<Índice de la web> <Astronomía> <Electrónica> <Ciencias Naturales> <Física y Química>
Las brújulas
Segurísimo que habréis oído hablar cantidad de veces de estos aparatos, y seguramente que estáis cansados de saber cómo funcionan, pero a lo mejor no se os había pasado por la cabeza construir una vosotros mismos. Por eso os voy a contar las principales propiedades, para que al final sepamos construirla.
Antes de nada, os introduzco el tema con los imanes. Todo imán tiene dos polos, un polo Norte, y otro Sur. La característica que tienen los polos es que el polo Norte de un imán atrae al Sur de otros, y repele el Norte de otros, y el Sur atrae al Norte, y repele al Sur.
Como sabréis, las brújulas son agujas imantadas que giran libremente, pero, ¿por qué se orientan un polo cara al norte y otro cara al sur?. La respuesta a esta pregunta la encontramos en el interior de la Tierra, concretamente en el núcleo.
La Tierra tiene varias capas con distintas densidades y temperaturas. Concretamente, hasta 2900 km de profundidad (la discontinuidad de Gutenberg) es un medio plástico, medio sólido. Después, hasta los 5100 km, es el núcleo externo, fluido, y de los 5100 a 6371 es sólido. Éste último está formando por una mezcla de Níquel y Hierro, principalmente. Precisamente el Hierro, y las corrientes que se forman en el Núcleo externo son las responsables del Magnetismo terrestre, y de que todas las agujas de las brújulas se orienten cara el Norte. Es como si fuese un gigantesco imán que tiene los dos polos, el Norte y el Sur.
Seguramente que todos asociáis el polo Norte con el Norte, pero no es así, me explico: el polo Norte geográfico no coincide exactamente con el polo Norte Magnético (el que indican las brújulas). Hay una diferencia de 20 grados de uno a otro. De todas formas son bastante próximos uno a otro.
De todas formas, se sabe que el polo Norte magnético se llegó a invertir. Se calcula que en los últimos 3.5 millones de años, han tenido lugar al menos 10 inversiones de polaridad, es decir, que las agujas en vez de apuntar al Norte, apuntan al Sur, porque el gigantesco imán interno de la Tierra se orientó de esa manera. A la polaridad de hoy en día se le llama normal, y a la otra, inversa.
Pues bien, para comprender cómo funcionan las brújulas debemos tener un poco de imaginación. Como sabéis, las brújulas están hechas de hierro, acero o níquel. Estas sustancias, imaginemos que están compuestas de pequeñitos imanes. Cuando no están imantadas, los imanes pequeñitos que las componen están "desordenados", unos apuntan al Norte, y otros al Sur. Por eso, si acercamos otra pieza de hierro a esa, no la atrae, porque algunos imancitos los atraen, pero otros los repelen, neutralizando las fuerzas. Al imantarla, lo que hacemos es poner a los pequeñitos imanes todos en una dirección determinada, de tal manera que los imancitos están todos orientados hacia un polo, convirtiendo a ese pedazo de hierro en otro imán. Si acercamos a otro trozo de hierro, lo atraerá por la fuerza que hacen todos los imacitos pequeños hacia él.
Al quedar ese trocito imantado, como he dicho, podemos acercar otro trozo de hierro, y lo atraerá, o, si lo dejásemos suelto, lo más independiente de cualquier tipo de fuerza (por ejemplo, colgado, para que no tenga que vencer a la fuerza de rozamiento), veríamos que se orienta hacia una determinada dirección, lo pongamos como lo pongamos. Lo que en realidad está pasando es que los imancitos se orientan hacia el Norte, porque están atraídos por el gran imán del interior de la Tierra. La propia Tierra actúa como otro imán gigantesco, que tiene sus polaridades, y que hace que los polos Norte de los imancitos pequeñitos se orienten al Sur, y los del Sur, al Norte. O sea, que los imanes se orientan hacia el polo Sur magnético, lo que nosotros conocemos como el polo Norte.
Pues, ése es el fundamento de las brújulas, una aguja imantada, que en realidad es un imán y cuyo polo Norte es atraído por el Sur terrestre, y viceversa.
Una cosa más: para imantar una aguja deberéis coger un imán, y frotarla muchas veces, 30 o 40 veces, por un mismo polo del imán, y en un mismo sentido, pero en pasadas, es decir, pasáis el imán por la aguja 30-40 veces, en un mismo sentido. Así tendréis la aguja imantada.
Para todos los experimentos, deberéis hacerlos lejos de imanes y de objetos de hierro, porque éstos provocan interferencias en el campo magnético de la aguja.
Hagamos, pues, unas cuantas brújulas:
Este es lo más cómodo. Si tenéis un imán en forma de barra, colgadlo por el medio con un hilo, y esperad a que pare de dar vueltas. Al hacerlo, el imán señalará, con un polo, el Norte, y con el otro, el Sur. Podéis comprobarlo con una brújula, a ver si marcan lo mismo, pero, cuidado de no acercar demasiado el imán a la brújula, porque entonces, esta última se verá afectada por el campo magnético del imán y no señalará el Norte.
Ahora vamos a fabricar una brújula a partir de una aguja imantada. La aguja imantada, de por si, indica el Norte, pero la fuerza magnética es tan pequeña que el rozamiento con el suelo no le deja ponerse en la posición adecuada, así que lo que debemos de hacer es intentar anular la fuerza que impide que la aguja señale el Norte. Para ello, colgad la aguja atando un hilo a la mitad de la aguja, como en el caso del imán. La aguja debe estar paralela al suelo. Haciendo esto, anulamos la fuerza de rozamiento con el suelo, y el magnetismo terrestre tendrá entonces la suficiente fuerza como para orientar la aguja al Norte.
Otra forma de vencer la fuerza de rozamiento es haciendo flotar la aguja en agua. Haced lo siguiente: coged un corcho y, con cuidado de no pincharos, atravesadlo con la aguja imantada por la mitad. Luego, llenad un barreño con agua, y dejad flotar el corcho en ella. La aguja hará que el corcho se oriente con ella hacia el Norte.
Algo que se me olvidó deciros: La aguja señala el Norte y el Sur, pero también nos dice el Este y el Oeste. Sabiendo dónde está el Norte, el Este está a la derecha, y el Sur, a la izquierda.
En este esquema, os pongo lo que os quise decir sobre los imancitos cuando el trozo de hierro no está imantado, y cuando lo está. La parte azul indica el polo Norte, y la roja, el Sur.
<Índice de la web> <Astronomía> <Electrónica> <Ciencias Naturales> <Física y Química>