FRENANDO IMANES

IMPRESO DE INSCRIPCIÓN 2013
TÍTULO DEL TRABAJO: Frenando imanes
Nombre y apellidos de los concursantes
1. Jaime Caneiro Costoya
3. Jaime Rubiños Vila
2. Adrián Pérez Dopico
4.
Curso : 4°
Centro: I.E.S Ricardo Carballo Calero Ferrol
Ciclo : E S O
Categoría de concurso:  Demostraciones y experimentos de Física
 Proyectos de aplicaciones tecnológicas
Nombre del profesor/a tutor/a: Fernando Barbadillo Jove
Para la exposición del trabajo en la Feria-Concurso se pondrá a disposición de cada grupo concursante: una mesa, enchufes
y un panel expositor. También existe la posibilidad de recoger agua. Cualquier otro material adicional que sea necesario
para el funcionamiento del trabajo presentado deberá ser aportado por los concursantes.
BREVE RESUMEN DEL TRABAJO:
1.
Objetivo del trabajo
Mostrar que metales como el cobre y el aluminio, que no son atraídos por los imanes, son capaces de frenar su
movimiento, debido a las corrientes que se inducen.
2.
Material y Montaje
Imanes de neodimio.
Tubos y/o placas de cobre y de aluminio.
3.
Principio físico en que se basa
Leyes de la inducción de Faraday y de Lenz.
También a nivel cualitativo, el de acción-reacción y el principio de conservación de la energía.
4. Descripción del procedimiento, medida o aplicación y resultados
En esta práctica se deja caer un imán por un tubo de cobre o de aluminio, debido a las corrientes inducidas que se crean
en el tubo, el imán cae más lentamente. Este efecto es muy notable si los imanes son muy potentes como es el caso de los
imanes de neodimio y no es necesario realizar medidas de tiempo.
Además si sujetamos el tubo con la mano, cuando el imán cae se nota un aumento del peso de barra mientras el imán
está dentro del tubo(principio acción-reacción). Este aumento del peso desaparece en cuanto el imán sale del tubo.
De forma similar si lanzamos un imán, de neodimio, sobre una lámina de aluminio este es decelerado, tanto más cuanto
más rápido lo lancemos.
Explicación:
La ley Faraday indica que si se varía el flujo magnético en las proximidades de un conductor (el cobre y el aluminio
son buenos conductores) se inducen corrientes eléctricas.
Estas corrientes inducidas generan a su vez campos magnéticos, que según la ley de Lenz se oponen al movimiento
del imán:
Si acercamos un imán por su polo norte, a una lámina metálica
se produce en ella una corriente inducida, de forma que la corriente en
la placa crea un campo magnético con su polo norte, oponiéndose a que
acerquemos el imán.
Si alejamos el polo norte, las corrientes inducidas, en la lámina,
producen un polo sur, en este lado de la placa que atrae al imán y se
opone a que lo alejemos.
Para producir estas corrientes debemos gastar la energía de
mover el imán contra esta resistencia.
Cuando dejamos caer el imán por el tubo de cobre se inducen corrientes
las cuales a su vez crean campos magnéticos que frenan su caída, tanto que cae a
velocidad constante. Este efecto es muy notable ya que el cobre y el aluminio son
buenos conductores y los imanes de tierras raras (neodimio) son muy potentes.
El hecho de que la fuerza sea en contra del movimiento del imán es una
consecuencia del principio de conservación de la energía.
En el caso de dejar caer el imán, si fuese una caída libre, la energía
potencial del imán en la parte alta(Ep=mgh) sería igual a la energía cinética del
imán en la parte baja (Ec=1/2 mv2):
Ep(imán arriba) = Ec(imán abajo)
Al caer por el tubo parte de la energía potencial del imán se convierte
en energía eléctrica, (Ee), de las corrientes inducidas en la barra, por lo que la
energía cinética es menor, lo que significa una velocidad menor:
Ep(imán arriba) = Ec(imán abajo) + Ee
Ec(imán abajo) = Ep(imán arriba) - Ee
Precaución: Los imanes de neodimio son frágiles y deben dejarse caer
sobre una esponja u otro material que absorba el golpe.
Para más información:
Física General: Burbano Ercilla, Editorial Tébar
Física General: Catalá de Alemany. Editorial Saber
Para ampliación y trabajar de una forma cuantitativa:
Física re-Creativa- S. Gil y E. Rodríguez – Prentice Hall
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