domingo, 21 de febrero de 2016

376 Un mar de lentejas

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente con lentejas, una bola de acero y una pelota de ping-pong.

Llenamos un recipiente con lentejas dejando una pelota de ping-pong atrapada entre las lentejas. Luego colocamos una bola de acero sobre la las lentejas.

Si agitamos el recipiente vemos que la bola de acero se hunde y que la pelota de ping-pong sale a la superficie.

Explicación
Al sacudir el recipiente la bola de ping-pong genera un hueco debajo de ella que es ocupado por las lentejas de menor tamaño. Dichas lentejas impiden que la pelota de ping-pong recupere su lugar original y se genera un movimiento ascendente.

Este fenómeno, característico de la materia granular, se denomina efecto de las nueces de Brasil y consiste en la tendencia de las partículas de mayor tamaño de una mezcla a ascender a la superficie cuando la mezcla es sometida a vibraciones verticales.

La bola de acero es más densa que las lentejas y se hunde al agitar la mezcla. 



4 comentarios:

Unknown dijo...

Hola,muy buenas las experimentaciones. Me sirven de mucho. Soy docente en Buenos Aires Argentina.

Manuel Díaz Escalera dijo...

Gracias por escribir y un saludo

Eynar Oxartum dijo...

Con todo el respeto, porque el blog me parece genial, pero creo necesaria una corrección a modo de crítica constructiva. El efecto de las nueces de Brasil es aplicable sólo cuando las partículas de distinto tamaño tienen una densidad similar. En este caso no es aplicable, dado que la pelota de ping pong tiene una densidad mucho menor que la de las lentejas, por lo que esta última es la causa principal de que la pelota de ping pong suba (y la misma razón por la que la bola de acero baja).

Refinando un poco la explicación, diría que, en general, a primer orden, la razón de que suban o bajen los distintos materiales se debe a la densidad (por el principio de Arquímedes, aunque modificado, ya que en realidad no se trata de líquidos, pero cuando se agitan se asimilan a líquidos, ya que se simula el movimiento browniano). La contribución a segundo orden sería el efecto nueces de Brasil que comentas. Cuando el primer orden es despreciable (es decir, cuando la densidad es parecida), entonces el efecto de segundo orden es el que se tiene que tener en cuenta (que es justo lo que sucede cuando se usan nueces de Brasil junto con otros frutos secos de desidad parecida pero menor tamaño).

Me quedo pensando en cuál sería una hipotética contribición a tercer orden, es decir, cuando tanto el tamaño como la densidad fueran similares, pero no una tercera propiedad. Por ejemplo, ¿influiría el color? ¿La carga? ¿La susceptibilidad magnética? ¿La forma?

Manuel Díaz Escalera dijo...

El tema es muy interesante y tengo en mente hacer otros experimentos. Gracias por la aportación y un saludo