El objetivo de esta demostración es ilustrar la interacción magnética que se produce de forma natural en ciertos minerales de hierro y también entre cuerpos que han sido sometidos previamente a la acción de un campo magnético externo (proceso de imantación).
El origen del conocimiento de la interacción magnética o magnetismo se remonta a varios siglos antes de Cristo, cuando el hombre observó que existen ciertos minerales de hierro que tienen la propiedad de atraer pequeños trozos de hierro. Uno de estos minerales, la magnetita, es una roca negra de origen volcánico formada fundamentalmente por óxidos de hierro y cuyo nombre proviene de la ciudad de Magnesia, en Asia Menor, donde se encontraban los principales yacimientos. A pesar de que la magnetita es el único material donde se puede observar de forma natural el magnetismo, existen también otros cuerpos, que después de someterse a la acción de un campo magnético externo, lo que se conoce como proceso de imantación, son capaces de atraer trozos de hierro. Estos cuerpos se llaman imanes.
Se observa que el magnetismo se concentra en los extremos de un imán , que se designan polo norte y polo sur . Entre los polos de dos imanes se ejercen fuerzas a distancia. Estas fuerzas son atractivas cuando la interacción se produce entre polos de distinto nombre y son repulsivas si la interacción se produce entre polos de igual nombre. También es posible observar la existencia de la fuerza magnética cuando se colocan dos imanes , uno a continuación del otro, en un eje vertical. La fuerza entre los polos opuestos es tan grande que el segundo imán queda flotando en el aire, en reposo en el punto donde la fuerza de repulsión entre los dos imanes es igual al peso del imán superior. Si acercamos más los dos imanes , la fuerza de repulsión aumenta y se hace mayor que el peso, por lo que el imán asciende y se para en el punto de equilibrio.
Otro de los fenómenos conocidos desde la antigüedad es que si una aguja magnética se deja girar libremente siempre señala la dirección Norte-Sur. La primera explicación de este hecho fue dada hacia 1600 por Gilbert, médico de la Reina Isabel I de Inglaterra, que publicó el libro “De Magnete”, primer estudio científico sobre el magnetismo terrestre y el magnetismo en general. Gilbert consideró a la Tierra como un gran imán natural cuyos polos magnéticos son próximos a los polos norte y sur geográficos. El polo sur de este gran imán que es la Tierra es el que está cerca del polo norte geográfico y, por tanto, es el que señala el polo norte de la aguja imantada. El conocimiento de este fenómeno dio lugar al desarrollo de la brújula, un dispositivo que señala siempre el norte.
Cuando se acerca un imán potente a la brújula podemos observar que el polo norte de la aguja de la brújula es atraído por el polo sur del imán . Si se cambia la orientación del imán respecto a la brújula se puede observar que ahora el polo norte del imán repele al polo norte de la aguja y atrae a su polo sur. Esto se debe a que la atracción del imán es más fuerte que la que ejerce la Tierra sobre la brújula.
