El magnetismo

UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
1. Identificación
Nivel: Primario
Grado: Quinto
Área: Ciencias de la Naturaleza
SC 11: El magnetismo
Resumen:
En esta Unidad Didáctica se trabaja el magnetismo, el funcionamiento de los imanes y sus
usos en la vida cotidiana.
Se sugiere a la o el docente que realice actividades prácticas sencillas que se puedan hacer en el aula. Que luego realice preguntas para evaluar la comprensión de los contenidos
relacionados con el tema en sus estudiantes.
1
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
sexto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
2. Descripción
Base teórica o conceptual
El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de
atracción o repulsión sobre otros materiales. La fuerza de magnetismo puede ser
de atracción o de repulsión.
Los materiales que presentan estas propiedades magnéticas se denominan imanes, los cuales pueden ser temporales, permanentes y electromagnetos. Un imán
permanente conserva su magnetismo sin un campo magnético exterior, mientras
que un imán temporal solo es magnético, siempre que esté situado en otro campo
magnético; en cambio un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro.
Cualquier imán presenta dos zonas donde las fuerzas magnéticas se manifiestan
con mayor fuerza. Estas zonas están situadas en los extremos del imán y son los denominados polos magnéticos: norte y sur. Una de las propiedades fundamentales
de la interacción entre imanes es que los polos iguales se repelen, mientras que los
polos opuestos se atraen.
El campo magnético es la agitación que produce un imán a la región que lo envuelve. Es decir, el espacio que envuelve el imán en donde son apreciables sus efectos
magnéticos, aunque sea imperceptible para nuestros sentidos.
Orientaciones para el/la docente
Es importante informar que sobre la Tierra actúa un campo magnético, el cual no
es susceptible a nosotros, los habitantes del planeta.
Aprendizajes esperados
En esta propuesta didáctica los y las estudiantes aprenderán a:
• Comprender el concepto de magnetismo y su diferencia con la electricidad.
• Identificar los efectos de las fuerzas magnéticas.
• Identificar las diferencias que existen entre los tipos de fuerzas.
2
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
sexto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
Mapa conceptual
Magnetismo
ejerce dos fuerzas que se pueden dividir en
atracción
repulsión
Los materiales que presentan
estas propiedades se denominan
imanes
pueden ser
permanentes
temporales
electromagnetos
Recursos didácticos digitales
• Para la o el docente
Recurso interactivo en el que se simula un experimento para ver cómo actúan
los imanes sobre los materiales magnéticos. Disponible en: http://www.educ.
ar/sitios/educar/recursos/fullscreen?id=90430
Recurso interactivo que contiene problemas y actividades para descubrir la relación entre transmisión de corriente eléctrica y campo magnético. Disponible en:
http://www.educ.ar/recursos/ver?id=90488
Recurso interactivo que contiene problemas y actividades para descubrir las
características de los campos magnéticos. Disponible en: http://www.educ.ar/
recursos/ver?id=90079
3
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
Recursos didácticos digitales
• Para el uso en el aula
Campo magnético
Video de 3 min 52 seg. de duración sobre
los campos magnéticos, qué son y cómo
actúan. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=GAq9vt0ACUU
Aprende qué son los imanes
Video de 3 min 12 seg. de duración sobre qué es un imán y cómo funciona.
Disponible en: https://www.youtube.com/
watch?t=27&v=3DLkylTXXJE
Recursos materiales necesarios
para las actividades
•Vela. Brújula.
•Fósforos.
•Dos imanes de tamaño mediano.
• Limaduras de hierro.
• Es favorable tener acceso a una computadora, con conexión a Internet, un
proyector y bocinas.
Recursos didácticos
que se aportan como Anexo
•Imágenes de objetos magnéticos
y no magnéticos para la actividad
No. 1.
•Instrucciones del experimento “La
vela y el imán”.
•Historia del Electroimán, para actividad No. 4.
4
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
3. Secuencia didáctica
Tiempo total estimado para todas las actividades
El tiempo total estimado para las actividades es de 4 sesiones de clases de 45 minutos cada una.
Actividad de inicio/Aprendiendo qué es el magnetismo
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Inicie esta clase investigando qué saben sus estudiantes sobre este tema. Para
esto, realizar las siguientes preguntas:
• ¿Qué es el magnetismo? ¿Qué lo produce?
• ¿Qué es un imán? ¿Cuántos polos tiene un imán?
• ¿En qué se aplica el magnetismo?
Comentar las respuestas.
Muestre a sus estudiantes el video titulado: Campo magnético. De no tener acceso a la tecnología, utilice el Anexo 1 A.
Una vez que hayan leído el anexo, pregúnteles:
• ¿De dónde sale la fuerza de los imanes?
• ¿Qué es un campo magnético?
• ¿Por qué nos mantenemos pegados a la Tierra y no flotando?
• ¿Qué es la gravedad?
Luego de escuchar las respuestas, analícelas y coméntelas en la clase.
Propóngales que realicen la actividad del Anexo 1 B. Comente las respuestas.
5
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
Actividad 2/Aprendamos del electroimán
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Iniciar esta actividad preguntando a sus estudiantes:
• ¿Conocen los imanes? • ¿Para qué se usan?
• ¿Cómo funcionan?
Comentar las respuestas y, luego, presentar el video Aprende qué son los imanes,
para ampliar los conocimientos de sus estudiantes sobre los imanes.
Una vez terminada la presentación del video, hágales algunas interrogantes para
saber qué pudieron interpretar del contenido del mismo.
Si no puede presentar el video porque carece de los medios necesarios, forme
grupos de 3 o 4 miembros, y entrégueles una copia del Anexo 3 a cada uno.
Pídales que lo lean y analicen y que debatan sobre su contenido. Que entreguen
un informe escrito con lo aprendido acerca del electroimán. Pídales también que
contesten las siguientes preguntas: ¿Qué diferencia existe entre un imán permanente y un electroimán? ¿Qué utilidad tienen los imanes? Que citen 10 usos de
estos. Para esta última pregunta, utilice el Anexo 1C.
Realice con sus estudiantes el experimento del Anexo 1B y pida que respondan
las preguntas.
Elija un integrante de cada grupo, para que presente un informe oral a la clase,
con las conclusiones de su grupo.
P
Pila
Electroimán
6
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
Actividad de cierre/Que es la brújula y su uso
Duración: 2 sesiones de clase (90 minutos)
Forme grupos de 4 estudiantes y elija un representante.
Auxiliándose del libro de texto, de la Internet u otros medios, pida a sus estudiantes
que investiguen la historia de la brújula y que, según el conocimiento adquirido en
esta unidad, realicen un informe escrito del funcionamiento de esta.
Luego, coloque un imán cerca de una brújula que previamente ha llevado al aula,
y pida a los grupos que observen el comportamiento de la misma. Que presenten
sus conclusiones relacionadas con el funcionamiento de la brújula y los efectos del
imán al acercarlo a esta.
También solicíteles que realicen un informe de todos los contenidos y experimentos que se hayan trabajado en esta Unidad Didáctica y, luego, lo presenten en una
puesta en común.
En caso de ser necesario, aclare cualquier duda que pudiera presentar un estudiante con relación al tema.
Evalúe la participación de sus estudiantes en el desarrollo de esta Unidad Didáctica, tomando en cuenta los aprendizajes esperados.
4. Si observas, trata…
Si observas
Trata
Que un estudiante tiene problemas
para comprender el concepto de
magnetismo.
De utilizar el recurso didáctico digital para el
docente que contiene problemas y actividades para describir las características de los
campos magnéticos.
Que presentan dificultades para
comprender el concepto de campo
magnético.
De utilizar un ejemplo de este, al frotar un
imán de tamaño mediano a una aguja y, luego, ver cómo estas se mueven, al colocar la
otra aguja cerca de ella.
7
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
5. Recursos didácticos para el docente y el estudiante
ANEXO 1A| Clasifica los objetos en magnéticos y no magnéticos
8
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
ANEXO 1B| Los campos magnéticos
http://www.universoparaninos.com/escolar/?id=explicacion-campo-magnetico-para-ninos
Los campos magnéticos son un tipo de energía invisible que rodea a los objetos que lo
poseen, el planeta Tierra está envuelto por un enorme campo magnético al que se le ha
dado el nombre de gravedad. Se puede comprobar que, a pesar de ser invisible, existe y
es por esta razón que si saltamos, no caemos al vacío o a un espacio fuera de la tierra.
9
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
Podemos decir que, si no existiera el campo magnético de la tierra, no podríamos mantenernos pegados al suelo; por este motivo, cuando los astronautas se alejan lo suficiente
del campo magnético terrestre, empiezan a flotar dentro de la nave espacial.
Otros campos magnéticos como los que contienen todos los imanes, se pueden encontrar en todo tipo de bocinas.
Si colocamos un imán debajo de una hoja y encima de la hoja rociamos un poco de limaduras de hierro, podremos ver cómo se forman unas rayas alrededor de la hoja de papel.
Esta es la forma que posee el campo magnético, similar a como veremos en la imagen
a continuación.
10
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
Existen dos tipos de imanes, los imanes permanentes que son formados por una alta
concentración de hierro, y los imanes temporales, que funcionan con ayuda de la electricidad, pueden ser apagados y encendidos; además, son los imanes más fuertes que
existen. Incluso, algunos de ellos tienen la fuerza suficiente para mover y levantar autos
desechados.
Un campo magnético necesita de dos polos llamados norte y sur representados por N y
S respectivamente, no pueden existir polos separados (monopolos), es decir, si un imán
es partido a la mitad en el polo norte se formará al lado contrario otro nuevo polo sur y
así, sucesivamente, sin importar qué tan pequeño se haga.
11
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
ANEXO 1C| Algunas aplicaciones del magnetismo
Desde la antigüedad y en la actualidad muchas de las tecnologías que se utilizan
basan algunos de sus funcionamientos en fenómenos magnéticos. Entre estos se
encuentran los siguientes:
•La brújula.
•El telégrafo.
•Los carros de la montaña rusa.
•Los ascensores.
•Las computadoras.
•El teléfono.
•La tarjeta de crédito.
•La guitarra eléctrica.
•La detección de metales en el aeropuerto.
•Las bocinas.
•Los timbres.
•Los aparatos para manipular grandes cantidades de metales.
•Los trenes de levitación.
•La resonancia magnética en medicina.
12
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
ANEXO 2| Instrucciones del experimento “La vela y el imán”
http://www.fullexperimentos.com/la-vela-y-los-imanes/
La vela y el imán
Materiales experimentos de “La vela y el imán”
• Imanes potentes
• Velas
Procedimientos:
1. Prender la vela y acercar un imán, observar lo que sucede.
Notaremos que la llama intenta separarse
del imán.
2. Si colocamos la llama entre dos imanes
con sus polos enfrentados, uno polo norte y otro polo sur, la llama se alarga hacia arriba intentando separarse de ambos polos.
Esta experiencia trata de observar qué le
ocurre a la llama de la vela cuando se encuentra en un campo magnético.
Pregúnteles: ¿Qué comportamiento tiene la
llama al acercar y al alejar un imán? Por qué
ocurre esto?
13
UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
quinto de primaria | ciencias de la naturaleza
El magnetismo
ANEXO 3| Historia del electroimán
El electroimán: Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo
magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica,
desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
Primer electroimán construido por Sturgeon en 1825.
El primer electroimán fue inventado por el electricista británico William
Sturgeon en 1825. Era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él.
Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con un trozo de hierro
de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente de una
batería. Sturgeon podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala.
Electroimanes vs imanes permanentes
La principal ventaja de un electroimán sobre un imán permanente es
que el campo magnético puede ser rápidamente manipulado en un amplio rango, controlando la cantidad de corriente eléctrica. Sin embargo,
se necesita una fuente continua de energía eléctrica para mantener el
campo magnético.
Cuando una corriente pasa por la bobina, pequeñas regiones magnéticas dentro del material, llamadas dominios magnéticos, se alinean
con el campo aplicado, haciendo que la fuerza del campo magnético
aumente. Si la corriente se incrementa, todos los dominios terminarán
alineándose, condición que se denomina saturación. Cuando el núcleo
se satura, un mayor aumento de la corriente solo provocará un incremento relativamente pequeño del campo magnético.
14