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¿El material de un tubo afecta la velocidad a la que cae un imán

dentro del tubo? Guía para profesor

Se descubre que los imanes caen más lento dentro de los tubos de cobre que dentro de los tubos de plástico o cartón, gracias a que el cobre es un buen

conductor.

TEMAS PARA APRENDER: Conducción, magnetismo, velocidad, atracción, corrientes de Eddie, electrones. PROCEDIMIENTO Para empezar, invita a tus estudiantes a sentarse en grupos de 4 o 5 estudiantes. Todavía no les pases los materiales.

1. Pregunta:

Pregúntale a tu estudiantes si el material de un tubo afecta la velocidad a la que cae un imán dentro del tubo. Nota, el imán no se pega al tubo. (Ojo: ¡No les des la respuesta! Sólo escucha sus ideas).

2. Hipótesis:

Los estudiantes deben responder con algunas teorías. Si no saben qué decir puedes darles ideas con estas preguntas (Ojo: Sólo diles las siguientes preguntas para guiarlos; no les des las respuestas).

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Pregunta Respuesta esperada ¿Los imanes pueden ser afectador por fuerzas invisibles?

Sí. Cuando intento juntar dos polos negativos siento que se empujan o repelen.

3. Experimento

Material Costo aproximado Un tubo de cobre de 50 cm, diámetro grande

$980 por unidad

Un tubo de cobre de 50 cm, diámetro mediano

$980 por unidad

Un tubo de cobre de 50 cm, diámetro chico

$980 por unidad

Un tubo de plástico de 50 cm $400 por unidad Un tubo de cartón de 50 cm $500 por unidad Un imán fuerte $4.000 por unidad

Costo total aprox. por curso $7.840 Instrucciones

1. Asegurarse de que todos los tubos sean del mismo largo.

Qué hacer Dejar que los estudiantes dejen caer el imán por cada uno de los tubos, teniendo los tubos de forma vertical. Es más impresionante hacerlo en este orden:

1. Plástico 2. Cartón 3. Cobre de diámetro grande 4. Cobre de diámetro mediano 5. Cobre de diámetro chico

Notarán que en los tubos de plástico y cartón el imán cae como si cayera afuera del tubo. Sin embargo, en los tubos de cobre el imán cae más lento. Entre más pequeño el diámetro del tubo de cobre cae más lento el imán. 4. Analizar resultados: Revisar si la hipótesis era correcta

Ahora vuelve a hacerles la pregunta a los estudiantes: ¿  El material de un tubo afecta la velocidad a la que cae un imán dentro del tubo? Escucha las

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respuestas de los estudiantes. Ahora varios deberían aceptar que estaban equivocados antes del experimento. 6. Profesor da explicación de qué pasó y describe aplicaciones

Explicación:

La razón por la cual el imán cae más rápido en los tubos de cobre que en el de plástico o cartón es que la conductividad del cobre es mayor. La conductividad describe la habilidad de un material para facilitar el flujo de una corriente eléctrica. Las corrientes eléctricas necesitan electrones libres para ayudarlas a fluir. El cobre tiene muchos electrones libres, entonces es un buen conductor. El plástico y el cartón no tienen casi electrones libres, entonces son malos conductores (es decir, buenos aislantes).

Cuando el imán cae dentro del tubo, estos electrones libres en el cobre sienten un campo magnético cambiante, lo cual no les gusta. Éstos se alborotan y crean corrientes y campos magnéticos para deshacer el cambio en el campo magnético del imán. Entonces, intentan trancar al imán para que no pueda seguir cayendo.

Entre más delgado sea el tubo de cobre, la corriente será más efectiva en intentar trancar al imán, entonces el imán caerá aún más lentamente.

Aplicaciones:

El cobre hoy en día es uno de los mejores y más baratos conductores del mundo. Por eso se usa para hacer la mayoría de los cables de la electricidad del mundo y algunas veces las tuberías.

Para Chile es muy importante el cobre, ya que es el mayor productor de cobre en el mundo.

SEGURIDAD

Ten cuidado con:

• Asegurarte que los bordes de los tubos estén pulidos y suaves para que no se corten los estudiantes.

ESTÁNDARES DE EDUCACIÓN

Este experimento es un complemento para la clase de ciencias de 3º a 6º básico de acuerdo con los estándares del Ministerio de Educación. Para saber cuándo hacer este experimento te damos unas ideas de qué secciones del currículum escolar a continuación.

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3o básico: Se ve o no se ve 4o básico: ¿Qué efectos provocan las fuerzas de atracción y de repulsión? Las fuerzas El módulo de una fuerza Las fuerzas de atracción y las de repulsión La fuerza magnética 5o básico: Fuerza y movimiento ¿De qué manera las fuerzas y el movimiento forman parte de tu vida? ¿Qué puede hacer que cambie la rapidez de una bolita? ¿Qué es el movimiento? ¿Qué son las fuerzas? ¿Cómo influyen las fuerzas en el movimiento de los objetos? ¿Cómo afecta la fuerza de gravedad a los objetos? ¿Cuáles son las leyes del movimiento? 6o básico: Fuerza y movimiento ¿Qué es la corriente eléctrica y cómo funciona? ¿Qué es la energía? REFERENCIAS

Patricia Caldera. Tornado in a Bottle - Tornado Tube. Revisado 20 de febrero del 2012. En línea: http://www.stevespanglerscience.com/experiment/tornado-in-a-bottle

Escrito por: María Cuéllar | mcuellar@ecoscience.org | Febrero 2012