Soy un físico espacial. He estado trabajando con un grupo de escolares (de entre 10 y 12 años) explorando el Sol, la Tierra y el sistema solar. Hemos hablado sobre algunos conceptos básicos del magnetismo y el hecho de que el campo magnético de la Tierra es vital para protegernos del viento solar. Sin embargo, un estudiante astuto quería más información sobre cómo funcionaba exactamente. Después de todo, los imanes con los que estaba jugando parecían atraer solo a otros objetos, a menos que el objeto fuera un imán y tratara de juntar polos iguales. Sugirió que tal vez el viento solar estaba formado por pequeños imanes, pero luego sugirió correctamente que si esto fuera cierto, ¿simplemente se darían la vuelta si estuvieran alineados de manera incorrecta y aún así se sentirían atraídos por la Tierra?
Por supuesto, lo que realmente está sucediendo es la fuerza de Lorentz debido a la ionización del viento solar (y otras partículas de alta energía). Hice un intento de explicar la fuerza de Lorentz en los términos más simples posibles, ¡pero no creo que haya tenido mucho éxito!
He estado pensando en cómo se podría mostrar esto con una demostración simple, donde por simple descarto cualquier uso de haces de electrones (tubos de rayos catódicos, etc.). Esta es una escuela primaria sin acceso a dicho equipo (y tampoco tengo acceso a través de mi trabajo). En caso de apuro, un viejo televisor CRT o un monitor de computadora podría ser útil, pero llegué unos años tarde. Todo son pantallas planas en la escuela. Podríamos jugar con algunos motores y generadores simples, pero me temo que es un poco abstracto tratar de conectar conceptos desde allí con el viento solar y la magnetosfera. He trabajado con estudiantes de secundaria que han tenido dificultades para familiarizarse con los motores y generadores, así que creo que eso podría ser una confusión adicional para un niño de 12 años.
¿Alguien tiene una explicación simple o una demostración de la fuerza de Lorentz tal como se aplica en la protección del viento solar por el campo magnético de la Tierra?
Es una tarea muy difícil explicar realmente la fuerza de Lorentz a un niño de 12 años. De hecho, el concepto de fuerza por sí solo no es tan simple, y mucho menos el tipo Lorentz.
He trabajado en el Museo de Ciencias durante un tiempo y llegué a la conclusión de que no hay necesidad de explicarlo todo. Debe abordar los sentimientos y la imaginación de esa audiencia envejecida, no su cerebro. Pero ya lo sabes.
Ahora, no sé cómo explicar la fuerza de Lorentz en un marco cosmológico. Sin embargo, hay pocas demostraciones simples de la fuerza de Lorentz que puedas hacer. El mejor se demuestra en este video por (el más grande) Prof. Walter Lewin del MIT (alrededor de las 12:00). Tal vez puedas usar esta demostración y de alguna manera trazar un paralelo entre la corriente en el cable y el viento solar.
También puede visitar este sitio . Tal vez podrías aplicar algunos de los conceptos que encuentres allí. Incluso hay una instrucción para la demostración cosmológica en la parte inferior, aunque el equipo no es tan simple.
Espero que esto ayude.
Nick Moore lo hizo clic para mi hija de 12 años. Ella entiende y puede explicar Lorentz Force muy clara y simplemente con poco o ningún esfuerzo. Empezó a analizar rápidamente la mayoría de los datos técnicos para su proyecto de ciencias de sexto grado sobre el motor homopolar. El campo magnético de la Tierra ahora tiene sentido para ella. Ella entiende cómo se forman las auroras boreales y por qué aparecen de la forma en que lo hacen. Fue increíble ver una bombilla científica brillar con tanta intensidad. Ahora se divierte y eso es todo...
David H.