Gravedad, cargas e imanes
3.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Explicar fuerzas a distancia mediante campos como modelo.
- Distinguir masa y peso y calcular P = m·g cerca de la Tierra.
- Predecir atracción y repulsión entre cargas e imanes y relacionar corriente y magnetismo.
Antes de empezar
- Representar fuerzas con flechas.
- Aplicar F = m·a.
- Multiplicar decimales con unidades.
Interacción sin contacto directo
Dos cuerpos pueden interactuar aunque no se toquen. El modelo de campo asigna a cada punto una propiedad que permite predecir la fuerza sobre otra masa, carga o imán.
Las líneas dibujadas son una herramienta de representación: no son hilos materiales que llenen el espacio.
Masa y peso
- P = m · g
- La masa mide inercia y se expresa en kg. El peso es la fuerza gravitatoria sobre el cuerpo y se expresa en N. Cerca de la superficie terrestre puede calcularse con g ≈ 9,8 N/kg.
Gravedad y electricidad
Toda masa atrae a otra masa; el efecto cotidiano destaca cuando interviene la Tierra, pero no nace solo con cuerpos enormes.
Cargas de igual signo se repelen y de signo opuesto se atraen. Un cuerpo neutro también puede ser atraído por polarización, así que neutral no significa ausencia de toda interacción eléctrica.
Magnetismo y corriente
Polos magnéticos iguales se repelen y opuestos se atraen. Al cortar un imán aparecen dos imanes menores, cada uno con dos polos; no se obtiene un polo aislado en esta experiencia escolar.
Una corriente eléctrica crea un campo magnético. En un electroimán, interrumpir la corriente permite reducir fuertemente el efecto magnético.
Analizar una interacción
- Identifica los dos cuerpos que interactúan.
- Decide si la propiedad relevante es masa, carga o comportamiento magnético.
- Predice atracción o repulsión y dibuja fuerzas en ambos cuerpos.
- Recuerda que las fuerzas de interacción forman un par sobre cuerpos distintos.
Peso cerca de la Tierra
Calcula el peso de una mochila de 2,5 kg usando g = 9,8 N/kg.
- La masa es 2,5 kg.
- P = m·g.
- 2,5 kg × 9,8 N/kg.
P = 24,5 N hacia el centro de la Tierra.
Qué debes conservar
- Los campos modelan interacciones a distancia.
- Masa se mide en kg; peso, en N.
- Cargas iguales repelen y opuestas atraen.
- Todo imán escolar presenta dos polos y la corriente produce campo magnético.
Compruébalo ahora
Calcula el peso de un cuerpo de 6,0 kg cerca de la Tierra con g = 9,8 N/kg.
Ver solución explicada
Respuesta: 58,8 N hacia el centro de la Tierra.
P = m·g = 6,0 kg × 9,8 N/kg = 58,8 N.
Clasifica: dos cargas positivas; una positiva y una negativa; dos polos norte.
Ver solución explicada
Respuesta: Dos positivas: repulsión. Positiva y negativa: atracción. Dos polos norte: repulsión.
Cargas del mismo signo y polos iguales se repelen; cargas de signo opuesto se atraen.
¿Qué ocurre al partir un imán de barra por la mitad?
- Se aísla un polo norte y otro sur
- Se obtienen dos imanes menores con dos polos cada uno
- Desaparece todo magnetismo
Ver solución explicada
Respuesta: Se obtienen dos imanes menores con dos polos cada uno
La división reorganiza dominios, pero en la experiencia escolar cada fragmento conserva un polo norte y uno sur.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química, saberes básicos de primero a tercer curso, bloque D: fenómenos gravitatorios, eléctricos y magnéticos y relación con fuerzas de la naturaleza. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
Practicar esto: Distinguir masa de peso y calcular el peso en otro planetaPracticar esto: Atracción y repulsión entre cargasPracticar esto: El campo magnético de una corrienteLas fuerzas y las tres leyes de NewtonEl átomo y la tabla periódica