Luku 33. Magnetismi
Taustatiedot
Aloitus
Aluksi kannattaa kysellä oppilailta, missä arkisissa tilanteissa voi törmätä erilaisiin magneetteihin. Sitten voi vaikka kysyä, "mikä on maailman suurin magneetti". Tämän jäkeen kannattaa näyttää video maailman suurimmasta magneetista, maapallosta.
Luvun tavoitteena on:
- oppia magneettisen kappaleen ominaisuudet
- oppia, miten magneetit vaikuttavat toisiinsa, magneettinen vuorovaikutus
- oppia mihin kestomagneetin ominaisuudet perustuvat
- oppia kompassin toimintaperiaate ja maapallon magneettiset kohtiot
- oppia, miten erilaiset metalliesineet voidaan tehdä tilapäisesti magneettiseksi
Arvio luvun käsittelyyn kuluvasta ajasta: 1-2 oppituntia
Kokeellisuus
Kestomagneetin magneettikenttää voidaan tutkia esimerkiksi laittamalla voimakkaan kestomagneetin päälle läpinäkyvä muovilevy, jonka päälle ripotellaan rautajauhetta. Todetaan rautajauhehippujen asettuvat järjestykseen magneetin kentttäviivojen suuntaiseksi. Saman voi tarkastaa myös korvaamalla rautajauhe pikkukompasseilla.
Oppilastyö 2:
Tutkitaan miten kahden kestomagneetin eri kohtiot käyttäytyvät keskenään. Todetaan samanlaisten kohtioiden hylkivän toisiaan ja erilaisten kohtioiden vetävän toisiaan puoleensa.
Oppilastyö 3:
Hangataan rautalankaa kestomagneetilla ja todetaan rautalangan magneettisuus nostelemalla pieniä rautanauloja ymv.
Tehtävien ratkaisut
33A. Sauvamagneetin katkaisu
Sauvamagneetin pohjoiskohtio on maalattu punaiseksi ja eteläkohtio valkoiseksi. Miten sauvamagneetille käy, kun se katkaistaan keskeltä kahtia?
Ratkaisu
Syntyy kaksi pienempää kestomagneettia, joissa on pohjois- ja etelänavat. Värillä ei ole merkitystä, vaikka uusi sauvamagneetti olisikin kokonaan valkoinen tai punainen.
33B. Magneettien voimavaikutukset
Käytettävissäsi on kaksi samanlaista materiaalia omaavaa kestomagneettia, joista toisen massa on kymmenen kertaa suurempi kuin toisen magneetin. Asetetaan magneettien samannimiset kohtiot vastakkain. Vaikuttaako suurempi massainen magneetti a) kymmenkertaisella b) yhtä suurella c) kymmenesosalla d) ei millään voimalla pienempään magneettiin?
Ratkaisu
b) yhtä suurella voimalla.
33C. Selvitä
Mistä magneetti-nimitys on saanut alkunsa?
Ratkaisu
Väitetään, että sana magneetti johtuu Vähässä-Aasiassa (nyk. Turkissa) sijaitsevan Manisan kaupungin vanhasta nimestä Magnesia ad Sipylum. Kaupungin läheisyydestä löydettiin vanhalla ajalla voimakkaasti magneettista rautamalmimineraalia, magnetiittia.
33D. Selvitä II
Mitä metalleja voit löytää magneetin avulla?
Ratkaisu
Esim. rautaa, nikkeliä ja kobolttia
33E. Koeputki ja magneetit
Pystyssä olevaan koeputkeen pudotetaan kaksi sauvamagneettia siten, että samanmerkkiset kohtiot ovat vastakkain. Miten jälkimmäiselle magneetille käy?
Ratkaisu
Jälkimmäinen magneetti jää leijumaan ilmaan.
33F. Sauvamagneetin kohtiot
Miten selvität sauvamagneetin eri kohtiot?
Ratkaisu
Laitetaan sauvamagneetti vesiastiaan kellumaan siten, että magneetin alla on kelluvaa materiaalia. Magneetti asettuu Maan magneettikentän suuntaiseksi, pohjoiskohtio maantieteellistä pohjoista kohti eli maapallon magneettista etelänapaa kohti.
33G. Metalliesineen pelastaminen
Mieti, miten saat pieneen syvään reikään pudonneen metalliesineen esim. klemmarin pois reiästä, kun käytössäsi on sauvamagneetti, joka ei mahdu reikään. Kokeile käytännössä!
Ratkaisu
Käyttämällä esimerkiksi rautalankaa, joka magnetoidaan sauvamagneetin avulla.