sabato 16 febbraio 2008

Il Magnetismo: Le Domande Difficili Di Una Classe 3° Primaria

Cari ragazzi di prima e seconda, questo articolo è dedicato agli alunni della 3° A primaria del blog Splash ragazzi.

I piccoli hanno realizzato tempo fa un esperimento grazie al quale hanno costruito una bussola insieme alla loro brava Maestra Renata.

Ne è scaturito uno scambio, in seguito al quale i ragazzi di Splash hanno scritto una lettera in cui mi hanno chiesto di rispondere ad alcune "domande difficili":

1. Quali sono le caratteristiche dei magneti naturali?
4.Perché l'ago magnetizzato della bussola si orienta approssimativamente verso il Polo Nord terrestre?


2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no?
3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio?


*****

Prima di rispondere alle domande, cari bambini, proverò a spiegare che  cos’è il magnetismo, in maniera adatta a ragazzi giovani come voi.
Ebbene il magnetismo è la proprietà che alcuni corpi possiedono di attirare oggetti di natura ferrosa.


I corpi con questa proprietà sono detti calamite o magneti.


La magnetite, un minerale di ferro, è un esempio di magnete naturale.


Una calamita attrae corpi ferrosi in corrispondenza delle sue estremità, che sono chiamate poli magnetici. Questi due poli non sono uguali e si distinguono in polo nord (N) e polo sud (S).


Prendendo due calamite è facile accorgersi che poli dello stesso tipo (N-N e  S-S) si respingono e poli di tipo opposto (N-S e S-N) si attraggono.


immagine1


Precisati sinteticamente questi elementi, provo a rispondere alle domande.


1. Quali sono le caratteristiche dei magneti naturali?


La caratteristica fondamentale dei magneti naturali è la seguente: I POLI MAGNETICI NON SI POSSONO MAI SEPARARE.


Se infatti prendiamo una calamita e la rompiamo in due pezzi e questi li spezziamo ancora, osserviamo che ogni frammento ha sempre un polo nord e un polo sud. I magneti posseggono entrambi i poli.


immagine2


Tale proprietà può essere spiegata ammettendo che le sostanze magnetiche siano costituite da un numero enorme di piccolissimi magneti, i magnetini elementari, tutti allineati nello stesso verso (al polo N di uno è affacciato il polo S del successivo). Questi magnetini si annullano tutti a vicenda, tranne quelli agli estremi, che determinano i due poli del magnete. Nel caso di un metallo, i magnetini non sono altro che le singole particelle elementari (atomi) che lo compongono.


magnetini


2. Perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no?


Esistono sostanze come il ferro, il nichel, il cobalto e le loro leghe, che acquistano proprietà magnetiche grazie a particolari trattamenti di magnetizzazione: queste sostanze sono dette magneti artificiali.


La magnetizzazione  si può ottenere  in tre modi.


a. Per strofinio: si produce strofinando, sempre nello stesso senso, il materiale da magnetizzare sullo stesso polo di una calamita.


mod-magnetiz-strof


b.  Per contatto: si produce mettendo il materiale da magnetizzare a contatto con la calamita.


mod-magnetiz-contatt

c. Per induzione: si ottiene avvicinando il materiale da magnetizzare a una calamita.


IMPORTANTE: in generale, la magnetizzazione del ferro è temporanea, ovvero il ferro si smagnetizza dopo poco tempo, mentre quella dell’acciaio (ferro contenente piccole percentuali di carbonio) è permanente.


Proviamo a comprendere come si magnetizza l’acciaio. Possiamo pensare che al suo interno siano presenti magnetini disposti in modo completamente disordinato, che invece si allineano quando vengono in contatto con un magnete. Lallineamento dei magnetini elementari costituisce la magnetizzazione dell’acciaio.


magnet_acciaio_1


magnet_acciaio_2


Poiché il fenomeno osservato per l’acciaio non si manifesta in tutte le sostanze, si  comprende perché alcuni materiali si possono magnetizzare e altri no.


3. Come mai la Terra si comporta come un magnete pur non essendo di ferro o di acciaio?"


Eh no, miei cari bambini, la nostra cara vecchia Terra contiene invece tanto ferro nel suo nucleo!


Il nucleo è la zona più interna del nostro pianeta, ha un raggio di circa 3.478 chilometri. Secondo le teorie più recenti, il nucleo è composto da ferro e nichel che sono minerali ferromagnetici, con presenza di potassio e zolfo.


Se ciò fosse esatto, il ferro sarebbe l'elemento più abbondante presente nel nostro pianeta. Sembra che la temperatura del nucleo si aggiri intorno ai 4.000-4.500 °C. Una temperatura elevatissima alla quale fondono molti metalli come appunto il ferro e il nichel.


Il nucleo, a sua volta, si divide in due regioni. In quella più esterna, le rocce sono allo stato fuso per via delle elevatissime temperature. Il nucleo interno, invece, è solido: la materia è talmente compressa che i materiali contenuti non riescono a fondere!


interno terra


L'origine del campo magnetico terrestre è da ricercarsi nella parte esterna fluida del nucleo. La parte interna solida è ricca di ferro e nichel, che sono minerali come già detto ferromagnetici, ma si trova a una temperatura elevatissima alla quale anche il ferro e il nichel cessano di essere magnetici.


Perciò si pensa che il campo magnetico terrestre sia generato da correnti elettriche che circolano nel nucleo liquido


4. Perché l'ago magnetizzato della bussola si orienta approssimativamente verso il Polo Nord terrestre? 


La Terra è in definitiva un gigantesco magnete naturale, con un suo polo Nord e polo Sud vicini ai poli geografici, anche se non coincidenti con essi. E’ questo il motivo per cui l’ago magnetizzato della bussola si orienta sempre in direzione nord-sud.


Provo a precisare.


Oltre ai due poli geografici ( Nord e Sud), la Terra possiede anche due poli magnetici. Proprio come in un piccolo magnete di ferro, le linee di forza del campo magnetico terrestre escono dal polo nord magnetico e rientrano nel polo sud.


La bussola orienta il suo ago magnetizzato nella direzione delle linee di forza. La posizione del polo geografico non coincide però con quella del polo nord magnetico: la distanza che separa i poli magnetici da quelli geografici è infatti di circa 1500 km.


terra-bussola


Ci sarebbero altre questioni da precisare, ma alla vostra età è sufficiente quanto illustrato. Approfondirete, nel corso degli studi successivi.


Mi auguro di essere stata sufficientemente chiara…, se  in futuro avrete domande difficili su altri argomenti, sarò ben lieta di rispondere.


A presto!




*****

Da YouTube: Il magnetismo terrestre



ALTRE RISORSE IN RETE


- Fenomeni magnetici : materiali e schede didattiche



16 commenti:

  1. Al Cosmocaixa di Madrid c'era una sostanza liquida que quando magnetizzava solidificava.

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  2. @mirabilia2000: benvenuto! Ti ricordi che cosa fosse questa sostanza straordinaria?


    @sacchett: ricambio il saluto:)

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  3. Questo post è veramente bellissimo. Sarà perchè il magnetismo è la cosa che più mi appassiona e quindi mi è piaciuto un sacco, ma comunque siete stati veramente bravissimi. Complimenti!!!!!!

    Alessandro C.

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  4. Ciao Annarita, mi ha fatto molto piacere la tua visita su Terra di Mezzo e mi piacerebbe continuare ad avere contatti con te. Come forse avrai visto non mi occupo solo di Apprendimento cooperativo, ma anche di Scienze.

    Ciao

    Carmelo

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  5. Argomento molto interessante e coinvolgente. Che prende grandi e piccini. Ciao Annarita.

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  6. Alessandro, non avevo dubbi che l'argomento ti coinvolgesse, curioso come sei:)


    Carmelo, certamente:). Mi fa piacere avewre scambi con insegnanti motivati e in gamba. Ci sentiamo presto:)

    Annarita


    Alberto, hai ragione. Il magnetismo è una tematica irresistibile.

    A presto:)

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  7. Davvero ben fatto l'articolo! Lo segnalerò alle colleghe di scienze! Un abbraccio. Antonio

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  8. Adesso ha le ide più chiare perfino questo allievo di di 58 anni che ti ringrazia tanto e che è tanto felice quando passa nei tuoi blog dove trova sempre qualcosa che non sa.

    Grazie Annarita.

    Enzo

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  9. ogni giorno ci stupisce, prof., con nuovi, articoli belli, interessanti come questa semplice risposta che ha dato a questi ragazzi di terza elementare molto curiosi, come bambini piccoli alla scoperta del mondo.

    congratulazioni prof., perchè è riuscita a spiegare un argomento così difficile a dei bambini di terza elementare.

    congratulazioni davvero.


    simone r. e davide c.

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  10. @Antonio: grazie! Un abbraccio anche a te:)


    @Enzo: caro allievo di 58 anni, dai i punti agli allievi quattordicenni!;)


    @simone e davide: grazie dei complimenti, ragazzi. Sono contenta che abbiate apprezzato l'articolo.

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  11. Articolo molto interessante ed educativo...

    Certo che questi "bambini" di terza hanno proprio delle belle curiosità!

    Ancora complimenti a lei, prof, che è riuscita a dare spiegazioni così chiare e semplici, facili da comprendere anche per loro, ma, tuttavia, in modo scientifico e specifico!


    Miriam A. & Agnese L.

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  12. Eh, sì! Miriam, Agnese, i ragazzini di "splash ragazzi" sono proprio in gamba:). Grazie per i complimenti, care ragazze:).

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  13. bello il tuo blog! un altro pò di matematica e scienze per bambini più o meno cresciuti. Ho una domandina per te da matematico bimbo a prof: hai scritto "Prima di rispondere alle domande, cari bambini, proverò a spiegare che cos’è il magnetismo, in maniera adatta a ragazzi giovani come voi."; non sarà che "maniera adatta a ragazzi giovani come voi" sia un paradigma sovrautilizzato che ha portato l'italia ai penultimi posti in matematica e scienze secondo l'ultima indagine pisa-ocse? *baciuzzolino*

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  14. "..maniera adatta a ragazzi giovani come voi" sia un paradigma sovrautilizzato che ha portato l'italia ai penultimi posti in matematica e scienze secondo l'ultima indagine pisa-ocse?"


    Caro MADMATH, intanto benvenuto!Non saprei assicurarti se il paradigma da te citato sia stato sovrautilizzato al punto da sortire l'effetto disastroso comprovato dall'indagine PISA-OCSE. Potrebbe essere, ma ci sono altre ragioni per il fallimento dei nostri ragazzi, in questa competizione internazionale, non solo nelle scienze, ma anche in matematica, lettura e problem solving.


    Nello specifico della mia affermazione, da te citata, la sua ragione di essere sta nel fatto che il mio post è dedicato eccezionalmente a bambini di otto anni, che indubbiamente non sono in possesso dei requisiti mentali e formali dei ragazzi di 13 anni, ai quali insegno.


    Non sono per la linearità del pensiero, bensì per la sua complessità che non significa complicazione;).


    Fatti un giro anche sul mio blog di matematica e leggi qualche post:

    http://lanostramatematica.splinder.com


    A presto:)

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  15. utente anonimo25 aprile 2011 14:15

    Grazie mille!!!! Questo blog é stupendo!

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