ISTITUTO COMPRENSIVO TRENTO 5
Scuola secondaria di primo grado “G. Bresadola”
OPEN DAY SCIENZE
terza edizione
a.s. 2016/2017
19 dicembre 2016
Il FerroFluido
SOFIA MARINI
JENNIFER HUARCAYA
classe 1C
Pourpose & Question
Questo esperimento sui fluidi rientra nel più
generale argomento del magnetismo, cioè di
quei comportamenti della materia che sono
caratteristici dei magneti. Il nome deriva dal greco
μαγνήτης λίθος (magnétes líthos) cioè "pietra di
Magnesia", dal nome di una località dell'Asia
Minore, nota sin dall'antichità per gli ingenti
depositi di magnetite.
Pourpose & Question
L'obiettivo dell'esperimento è quello di osservare e
documentare il fenomeno del magnetismo applicato
ai fluidi, rispondendo principalmente a queste
domande:
1. E' possibile produrre ferrofludio?
2. Come si comporta un ferrofluido sottoposto ad un
campo magnetico di diversa entità e tipologia?
3. Cosa accade
nell'acqua?
ad
un
ferrofluido
inserito
Hypothesis
Nella nostra ipotesi un ferrofluido può essere
prodotto a partire da elementi di base come:
• toner magnetico
olio vegetale
tensioattivo
Hypothesis
Ipotizziamo che il ferrofluido presenti un
elevato magnetismo se sottoposto ad un
campo
magnetico
di
diversa
entità,
producendo delle forma “spike” che si
modellano sulle linee di forza del campo.).
Hypothesis
Ipotizziamo inoltre che un ferrofluido
immerso in acqua conservi totalmente
la sua capacità di reazione con un
campo magnetico attraverso cui è
possibile controllarne gli spostamenti.
Materials
Ferrofluido prodotto da toner
Piccola ciotola trasparente
Flaconcino trasparente
Vite / bullone
Neodimio
Magnete permanente
Elettrocalamita
Homemade ferrofluid
Polvere di toner magnetico
Olio di semi
Contentitore dal 250ml
Bastoncino di legno
Boccetta con pipetta
Procedure / 1
Nel primo test verificheremo la reazione del ferrofluido a tre diversi tipi di
magnete. Nel secondo verificheremo il comportamento del ferrofluido
immerso in acqua e sottoposto al campo magnetico.
Test 1
1. Versare 10 ml di ferrofluido nel piccolo contenitore.
2. Osservare lo stato del fluido
3. Avvicinare il magnete permanente al fondo del contenitore registrando i
cambiamenti di stato del fluido alle diverse distanze dal magnete.
4. Rimuovere il magnete permanente ed avvicinare quello al neodimio al
fondo del contenitore registrando i cambiamenti di stato del fluido alle
diverse distanze dal magnete.
5. Spostare il magnete al neodimio vicino alla superficie del ferrofluido,
attrarre una piccola parte del fluido ed osservare i cambiamenti di stato
del fluido attaccato al neodimio.
6. Rimuovere il magnete al neodimio ed avvicinare l'elettrocalamita al
fondo del contenitore registrando i cambiamenti di stao del fluido alle
diverse distanze del magnete
Procedure / 2
Test 2
1. Riempire quasi totalmente di acqua il flaconcino contenitore
2. Versare 5 ml di ferrofluido nella provetta.
3. Osservare lo stato del fluido
4. Avvicinare il magnete e muoverlo per tutta la lunghezza del
flacone registrando i cambiamenti di stato del fluido.
Results / 1
I risultati degli esperimenti condotti sul ferrofluido
immerso in diversi di tipi di campi magnetici
hanno
confermato
le
ipotesi
del
progetto
mostrando l'elevata reazione del ferrofluido ai
campi magnetici e il chiaro rapporto tra le forme
“spike” assunte dal fluido e la stessa intensità di
campo.
Results / 1
Una misura della deformazione del ferrofluido, prodotta dai campi
magnetici, richiederebbe la stima esatta della superficie del
ferrofluido nella forma di “spike”. Tale misura non è però
realizzabile
con gli strumenti a nostra disposizione. Risulta
evidente però dall'esperimento, come il ferro fluido consenta la
visualizzazione del campo magnetico e che la sua deformazione
sia del tutto dipendente dall'entità delle linee di forza del campo.
La stessa densità del liquido risulta modificata quando il liquido
viene a contatto diretto con il magnete di neodimio.
Results / 1
Nel
secondo
test,
si
è
osservato
il
comportamento del fluido magnetico all'interno
dell'acqua.
Appena
si
è
inserito
il
fluido
nell'acqua si è formata una bolla e avvicinando il
magnete si è potuto notare come i cambi di stato
del ferrofluido in presenza di campi magnetici
siano rimasti gli stessi del precedente test.
Results / 2
Magnete
Quantità
ferrofluido
Quantità
acqua
Superficie del
ferrofluido
Osservazioni
Test 1
Permanente
10ml
X
Superficie ad anello
con numerosi “spike”
La forma della superficie del liquido con
l'avvicinarsi del magnete assumendo
una forma ad anello che ripercorre le
linee di forza del magnete con numerosi
“spike”
Neodimio
10ml
X
Magnete sotto:
superfice allungata
con numerosi “spike”
Il liquido addensato sopra la punta del
magnete si comporta come una specie
di “solido” a cui può anche essere
impressa una rotazione
Magnete sopra:
superficie sferica
addensata sulla punta
del magnete
Elettrocalamita
10ml
X
Superfice semisferica
con numerosi “spike”
Test 2
Permanente
5ml
150ml
Sperficie raccolta
nelpunto di
applicazione del
megante con “spike”
Il ferrofluido si muove nell'acqua con
reazioni al campo magnetico simili al
caso 1. Il fluido risulta facikmente
trasportabile dal campomagnetico
Neodimio
5ml
150ml
Sperficie raccolta
nelpunto di
Il ferrofluido si muove nell'acqua con
reazioni al campo magnetico simili al
Results / 3
Conclusions
L'esperimento ha permesso di fornire le risposte ai
quesiti posti, confermando l'elevato magnetismo del
ferrofluido prodotto e come esso sia risultato
fortemente condizionato dai campi magnetici con
cui è entrato in contatto.
Le tre tipologia di campo differenti per entità e
modalità di produzione hanno fornito indicazioni
precise su come il ferrofluido interagisca con essi.
Conclusions
E' risultato chiaro che la reazione del fluido non
dipende dalla modalità di produzione del campo, ma
solo dalla sua entità. Nel suo stato liquido iniziale,
se sottoposto ad un elevato campo magnetico,
come nel caso del neomidio, il ferrofluido passa ad
una specie di stato solido con una propria forma e
densità dipendente dal campo magnetico applicato.
Conclusions
La prova con l'acqua ha inoltre dimostrato che la
reazione del ferrofluido ai campi magnetici risulta
inalterata anche se immerso nell'acqua.
Come pure risulta inalterata la sua dipendenza di
forma e densità dall'intensità dei campi magnetici
utilizzati.
