Il magnetismo è un'area di contenuto di scienze fisiche che viene tipicamente affrontata durante i gradi elementari, in particolare la scuola materna fino alla quarta elementare. Alcuni argomenti che gli studenti apprendono comprendono le proprietà di base dei magneti, i tipi di materiali che sono attratti da magneti, campi magnetici ed elettromagneti. I progetti scientifici e gli esperimenti in classe offrono agli studenti opportunità pratiche per osservare e investigare proprietà e comportamenti magnetici.

Introduzione ai magneti

Gli studenti possono iniziare a esplorare il concetto di magnetismo nella scuola materna o prima elementare quando imparano a spingere e tirare. Gli studenti apprendono che i magneti attirano alcuni oggetti metallici e applicano questo concetto in attività semplici e pratiche. Gli studenti usano i magneti per barra per tirare fermagli metallici su un pezzo di carta e osservano che il magnete può tirare le graffette senza toccarle.

Proprietà dei magneti

Gli studenti costruiscono su ciò che hanno già imparato o osservato sui magneti testando una varietà di oggetti fatti di materiali diversi per scoprire se un magnete li attrae. Gli studenti testano oggetti metallici e non metallici come forcine, bottoni metallici, pastelli, blocchi di legno e bicchieri di carta. Gli studenti classificano gli oggetti per mostrare quali attraggono il magnete e registrano le loro osservazioni su un grafico. Gli studenti possono anche usare due magneti per osservare come i poli opposti dei magneti attraggono e come i poli si respingono e quindi formano una definizione operativa di magneti in base alle loro proprietà osservabili.

Campi magnetici

Ogni magnete è circondato da un campo magnetico. Il campo magnetico è più forte attorno ai poli e si estende attorno al magnete in linee di campo magnetico. Gli studenti possono costruire un visualizzatore di campi magnetici e utilizzare le limature di ferro per vedere le linee del campo magnetico generate da un magnete. Per creare un visualizzatore di campi magnetici, gli studenti mettono una piccola quantità di limatura di ferro in una scatola di plastica e coprono la scatola con un foglio di plastica trasparente che viene fissato alla scatola con del nastro. Quando gli studenti posizionano un magnete sul coperchio della scatola, il campo magnetico del magnete attira le limature di ferro che si allineano sulle linee del campo magnetico. Gli studenti possono eseguire questo test con magneti di diverse forme e punti di forza e confrontare i risultati.

Elettromagneti

Mentre gli studenti continuano a studiare i magneti, apprendono la relazione tra magnetismo ed elettricità. L'elettricità che fluisce attraverso un filo produce un campo magnetico. La forza magnetica viene rafforzata avvolgendo il filo attorno a un pezzo di ferro o acciaio. Gli studenti più grandi possono costruire i propri elettromagneti usando un bullone metallico, un filo isolato e una batteria D-cell. Dopo aver avvolto il filo attorno al bullone, gli studenti attaccano le estremità esposte del filo alla batteria e la fissano con del nastro isolante. Gli studenti possono sperimentare con il loro elettromagnete spegnendolo e riaccendendo, scoprendo quanti graffette attira e aumentando la forza del suo campo magnetico aumentando il numero di bobine.