sábado, 27 de diciembre de 2014

327 La cinta de Moebius

Para realizar nuestro experimento necesitamos un folio, una regla, un rotulador , unas tijeras y pegamento o cinta adhesiva.

En primer lugar recortamos unas tiras de papel de unos 2´5 cm de ancho.

Si se pegan los extremos de un tira de papel tenemos una cinta normal y corriente con sus dos caras y sus dos bordes. Pero si antes de pegar los extremos de la cinta de papel se da media vuelta a uno de los extremos se obtienen una cinta de Moebius.

Veamos las propiedades sorprendentes de la cinta de Moebius:

Si se pinta con un rotulador sobre la cinta de Moebius empezando por la aparente cara exterior vemos que al final queda pintada toda la cinta y no tiene realmente sentido hablar de la cara exterior y de la cara interior. La cinta de Moebius es una superficie con una sola cara.

Si se hacen unos pequeños cortes en la cinta de Moebius empezando por el borde superior vemos que al final todo el borde queda lleno de cortes de tijera y no tiene sentido hablar de borde superior y borde inferior. La cinta de Moebius es una superficie con un único borde.

Si se corta una cinta normal y corriente a lo largo se obtienen dos cintas. Pero si se corta una cinta de Moebius a lo largo se obtienen dos resultados diferentes dependiendo de dónde se efectué el corte.
Si se corta la banda de Moebius justo por la mitad se obtiene una cinta más larga pero con dos vueltas. Pero si no se corta justo por la mitad se obtienen dos cintas entrelazadas diferentes.


sábado, 20 de diciembre de 2014

326 La aguja de Buffon

Para realizar nuestro experimento necesitamos un folio, una regla, un rotulador y una caja de alfileres.

Sobre el papel se dibujan una serie de líneas paralelas con una separación igual a la longitud de uno de los alfileres. Luego se dejan caer sobre el papel de manera aleatoria 150 alfileres. Al dejar cae un alfiler sobre la hoja puede ser que corte alguna de las líneas o que no corte ninguna de las líneas.

Si se multiplica por dos el número de alfileres que se dejan caer sobre el papel "N" y se divide por el número de alfileres que corta alguna de las líneas "N´" se obtiene un valor aproximado para el número π.
π = 2N/N´


Explicación
La aguja de Buffon es un clásico problema de probabilidad matemática planteado por el matemático y naturalista francés Georges Louis Leclerc, conde de Buffon, en 1773. Es un método que permite obtener un valor aproximado del número π.

En mi caso dejé caer 150 alfileres sobre la hoja de papel y al cuarto intento conté 95 alfileres sobre alguna de las líneas paralelas. Con estos números se obtiene un valor para pi de 3´16.

Es importante que los alfileres se dejen caer de modo aleatorio


domingo, 14 de diciembre de 2014

325 Leyes de los gases con materiales caseros

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico, un globo pequeño y un recipiente con agua caliente.

En primer lugar llenamos un globo pequeño con aire y luego lo colocamos en la boca de la botella de manera que la mitad del globo quede en el interior de la botella.

Si apretamos la botella de plástico el globo sale de la botella. Y podemos lograr el mismo efecto metiendo la botella con el globo en un recipiente con agua caliente.

Explicación
El estado de un gas queda determinado por las siguientes magnitudes: cantidad de gas, presión, temperatura y volumen. Para una cierta cantidad de gas encerrado en un recipiente la presión, el volumen y la temperatura no son magnitudes independientes.

En la primera parte del experimento al apretar la botella de plástico deformable se reduce el volumen del recipiente y aumenta la presión del aire atrapado en la botella.

En la segunda parte del experimento al meter la botella en el interior del recipiente con agua caliente aumenta la temperatura del aire de la botella y aumenta la presión.

En los dos casos el aumento de la presión interna impulsa el globo fuera de la botella.

La Ley de Boyle establece que en un recipiente cerrado y a temperatura constante la presión del gas encerrado en el recipiente es inversamente proporcional al volumen:
Si el volumen aumenta disminuye la presión
Si el volumen disminuye aumenta la presión.

La Ley de Gay-Lussac establece que en un recipiente cerrado a volumen constante la presión del gas atrapado en el recipiente es directamente proporcional a la temperatura.
Si aumenta la temperatura aumenta la presión
Si disminuye la temperatura disminuye la presión

La teoría cinética permite explicar el comportamiento macroscópico y las leyes experimentales de los gases con una serie de postulados que describen el comportamiento microscópico de los gases.


domingo, 23 de noviembre de 2014

324 Una hélice mágica

Para realizar nuestro experimento necesitamos un lápiz con goma de borrar, cartulina, tijeras, cutter, un alfiler y un palito de madera.

En primer lugar recortamos de un trozo de cartulina una hélice de unos 5 cm de largo y luego le hacemos con el alfiler un agujero en el centro.

Con el cutter hacemos unas muescas pequeñas en el lápiz (no es necesario que las muescas sean muy profundas) y luego clavamos el alfiler con la hélice en la goma del lápiz.

Por último sujetamos el lápiz con una mano y con la otra frotamos el palito a lo largo de las muescas del lápiz. Se requiere algo de práctica para que la hélice gire con cierta velocidad.

Es normal que al principio la hélice se agite pero no gire. Si se presiona con un dedo sobre el lápiz al tiempo que se frota el palito se obtienen mejores resultados (ver vídeo). Se puede modificar el sentido de giro presionando con un dedo al otro lado del lápiz.

Explicación
La vibración que se produce al frotar el palito a lo largo de las muescas del lápiz se transmite por la madera al alfiler que, por rozamiento, hace que la hélice gire sobre su eje.

Por si te interesa, aquí te dejo una explicación muy completa del funcionamiento de la hélice mágica que encontré en el Museo de la Ciencia y el Juego de la Universidad Nacional de Colombia.



lunes, 10 de noviembre de 2014

323 Diferencia entre cambios físicos y cambios químicos

En los cambios físicos se altera el aspecto de las sustancias pero no su naturaleza, las sustancias siguen siendo las mismas.

En los cambios químicos unas sustancias se transforman en sustancias nuevas con propiedades diferentes.

Ejemplos de cambios físicos

Al disolver azúcar en agua se produce un cambio físico. La mezcla resultante contiene agua y azúcar pero no contiene sustancias nuevas.

Otro ejemplo de cambio físico son los cambios de estado. Por ejemplo la fusión de un cubito de hielo (agua en estado sólido) produce agua líquida. Cambia el aspecto pero la sustancia es la misma.

Ejemplos de cambios químicos

En ocasiones se puede reconocer un cambio químico por la aparición de un desprendimiento gaseosos. Es el caso de la reacción química del vinagre con bicarbonato que produce dióxido de carbono gaseoso. Si se añade el bicarbonato disuelto en agua la reacción es casi instantánea.


Otro ejemplo de cambio químico es la oxidación de un clavo de hierro en presencia del oxígeno del aire. El proceso es lento pero se puede acelerar si se coloca el clavo sobre un trozo de papel de cocina empapado de agua. En 24 horas ya se aprecia la aparición de una sustancia nueva de color naranja rojizo sobre el clavo.  


sábado, 1 de noviembre de 2014

322 Peonza sorprendente con canicas de cristal

Para realizar nuestro experimento pegamos cuatro canicas de cristal de manera que formen una pirámide tetraédrica. De esta forma se obtiene un trompo o peonza que puede girar sobre una de las canicas.

Sobre una superficie de cristal la peonza podrá girar sin caerse durante más tiempo

Explicación
Si colocamos nuestra peonza en posición vertical apoyada en una de las canicas vemos que el equilibrio es inestable y se cae seguro. Sin embargo, si la peonza gira con velocidad suficiente se mantendrá en equilibrio en posición vertical gracias al efecto giroscópico.

Además del movimiento de rotación sobre si misma la peonza presenta un movimiento de precesión cuando el eje de rotación da vueltas alrededor de la vertical. A medida que la velocidad de giro disminuye y la peonza se va parando aumenta la precesión y la peonza empieza a cabecear arriba y abajo. Finalmente pierde el equilibrio y cae.




lunes, 27 de octubre de 2014

321 Mezclar leche con coca cola

Para realizar nuestro experimento dejamos caer un poco de leche en un vaso con coca cola. Después de unas horas vemos que una sustancia precipita en el fondo del vaso.

Explicación
La caseína es una proteina que se encuentra en la leche. En un medio ácido se produce una reacción química y la caseína precipita. Añadiendo a la leche coca cola que contiene ácido fosfórico podemos lograr que precipite la leche al fondo del vaso. En la parte superior del vaso queda un líquido transparente.


Se puede lograr el mismo efecto añadiendo cualquier sustancia ácida como por ejemplo vinagre o zumo de limón.


jueves, 16 de octubre de 2014

320 ¿Por qué flotan los cuerpos?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso largo, agua, aceite Johnson, alcohol y papel de aluminio.

En primer lugar ponemos en el vaso agua, luego aceite y finalmente alcohol. El alcohol se deja caer con cuidado sobre el aceite para evitar que el agua y el alcohol entren en contacto y se mezclen. De esta forma tenemos en el vaso tres líquidos sin mezclare.

Luego preparamos cinco o seis bolitas pequeñas con un trozo de papel de aluminio. Para realizar correctamente nuestro experimento necesitamos que unas bolas estén más apretadas que otras. Podemos usar unos alicates para las bolas más apretadas.

Por último dejamos caer las bolitas en el vaso. Vemos que algunas bolas flotan sobre el alcohol, otras se hunden y algunas quedan flotando entre el aceite y el alcohol o entre el agua y el aceite.


Explicación
El agua es más densa y permanece en el fondo del vaso. El aceite es menos denso y flota sobre el agua sin mezclarse (son líquidos inmiscibles). El alcohol es el menos denso de los tres líquidos y permanece sobre el aceite sin mezclarse.

La densidad de la bolita determina si se hunde o flota. Si se aprieta poco la bolita tiene mucho aire atrapado en su interior, la densidad será pequeña y flotará en la superficie sobre el alcohol. Apretando más aumentamos la densidad y podemos lograr que la bolita se hunda o que quede flotando entre el agua y el aceite o entre el aceite y el alcohol.



viernes, 3 de octubre de 2014

319 Cómo apagar un fuego con dióxido de carbono

Para realizar nuestro experimento necesitamos zumo de limón, agua y bicarbonato.

En primer lugar preparamos una mezcla de agua y bicarbonato en un vaso pequeño. No se necesita mucha cantidad. Luego ponemos un poco de zumo de limón en un vaso largo. Por último dejamos caer un poco de la mezcla de bicarbonato y agua en el vaso con zumo de limón. Inmediatamente se forman unas burbujas. Si encendemos un palito de madera y luego lo metemos en el vaso vemos que la llama se apaga enseguida.


Explicación
El zumo de limón contiene ácido cítrico que reacciona con el bicarbonato produciendo una reacción química con desprendimiento de dióxido de carbono.

El dióxido de carbono se acumula en el vaso desplazando al oxígeno que permite la combustión. Si introducimos un palito de madera encendido la llama se apaga en la atmósfera rica en dióxido de carbono y pobre en oxígeno.


sábado, 20 de septiembre de 2014

318 La dureza del agua

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua destilada, agua del grifo, sal, tiza, un par de botellas de plástico pequeñas y detergente.

En primer lugar preparamos una mezcla de agua del grifo y sal. Luego ponemos en una botella de plástico un poco de dicha mezcla y en otra botella una cantidad igual de agua destilada. Por último añadimos unas gotas de detergente en cada botella y ponemos el tapón.

Si agitamos las dos botellas podemos ver que la botella que contiene agua con sal forma menos espuma que la botella con agua destilada.


Explicación
Según la cantidad de sales que contenga disueltos el agua se puede clasificar en blanda (poca cantidad) o dura (mucha cantidad). El agua destilada es un ejemplo de agua blanda y para el agua dura podemos utilizar una mezcla de agua con sal, agua mineral embotellada o una mezcla de agua con polvo de tiza.

Una forma muy simple de determinar la dureza del agua es utilizar detergente. El agua dura produce poca espuma en comparación con la cantidad de espuma que puede producir el agua destilada. Puedes analizar el agua del grifo de casa para ver el grado de dureza.

La utilización de aguas duras plantea algunos problemas en las casas:
1 El agua dura reduce la capacidad limpiadora del detergente.

2 El agua dura contiene minerales disueltos que poco a poco precipitan formando la cal del agua que se deposita en las conducciones, en la grifería, etc.



domingo, 14 de septiembre de 2014

317 ¿Qué sucede si soplas entre dos pelotas?

Para realizar nuestro experimento necesitamos una cañita y unas pelotas pequeñas y ligeras (por ejemplo de corcho o de ping pong).

Colocamos dos pelotas iguales sobre una superficie horizontal dejando entre las dos una separación de unos dos centímetros. Luego tomamos la cañita y soplamos muy fuerte justo entre las dos. Si las pelotas son ligeras vemos que se juntan.


Explicación
El aire que rodea las dos pelotas ejerce una presión (presión atmosférica) igual en todas direcciones.

El Principio de Bernouilli dice que al aumentar la velocidad del aire disminuye la presión.

Al soplar con la cañita se crea una corriente de aire entre las pelotas y disminuye la presión en esa región. La presión atmosférica superior que actúa desde el otro lado empuja a las pelotas una contra la otra.


Si la pelota tiene una masa apreciable la diferencia de presión no será suficiente para moverla. Para comprobarlo se puede repetir el experimento utilizando dos pelotas con diferente masa. En este caso al solplar entre las dos  la pelota más pesada tiende a quedarse quieta por la inercia.


viernes, 5 de septiembre de 2014

316 Aerodinámica casera

Para realizar nuestro experimento necesitamos un secador del pelo, unas tiras de papel, una botella con forma cilíndrica y otra botella con forma rectangular.

Necesitamos unas tiras de papel estrechas y ligeras que puedan sostenerse horizontalmente en el aire al incidir sobre ellas la corriente de aire que sale del secador del pelo.

Con las tiras de papel flotando horizontalmente en la corriente de aire que sale del secador aproximamos la botella rectangular. Podemos ver que la trayectoria de las tiras de papel no se modifica significativamente.

Si ahora aproximamos la botella cilíndrica a las tiras de papel podemos ver que la trayectoria se modifica y las tiras de papel se curvan siguiendo el contorno de la botella cilíndrica.


Explicación
En 1910 el ingeniero aeronáutico rumano Henri Coanda (1886 – 1972) descubrió que un fluido (gas o líquido) tiende a seguir el contorno de la superficie sobre la que incide (siempre que la curvatura de la superficie sobre la que incide el fluido y el ángulo de incidencia del fluido no sean muy grandes)


En el caso de la botella cilíndrica, su forma aerodinámica hace que la corriente de aire que sale del secador del pelo se pegue a la superficie de la botella y la rodee. Con las tiras de papel podemos ver fácilmente la trayectoria que sigue la corriente de aire.



domingo, 10 de agosto de 2014

315 Volatilidad del alcohol

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, alcohol, dos cucharillas de plástico, cinta adhesiva, cuentagotas y un trozo de cartón.

Con las dos cucharillas de plástico, la cinta adhesiva y un trozo de cartón podemos construir una pequeña balanza de dos platos.

Luego ponemos en una cucharilla un poco de agua y en la otra alcohol suficiente para equilibrar nuestra balanza. Pasados unos 5 o 10 minutos después de equilibrar nuestra balanza vemos que se rompe el equilibrio y la balanza cae del lado del agua.

Explicación
Inicialmente nuestra balanza está en equilibrio ya que cada cucharilla contiene el mismo peso (pero no la misma masa) de agua y de alcohol. El alcohol es menos denso que el agua y se necesita más cantidad para equilibrar una cantidad determinada de agua.

El agua y el alcohol que están en las cucharillas se evaporan pasando del estado líquido al gaseoso pero el alcohol, que es un líquido muy volátil, se evapora con mayor rapidez. En pocos minutos la diferencia de peso entre las dos cucharillas hace que la balanza caiga del lado del agua que contiene más peso ya que tarda más en evaporarse.


lunes, 4 de agosto de 2014

314 Lámpara de lava casera con azúcar, aceite y agua

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite vegetal, azúcar y un vaso.

Llenamos el vaso con agua y aceite en la proporción 4:1 (aproximadamente) y luego dejamos caer poco a poco tres o cuatro cucharillas de azúcar. Vemos que el azúcar cae al fondo del vaso arrastrando algo de aceite que rápidamente vuelve a subir a la superficie.

Explicación
El agua y el aceite son dos líquidos inmiscibles que no se mezclan. El aceite, menos denso, flota sobre el agua.

El azúcar cae al fondo del vaso arrastrando algo de aceite. Luego el aceite asciende a la superficie al disolverse en agua algo del azúcar que arrastra en la caída. Por otra parte, el aceite que cae se deposita poco a poco en el fondo del vaso y puede alcanzar una masa suficiente para que predomine la tendencia a ascender a la superficie.


miércoles, 16 de julio de 2014

313 El agua se resiste a caer

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella, una bolsa de plástico, agua, una tapadera de un frasco y una goma elástica

Llenamos media botella de agua y sustituimos el tapón por un trozo de plástico que sujetamos fuertemente a la botella con una goma elástica. Luego hacemos cuatro o cinco agujeros pequeños en el plástico, tapamos la salida de la botella con la tapadera y, sujetando bien con las dos manos, le damos la vuelta a la botella con la tapadera procurando que no salga agua. Por último retiramos la tapadera y vemos que el agua no cae de la botella.

Repetimos el experimento añadiendo nuevos agujeros o agrandando un poco los agujeros que tenemos. Vemos que sorprendentemente el agua tarda mucho en caer.

Explicación
En el agua en estado líquido existen fuerzas intermolecularas atractivas que mantienen a las moléculas unidas. En la superficie del agua dichas fuerzas generan una tensión superficial que hace que la superficie del agua se comporte como si fuera una membrana elástica.

Si por ejemplo se deja agua en un vaso existen, además de las fuerzas intermoleculares citadas, otras fuerzas atractivas entre las moléculas de agua y las paredes del recipiente. Si te fijas el agua sube un poco por las paredes del vaso.

En nuestro experimento estas fuerzas citadas permiten que el agua no caiga al colocar la botella boca a bajo. Dependiendo de la cantidad de agua de la botella y de la cantidad y tamaño de los agujeros el agua se mantendrá sin caer. Pero si te fijas bien en la botella boca a bajo, verás que algunas gotas de agua salen de la botella por los agujeros y se resisten a caer. Las fuerzas atractivas citadas son las que impiden que le agua caiga.

Por otra parte al salir algo de agua disminuye la presión del aire atrapado en la botella y la presión atmosférica superior ayuda a mantener la columna de agua sobre los agujeros. Si aprietas ligeramente la botella de plástico aumenta la presión interna y cae algo de agua.


sábado, 12 de julio de 2014

312 Semejante disuelve a semejante

Para realizar nuestro experimento necesitamos aceite mineral (aceite Johnson´s), agua, un colorante (por ejemplo tinta) y una bandeja.

Vierte en una bandeja una capa de agua y al lado otra capa de aceite mineral. Vemos que al entrar en contacto no se mezclan. Luego deja caer unas gotas de tinta sobre los dos líquidos. La tinta se difunde poco a poco en el agua pero en el caso del aceite permanece en la superficie formando una bolita.

Explicación
En el primer caso la tinta se extiende por el agua sin necesidad de remover. Las moléculas de agua están en constante movimiento aleatorio (teoría cinética molecular) chocando unas con otras y en su movimiento se mezclan con las moléculas del colorante.

En el segundo caso la tinta (que contiene agua y otras sustancias) no se mezcla con el aceite mineral y permanece flotando en la superficie formando una bolita.

El agua es una sustancia molecular polar (tiene un extremo de la molécula con carga eléctrica negativa y otro extremo con carga eléctrica positiva) que no se mezcla con sustancias apolares como el aceite. Las moléculas del aceite no presentan separación de carga eléctrica y por eso se llama apolar.


Las sustancias apolares (por ejemplo el aceite) no se disuelven en sustancias polares (por ejemplo el agua y la tinta). En general se puede decir que semejante disuelve a semejante.


domingo, 6 de julio de 2014

311 Monedas que cambian de color

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre, unas monedas de cobre, papel de cocina y un plato.

Pon un trozo de papel de cocina en un plato con algo de vinagre. Luego pon algunas monedas sobre el papel y cúbrelas con otro trozo de papel empapado en vinagre. Tenemos que esperar unas horas. Pasado ese tiempo vemos que el papel y las monedas experimentan un cambio de color.

Explicación
En condiciones normales la superficie de una moneda de cobre está cubierta de óxidos y de sales que se forman al reaccionar el cobre de la moneda con el oxígeno del aire.

El vinagre contiene ácido acético que reacciona con el óxido de cobre que recubre las monedas formando una sustancia llamada acetato de cobre (II) de color azul verdoso.


Para realizar el experimento es preferible utilizar monedas ennegrecidas por el óxido de cobre que monedas pulidas y relucientes.  


domingo, 29 de junio de 2014

310 El faquir y la cama de clavos

Para realizar nuestro experimento necesitamos cuatro palitos, cartón, un globo lleno de aire y una caja de chinchetas.

En primer lugar construimos una cama de faquir con cartón, cuatro palitos y unas chinchetas. Si colocamos un globo lleno de aire sobre la cama de chinchetas y luego ponemos algo de peso sobre el globo vemos que no explota.

Explicación
El efecto de una fuerza no depende sólo de su intensidad sino también de la superficie sobre la que se ejerce. Si la superficie es muy grande, el efecto de la fuerza se reparte por toda ella; si, por el contrario, la superficie es pequeña, la intensidad de la fuerza se concentra en ésta y su efecto deformador aumenta. En este caso decimos que la fuerza ejerce mayor presión.

En nuestro experimento empujamos el globo contra la base llena de chinchetas y vemos que no explota. La fuerza ejercida se distribuyó sobre todas las chinchetas y no había suficiente presión sobre ninguna de las chinchetas para que pudiera pinchar el globo.


A continuación empujamos el globo contra una única chincheta y vemos que explota. En este caso, toda la fuerza se concentra en un punto muy pequeño y la presión hace que la chincheta atraviese el globo y explote.

Algo parecido sucede cuando el faquir se acuesta sobre una cama llena de clavos muy juntos y todos de la misma altura. El peso del cuerpo se reparte entre la superficie de todos ellos y no le ocurre nada. Pero si se apoyara solo en unos pocos, el resultado sería muy doloroso.  


jueves, 19 de junio de 2014

309 Cómo limpiar monedas

Para realizar nuestro experimento necesitamos monedas sucias y estropeadas, sal y vinagre.

Con el paso del tiempo y el uso es normal que las monedas se estropeen y se deterioren.

Para limpiar una moneda ponemos algo de sal fina sobre la moneda, añadimos un poco de vinagre y luego frotamos la moneda con un paño. En unos segundos la moneda recupera el brillo característico de los metales.

También se puede utilizar un cepillo suave pero sin ejercer mucha presión para no rallar la superficie de la moneda

Explicación
El vinagre contiene ácido acético y la sal común que tenemos en casa es cloruro de sodio.

El ácido ataca el óxido de cobre que recubre la superficie del metal permitiendo que recupere su brillo característico. Y al frotar la superficie de la moneda con un paño los granitos de sal actúan como un abrasivo ligero que pule la capa superficial del metal.


martes, 17 de junio de 2014

308 Motor eléctrico casero

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca (4´5 V), hilo de cobre esmaltado, un imán, dos imperdibles, cinta aislante y papel de lija.

Procedimiento
Enrollamos el hilo de cobre en torno a un objeto cilíndrico para formar una pequeña bobina dejando en cada extremo unos 5 cm sin enrollar. Los extremos de la bobina formarán el eje de rotación y tienen que estar alineados y bien rectos.
Luego utilizamos la cinta aislante para sujetar los dos imperdibles a los dos terminales (electrodos o bornes) de la pila de petaca. Los imperdibles se sujetarán en posición vertical con los agujeros de los imperdibles en la parte superior.
Con el papel de lija retiramos el esmalte que cubre los extremos de la bobina de cobre.
Por último metemos los extremos rectos de la bobina en los agujeros de los imperdibles.

Al aproximar un imán la bobina gira sobre su eje. Si no gira inmediatamente podemos mover el imán o dar un ligero impulso a la bobina.

Explicación
Los motores eléctricos son máquinas que transforman la energía de la corriente eléctrica en movimiento (energía cinética).

Un conductor por el que circula una corriente eléctrica en el interior de un campo magnético experimenta una fuerza magnética. Con el diseño adecuado la fuerza magnética hace girar el conductor en torno a un eje de rotación.

En nuestro caso al colocar los extremos rectos de la bobina en los agujeros de los imperdibles completamos el circuito eléctrico y la corriente comienza a circular por la bobina. El imán proporciona el campo magnético y, con el diseño adecuado, la fuerza magnética produce el giro de la bobina. 


viernes, 30 de mayo de 2014

307 Truco con caja de cerillas

Para realizar nuestro experimento necesitamos una caja de cerillas.

Cuando dejamos caer una caja de cerilla desde una altura de unos 20 cm sobre una mesa lo normal es que la caja rebote en la mesa y no se sostengan en pie. 

Si abrimos un poco la parte superior de la caja de cerillas antes de soltar la caja sobre la mesa es muy posible que la caja quede de pie después de golpear la mesa.

Explicación
Cuando la caja de cerillas golpea la mesa se produce una pequeña deformación de la caja que consume parte de la energía de movimiento (energía cinética). Después de rebotar en la mesa la caja asciende con menos velocidad y menos energía cinética.

¿Qué sucede al abrir un poco la caja de cerillas antes de soltarla sobre la mesa?

Cuando la parte exterior de la caja de cerillas golpea la mesa la parte interior con las cerillas sigue bajando por la inercia y disipa la energía de movimiento (la energía cinética) debido a las fuerzas de rozamiento. Para que la caja quede de pie sobre la mesa tenemos que gastar toda la energía cinética de la caja de cerillas para que no rebote.

La parte interior de la caja de cerillas actúa como un amortiguador que disipa la energía del movimiento.


Se requiere algo de práctica para que el experimento salga correctamente.


sábado, 10 de mayo de 2014

306 Fantasma atrapado en una botella

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico con agua, un guante de látex, tijeras, rotulador permanente y una arandela metálica del tamaño de los dedos del guante.

Recortamos uno de los dedos de nuestro guante, decoramos el dedo con el rotulador  y luego metemos la arandela metálica  en la parte inferior. Se puede sustituir la arandela por otro contrapeso.

Luego metemos el dedo en la botella de plástico llena de agua. Para que el experimento funcione correctamente es necesario que quede algo de aire atrapado en el dedo y que flote en el agua pero prácticamente sumergido. Finalmente se tapa la botella con el tapón.


Cuando apretamos la botella se observa que el dedo se hunde hasta llegar al fondo. Si dejamos de apretar la botella el dedo asciende a la superficie.

Explicación
Antes de presionar la botella, el dedo con el peso flota debido a que su peso queda contrarrestado por la fuerza de empuje ejercida por el agua (principio de Arquímedes). Al apretar la botella se comprime el aire atrapado en la parte superior de la botella y en el interior del dedo. Entra agua en el interior del dedo, por lo que se produce un aumento del peso y el dedo se hunde. Al dejar de apretar la botella el agua sale del dedo que pierde peso y asciende a la superficie.

Para variar su peso y modificar la flotabilidad, los submarinos están equipados con tanques de lastre que pueden llenarse con agua tomada del exterior o aire a presión. Para sumergirse los submarinos abren los tanques de lastre que se llenan completamente de agua. Para emerger se llenan los tanques con aire a presión que desplaza el agua.


Y en FisQuiWeb  tienes una explicación muy completa por si quieres profundizar en el tema.


jueves, 8 de mayo de 2014

305 Agua oxigenada y patata

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua oxigenada, un trozo de patata cruda, una botella pequeña y una caja de cerillas.

Vertemos agua oxigenada en la botella de cristal y luego echamos unos trozos de patata cruda. Inmediatamente se forman unas burbujas en la superficie de la patata.

Después de echar los trozos de patata ponemos el tapón en la botella y esperamos un rato para que se acumule el gas. Si pasados unos minutos metemos una cerilla encendida en la botella vemos que se aviva la llama.

Explicación

Un catalizador es una sustancia que, incluso en cantidades muy pequeñas, modifica enormemente la velocidad de una reacción química, sin que ella misma sufra un cambio químico permanente en el proceso. Como un ejemplo consideremos la descomposición del peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) en agua y oxígeno. En ausencia de catalizador esta reacción se realiza muy lentamente. Muchas diferentes sustancias son capaces de catalizar la reacción, entre ellas la patata. El agua oxigenada se descompone gracias a la catalasa, una enzima presente en la patata. 

Podemos reconocer la presencia del oxígeno si metemos en la botella una cerilla y vemos que se aviva la llama (una atmósfera rica en oxígeno favorece la reacción de combustión).


martes, 29 de abril de 2014

304 Interacción entre el aluminio y los imanes

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente con agua, un imán, un trozo de hilo y un vasito de aluminio (por ejemplo los que se usan en repostería).

El aluminio es un metal que no es atraído por los imanes. Pero podemos lograr que un imán interaccione con el aluminio realizando el siguiente experimento.

Ponemos el vaso de aluminio flotando sobre la superficie del agua. Luego atamos el imán con un trozo de hilo y lo dejamos suspendido en el aire dentro del vaso de aluminio justo en el centro. Es importante que el imán no toque las paredes del vaso. Finalmente retorcemos el hilo para que el imán gire y vemos que el vaso de aluminio gira en el mismo sentido que el imán.

Explicación
Un imán colocado cerca del vaso de  aluminio genera un campo magnético constante en el tiempo que no produce ninguna interacción. Pero se puede producir un interacción con un campo magnético variable. Las leyes de la inducción electromagnética nos permiten explicar nuestro experimento.

Al girar el imán se genera un campo magnético variable que produce una variación del flujo magnético que atraviesa la superficie del vaso de aluminio (un conductor metálico). Dicha variación del flujo magnético produce una fuerza electromotriz (un voltaje) en el conductor y se genera una corriente eléctrica inducida (Ley de Faraday). La corriente inducida en el conductor genera un campo magnético inducido que se opone a la variación del flujo magnético (Ley de Lenz).  


Al mover el imán el vaso de aluminio tiende a girar para oponerse a la variación del flujo magnético.


jueves, 17 de abril de 2014

303 El caballo mágico

Para realizar nuestro experimento necesitamos un caballito de madera pequeño, una caja de cartón, una lámina de cristal y una lámpara.

Colocamos sobre una mesa la lámina de cristal en posición vertical. Detrás de la lámina ponemos la caja de cartón apoyada sobre una de sus caras y pegada a la lámina de cristal. Es importante para el éxito del experimento que el interior de la caja de cartón tenga poca luz.

Si colocamos nuestro caballito de juguete frente a la lámina de cristal vemos que otro caballito idéntico ocupa el interior de la caja. Si movemos frente al cristal el caballito de madera que está sobre la mesa vemos que el segundo caballito,  el que está dentro de la caja, repite los movimientos del primero. Pero si iluminamos fuertemente el interior de la caja con un foco vemos que, por arte de magia,  desaparece el segundo caballito 

Explicación
Cuando la luz procedente del caballito de juguete llega a la lámina de cristal parte de la luz se transmite, otra parte se refleja y una tercera parte es absorbida por el cristal y trasformada en calor. En un cristal de los que tenemos en casa la mayor parte de la luz es transmitida y una pequeña parte es reflejada.

Si se ilumina el caballito de juguete y se mantiene con poca luz la parte posterior de la lámina de cristal vemos que aumenta la luz reflejada y se aprecia mejor la imagen del caballito. Pero si se ilumina con un foco potente detrás de la lámina de cristal ya no será posible apreciar con nitidez la imagen del caballito.  Modificando la intensidad de la luz a uno y otro lado de la lámina de cristal podemos regular a nuestro gusto la cantidad de luz reflejada y transmitida.


Seguro que ahora comprendemos el papel tan importante que juega la luz en algunos de los trucos que realizan los ilusionistas


domingo, 6 de abril de 2014

302 ¿Por qué el humo sube por una chimenea?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un secador del pelo, un tubo de plástico transparente y una pelota de diámetro algo inferior al diámetro del tubo.

Colocamos el tubo en posición vertical dejando una pequeña separación entre la base del tubo y la mesa. Luego dejamos caer en el interior del tubo una pelota que tenga poco peso (por ejemplo de corcho). 

Si encendemos el secador del pelo y apuntamos sobre la salida del tubo la pelota asciende por el interior del tubo y sale disparada.

Explicación
El principio de Bernouilli que se aplica a los fluidos en movimiento establece que si aumenta la velocidad de un fluido disminuye la presión.

En nuestro caso el secador del pelo produce una corriente de aire que reduce la presión sobre la salida del tubo de plástico. La diferencia de presión entre la salida del tubo y la base impulsa el aire contenido en el tubo y la pelota asciende por el interior del tubo.

El aire caliente es menos denso y asciende por una chimenea pero el Principio de Bernouilli también juega un papel importante en el funcionamiento de una chimenea. El viento que sopla sobre la boca de una chimenea crea una diferencia de presión que extrae el aire de la chimenea y facilita la salida del humo y de los gases de la combustión. 


domingo, 30 de marzo de 2014

301 Hacer caer una moneda en una botella.

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella, una moneda, un palito de madera (o una cerilla) y agua.

Doblamos un palito de madera por la mitad sin romperlo. Luego colocamos el palito sobre el cuello de uno botella y ponemos, con mucho cuidado, una moneda pequeña sobre el palito doblado. Por último dejamos caer unas gotas de agua sobre el ángulo que forman los dos trozos del palito. En unos segundos se separan los dos trozos y la moneda cae en la botella.

Explicación
La madera tiene un comportamiento higroscópico y puede absorber agua por inmersión o de la humedad del ambiente. Si la madera absorbe agua se hincha y si la expulsa se contrae.

Al doblar  nuestro palito por la mitad sin romperlo los dos trozos quedan unidos por unas cuantas fibras de madera. Si dejamos caer unas gotas de agua sobre la unión de los dos trozos la madera absorbe agua, se hincha y el palito tiende a enderezarse.  


sábado, 15 de marzo de 2014

300 Ingravidez aparente

Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa y una bola pequeña.

Procedimiento
Deja una bola pequeña en una superficie horizontal.
Coloca encima de la bola una copa boca abajo.
Sujeta la copa por la base y haz girar velozmente la copa.
Levanta la copa cuando la bola empieza a girar en el interior de la copa

Vemos que la bola sube por las paredes de la copa y continúa girando sin caerse. 

Explicación
Cuando la bola gira rápidamente en el interior de la copa tiende a alejarse hacia el exterior por la fuerza centrífuga. Centrífuga quiere decir que “huye del centro”.  En realidad la fuerza centrífuga no es una verdadera fuerza y sus efectos son causados por la inercia, es decir, la tendencia del objeto que se mueve a conservar la dirección y la velocidad de su movimiento


Si la bola gira con la suficiente velocidad es capaz de subir por las paredes de la copa logrando un estado de  ingravidez o peso aparente cero


martes, 4 de marzo de 2014

299 Inflar un globo con vinagre y tiza

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre, unos trozos de tiza, una botella y un globo.

En primer lugar metemos en el globo unos trozos de tiza. Luego ponemos un poco de vinagre en la botella. Por último, colocamos el globo en la boca de la botella, dejamos caer los trozos de tiza y vemos que se libera un gas en el interior de la botella que poco a poco llena el globo.

Explicación
El vinagre contiene ácido acético que reacciona con el carbonato de calcio de las tizas liberando dióxido de carbono gaseoso. Poco a poco aumenta la presión en el interior de la botella y en cuestión de segundos el globo se infla.

Por otra parte, al reaccionar un sólido con un líquido la velocidad de la reacción química depende del grado de división del sólido ya que la reacción tiene lugar en la superficie de contacto entre el sólido y el líquido. Al triturar o reducir a polvo la tiza aumenta la superficie de contacto y la velocidad de la reacción química. Por lo tanto, podemos llenar el globo en menos tiempo reduciendo a polvo los trozos de tiza. 


sábado, 1 de marzo de 2014

298 Diferencia entre peso y presión

Para realizar nuestro experimento necesitamos arena fina, ceniza y un ladrillo (o algo parecido).

En primer lugar llenamos un recipiente plano con la arena fina y luego alisamos la superficie sin compactar la arena.

Un ladrillo tiene forma ortoédrica con 6 caras repetidas dos a dos. Tenemos, por lo tanto, tres formas distintas de dejar el ladrillo sobre la superficie de la arena y en cada caso el ladrillo se hunde a distinta profundidad.

Explicación
Si se deja el ladrillo sobre una superficie horizontal éste ejerce una presión sobre la base que depende del peso del ladrillo y de la superficie sobre la que se apoye. La presión sobre la base será mayor si se apoya el ladrillo sobre el lado que tenga el área más pequeña. En este caso el ladrillo se hundirá en la arena a mayor profundidad.

Algunos instrumentos están diseñados para producir una gran presión ya que las fuerzas que aplicamos actúan sobre superficies muy pequeñas (por ejemplo el filo de un cuchillo). Por el contrario, otros instrumentos están diseñados para producir una presión muy pequeña ya que las fuerzas que aplicamos actúan sobre superficies muy grandes (por ejemplo los esquís que evitan que nos hundamos en la nieve)


sábado, 22 de febrero de 2014

297 Para ganar una apuesta con una moneda obediente

Para realizar nuestro experimento necesitamos una mesa, un vaso, una servilleta o un mantel y unas monedas.

En primer lugar colocamos sobre una mesa una servilleta bien estirada. Luego colocamos dos monedas sobre la servilleta separadas por una distancia igual al diámetro de nuestro vaso. Por último, colocamos entre las dos monedas otra más pequeña y sobre las monedas el vaso boca a bajo.

Para sacar la moneda pequeña sin levantar el vaso ni utilizando un objeto para tocar la moneda basta con rascar la servilleta cerca el vaso en el mismo sentido en el que queremos sacar la moneda. Poco a poco la moneda sale de debajo del vaso.

Explicación

Al rascar la servilleta se pone tirante ya que las fibras con las que está elaborada tienen cierta elasticidad. La moneda se desplaza sobre el mantel estirado pero cuando levantamos el dedo y soltamos la servilleta, eliminamos la tensión, con lo que la servilleta recupera su posición inicial con tanta rapidez que la moneda, por la inercia, no retrocede con la servilleta. Cada vez que rascamos la servilleta la moneda se aproxima un poco al borde el vaso.


sábado, 15 de febrero de 2014

296 Reacción de vinagre y tiza

Para realizar nuestro experimento necesitamos un bote de cristal, vinagre, unos trozos de tiza y una caja de cerillas.

Si mezclamos en un bote de cristal vinagre con unos trozos de tiza vemos que se produce una reacción química con desprendimiento de gases. La reacción es más rápida si trituramos los trozos de tiza.

Si metemos una cerilla encendida en el bote vemos que la llama se apaga enseguida.

Explicación
El vinagre contiene ácido acético que reacciona con el carbonato de calcio de la tiza produciendo dióxido de carbono gaseoso.

El dióxido de carbono se acumula en el bote, desplazando al oxígeno que permite la combustión. Si se introduce una cerilla en el bote la llama se apaga inmediatamente por falta de oxígeno.


Por otra parte, al reaccionar un sólido con un líquido la velocidad de la reacción química depende del grado de división del sólido ya que la reacción tiene lugar en la superficie de contacto entre el sólido y el líquido. Al triturar o reducir a polvo la tiza aumenta la superficie de contacto y la velocidad de la reacción química.


lunes, 3 de febrero de 2014

295 Siembra de nubes

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente con agua, sal y una tapadera metálica de un bote pequeño.

Procedimiento
Llenamos el recipiente con agua del grifo
Echamos un poco de sal fina en la tapadera metálica de manera que la mitad de la tapadera quede libre de sal.
Colocamos la tapadera con la sal flotando en el agua del recipiente. Es muy importante que no caiga agua en el interior de la tapadera metálica.
Por último tapamos el recipiente con agua.

Después de unas 6 horas destapamos el recipiente y vemos que en lugar de los granos de sal tenemos unas gotas de agua ocupando la mitad de la tapadera metálica.

Explicación
La sal común es una sustancia higroscópica que atrae el agua en forma de vapor o de líquido del ambiente que la rodea.  En nuestro experimento el aire atrapado en el recipiente cerrado se llena de vapor de agua. Los granitos de sal atrapan el vapor de agua y poco a poco se forman gotas de agua líquida alrededor de los granos de sal fina. Si esperamos el tiempo suficiente, los granos de sal se disuelven completamente y desaparecen en las gotas de agua.

Para que el vapor de agua de las nubes se transforme en gotas de agua líquida se necesitan unos núcleos de condensación (por ejemplo la sal marina) que tengan mucha afinidad por el vapor de agua.  Las moléculas de agua no se pueden unir para formar agua líquida sin la ayuda de los núcleos de condensación.

La siembra de nubes es una forma de lograr lluvia dispersando en la atmósfera núcleos de condensación. Las sustancias más utilizadas para la siembra de nubes son el yoduro de plata y el hielo seco.


domingo, 26 de enero de 2014

294 Canuto sorprendente

Para realizar nuestro experimento necesitamos un folio, tijeras, cinta adhesiva (o pegamento), una rampa y una canica.

Con un folio preparamos un cilindro de unos cuatro centímetros de largo y diámetro algo superior a la canica. Luego se mete la bola de cristal en el cilindro de papel y se cierran los dos extremos del cilindro con tiras de papel procurando que éstas adopten una forma curva similar a la canica.

Si se deja el canuto sobre una rampa, en dirección longitudinal vemos que cae dando volteretas.  

Explicación

Al dejare el canuto sobre la pendiente la canica cae por el interior del cilindro. Al llegar a la tira de papel que cierra el extremo del canuto la bola sigue rodando, arrastrando la tira de papel, y levantando el canuto que da la primera voltereta. Luego la bola de cristal cae por el interior del canuto al extremo opuesto que está más bajo y se repite el movimiento. 

Es un juguete muy curioso para los niños pequeños y se puede decorar con pinturas. 


domingo, 19 de enero de 2014

293 Secar un móvil mojado con arroz

Para secar un teléfono móvil mojado accidentalmente se recomienda, entre otras cosas, enterrar el teléfono en arroz para eliminar la humedad del interior del aparato. Veamos un experimento muy sencillo que puede arrojar algo de luz sobre el tema.

Para realizar nuestro experimento necesitamos arroz, dos frascos de cristal con tapadera, dos tapones de plástico, agua y un cuentagotas.

Procedimiento
Ponemos diez gotas de agua en cada tapón de plástico
Llenamos de  arroz limpio y seco uno de los frascos y luego metemos uno de los tapones de plástico con agua.
Metemos el otro tapón de plástico con agua en el segundo frasco.
Tapamos los dos frascos

Pasadas unas 48 horas sacamos los dos tapones y vemos que el agua desapareció del tapón que se guardo en el frasco con arroz. En el otro tapón no se aprecia a simple vista una variación significativa de la cantidad de agua. La temperatura ambiente influye en el tiempo que tenemos que esperar para que desaparezca el agua del tapón guardado en el frasco con arroz.

Explicación
Los granos de arroz son materiales higroscópicos: tienden a recibir o a entregar humedad al ambiente que los rodea hasta que logran un equilibrio. Al lograr el equilibrio el material capta humedad del ambiente a la misma velocidad que la libera. Las sustancias higroscópicas atraen agua en forma de vapor del ambiente que las rodea y se suelen utilizar como desecantes.

El agua del tapón se evapora poco a poco y el arroz absorbe la humedad del aire atrapado en el interior del frasco. No es necesario que el arroz esté en contacto con el agua.

Se puede utilizar arroz para eliminar la humedad de un teléfono móvil mojado pero eso no garantiza que luego el teléfono funcione correctamente. El tiempo que pase el teléfono en contacto con el agua y lo que tardemos en intentar arreglarlo será clave a la hora de obtener un buen resultado.


sábado, 11 de enero de 2014

292 Movimiento de una cadena de bolas

Para realizar nuestro experimento necesitamos una cadena de bolas.

Colocamos la cadena de bolas sobre una mesa de manera que uno de los extremos quede colgando libremente. En principio la cadena permanece en reposo sobre la mesa  pero si damos un pequeño tirón del extremo libre toda la cadena cae con velocidad constante.

Podemos repetir el experimento metiendo la cadena de bolas en un recipiente no muy alto (por ejemplo un vaso) y dejando que uno de los extremos de la cadena cuelgue del borde del recipiente. Al dar un pequeño tirón del extremo que cuelga libremente toda la cadena se precipitará fuera del vaso.

Explicación

En los dos casos se necesita un impulso inicial para poner en movimiento la cadena pero luego la inercia y el peso de las bolas que caen mantienen el movimiento. Si la altura que recorre la cadena en la caída es muy pequeña el movimiento puede interrumpirse sin que se complete la caída de todas las bolas. Otro factor que puede afectar al movimiento de la cadena es el rozamiento de las bolas con la superficie y con otras bolas de la cadena.


miércoles, 1 de enero de 2014

291 Paradoja dinámica

Para realizar nuestro experimento necesitamos una caja de cartón cilíndrica, plastilina, una tuerca y una rampa.

Si se deja una caja cilíndrica sobre una rampa bajará rodando. Pero se puede lograr que la caja suba en lugar de bajar colocando un lastre en algún punto  de la superficie cilíndrica interna. Para el lastre podemos utilizar una tuerca y plastilina.

Explicación
El centro de gravedad de la caja de cartón cilíndrica está en el centro de la caja. Si se suelta la caja sobre una rampa la caja cae rodando y el centro de gravedad baja.


Al colocar el lastre en la periferia de la caja el centro de gravedad se desplaza cerca del lastre. Si se deja la caja con el lastre sobre la rampa de manera que suba por la pendiente, la caja asciende por la rampa pero el centro de gravedad, muy próximo al lastre, en realidad baja.