Polo norte magnético: es el lugar hacia el que apunta la brújula.

Como los polos opuestos se atraen, si el norte de tu brújula apunta hacia el polo norte geográfico, es porque allí arriba se encuentra en realidad el polo sur magnético de la Tierra. ¡Están al revés!

## Lectura facilitada

## El origen del magnetismo

Algunos minerales, como la magnetita, atraen metales de forma natural.

Estos minerales son imanes naturales.

También existen imanes creados por las personas.

Se llaman electroimanes y funcionan gracias a la electricidad.

El magnetismo y la electricidad están muy relacionados.

Ambos dependen de las cargas eléctricas.

Por eso existe una fuerza fundamental llamada fuerza electromagnética.

La fuerza magnética aparece cuando:

- un imán actúa sobre algunos materiales,
- o un campo magnético actúa sobre cargas eléctricas en movimiento.

## Características de los imanes

La fuerza magnética actúa a distancia.

Los imanes pueden atraer objetos sin tocarlos.

Todos los imanes tienen dos polos:

- polo norte,
- y polo sur.

¿Qué ocurre entre los polos?

- Los polos iguales se repelen.

Por ejemplo, norte con norte o o sur con sur.

- Los polos diferentes se atraen.

Por ejemplo, norte con sur.

## ¿Qué materiales atraen los imanes?

No todos los materiales son magnéticos.

Algunos materiales no son atraídos por los imanes, como:

- la madera,
- el plástico,
- el cobre,
- o el aluminio.

Los imanes atraen sobre todo algunos metales, como:

- el hierro,
- el níquel,
- y el cobalto.

## El campo magnético

Alrededor de un imán existe una zona llamada campo magnético.

En esa zona actúa la fuerza magnética.

El campo magnético no se puede ver directamente.

Pero sí puedes observarlo usando limaduras de hierro.

Las limaduras forman líneas curvas alrededor del imán.

Estas líneas salen de un polo y entran en el otro.

## El imán más grande: la Tierra

La Tierra también funciona como un gran imán.

Tiene un enorme campo magnético.

Ese campo sale por un polo y entra por el otro.

El campo magnético terrestre actúa como un escudo protector.

Protege la Tierra del viento solar.

Sin este campo magnético, la atmósfera podría desaparecer.

Hay dos tipos de polos:

- Polo norte geográfico.
  - Es el punto del mapa donde gira la Tierra.

- Polo norte magnético.
  - Es el lugar hacia donde apunta la brújula.

Un detalle curioso, los polos opuestos se atraen.

Por eso, si la brújula apunta al norte geográfico, significa que allí realmente está el polo sur magnético de la Tierra.

¡Los polos magnéticos están invertidos!

# El coche magnético

## 1. Auditoría

Indica si las frases son verdaderas o falsas (escribe V o F en el hueco):

1. Para que el coche se mueva, el imán de la mano debe tocar obligatoriamente al imán del coche. Rellenar huecos (1):JXUwMDFl
2. Si el coche huye de la mano, es porque los polos que se enfrentan son iguales. Rellenar huecos (2):JXUwMDBl
3. Si el coche no tuviera imán, no podrías moverlo así. Rellenar huecos (3):JXUwMDFl
4. Cada imán del vídeo tiene un polo norte y un polo sur, aunque no estén pintados. Rellenar huecos (4):JXUwMDBl
5. Si partes el imán de la mano en dos, una mitad solo atraerá y la otra solo repelerá. Rellenar huecos (5):JXUwMDFl

## 2. El código

Completa con las palabras correctas:

1. En el vídeo, el coche se mueve porque los polos iguales se Rellenar huecos (6):JXUwMDJhJXUwMDE3JXUwMDE1JXUwMDE1JXUwMDA5JXUwMDA5JXUwMDBiJXUwMDQw
2. Si quisieras que el coche viniera hacia nuestra mano, deberíamos enfrentar polos que se Rellenar huecos (7):JXUwMDM5JXUwMDE1JXUwMDA2JXUwMDEzJXUwMDA0JXUwMDBi .
3. El coche empieza a moverse antes de tocarlo porque entra en la zona llamada Rellenar huecos (8):JXUwMDNiJXUwMDAyJXUwMDBjJXUwMDFkJXUwMDFm Rellenar huecos (9):JXUwMDM1JXUwMDBjJXUwMDA2JXUwMDA5JXUwMDg3JXUwMDlkJXUwMDFkJXUwMDBhJXUwMDBj .

## 3. Informe

1. ¿Crees que el coche se movería igual si pusiéramos una hoja de papel entre la mano y el juguete? ¿Por qué?
2. Nombra dos metales con los que podríamos fabricar los imanes del coche para que el experimento funcione.
3. ¿Cómo podrías usar el coche del vídeo para saber cuál es el polo norte de un imán que no tiene marcas?

## 4. El planeta de juguete

1. Dibuja la Tierra como si fuera el imán gigante que permite que las brújulas funcionen.
   - Indica el polo norte y sur magnético y dibuja las líneas de fuerza que la protegen.
2. Define qué es una brújula y explica por qué su polo norte apunta hacia el Ártico.
   - ¿Qué es lo que realmente está buscando allí arriba?

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# Los imanes y sus trucos

Ya has descubierto que el magnetismo es una fuerza invisible capaz de mover objetos, atravesar materiales y desafiar la gravedad.

Ahora te toca a ti demostrar lo que has aprendido.

Elige una de estas tres actividades para poner a prueba tus conocimiento sobre magnetismo.

Puedes elegir la que tú quieras.

# Opción A: ¡no pierdas el norte!

¿Sabes que la Tierra es un imán gigantesco? ¿Sabes cómo funciona una brújula?

Hoy en día te puedes orientar con el GPS del móvil, pero, hasta hace no mucho, los exploradores se guiaban con brújulas.

Una brújula es una aguja imantada, que señala el norte geográfico terrestre. Juega con este simulador del magnetismo terrestre para comprender su funcionamiento.

- Activa el botón "Tierra" y desactiva el botón "campo magnético" en el panel de control.
- Mueve la brújula alrededor de la Tierra.
- Acércala al polo norte y al polo sur geográficos.

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# Opción B: Cañón magnético

Este juguete usa la fuerza del imán para impulsar una canica. Observa este vídeo e intenta hacer uno similar.

## Paso a paso

### 1. Materiales

- Carril de metal, madera o plástico.
- Varios imanes.
- Una canica metálica para cada imán y una más para el lanzamiento inicial.
- Una canica de vidrio por cada imán.

### 2. Construcción

1. Coloca a lo largo del carril uno o varios imanes y, delante de cada imán, coloca una canica de cristal y una bolita metálica.
2. Al comienzo, coloca la canica metálica y deja que sea atraída por el primer imán.
3. Cuando la canica metálica choque con el primer imán, la canica de vidrio saldrá disparada contra el siguiente imán, y así sucesivamente.

### 3. Reflexiona

1. ¿Qué fuerza actúa sobre la canica metálica?
2. ¿Qué fuerza actúa sobre la canica de vidrio que sale disparada?

# Opción C: Tren maglev

Este juguete simula el funcionamiento de los trenes de levitación magnética (maglev), utilizado en algunos trenes de alta velocidad. En estos trenes, el vehículo no toca las vías, sino que se mantiene ligeramente suspendido sobre ellas.

Al no estar en contacto con los raíles, prácticamente no hay rozamiento y, por tanto, el tren se desplaza a mayor velocidad.

La levitación se consigue gracias a imanes colocados tanto en el tren como en los raíles. Estos imanes se orientan de forma que se repelen entre sí. Cuando la fuerza de repulsión magnética es suficientemente grande, puede equilibrar el peso del tren, haciendo que este flote ligeramente sobre la vía.

## Manos a la obra

### Materiales

- Imanes de ferrita rectangulares con los polos en la cara superior e inferior. Puedes conseguirlos en una ferretería (imanes para cerrar puertas de armarios). Debes calcular cuántos imanes necesitas para la longitud de la vía que vas a construir.
- Trozo de madera para el raíl, de unos 5 cm de ancho y 5 cm de alto. La longitud depende de lo largo que quieras hacer el raíl.
- Planchas de plástico (por ejemplo, de policarbonato) para poner en los laterales de las vías.
- Tren: locomotora o un vagón de juguete, que sea ligero.
- Pistola de pegamento.

### Construcción

- Coloca los imanes sobre el raíl con la misma polaridad.
- Pega la fila de imanes del raíl con el mismo polo para arriba.

- Pega uno o dos imanes bajo el vagón, con el mismo polo hacia abajo, para que haya repulsión con la vía.
- Pon algún muñeco encima, para evitar que se voltee.

- Pega las láminas de plástico laterales para que el tren no se salga hacia los lados.
- Pega láminas de plástico en los extremos.

### Reflexiona

1. ¿Qué fuerzas actúan sobre el vagón?
2. Representa en una imagen las fuerzas que actúan sobre el vagón cuando lo empujas y se mueve hacia adelante, flotando sobre los raíles.

Obra publicada con Licencia Creative Commons Reconocimiento No comercial Compartir igual 4.0

Feito con eXeLearning (Nova xanela)