370 Cubrir de cobre un clavo de hierro

Para realizar nuestro experimento necesitamos un frasco con tapadera, sal, vinagre, monedas de cobre y un clavo de hierro.

Procedimiento:

Ponemos en un frasco unas 15 monedas de cobre, un par de cucharadas de sal y vinagre suficiente para cubrir todas las monedas.

Luego cerramos el frasco y agitamos durante un par de minutos.

Esperamos media hora y luego sacamos las monedas del tarro.

Metemos un clavo perfectamente limpio y brillante en el líquido del frasco y esperamos un par de horas.

Luego sacamos el clavo del líquido.

Las monedas de cobre están relucientes y el clavo de hierro aparece recubierto por una capa de cobre.

Explicación

El ácido acético del vinagre y la sal que es abrasiva se encargan de limpiar las monedas de cobre en el frasco. Algo del cobre de las monedas pasa a la disolución en forma de iones positivos.

Al introducir el clavo de hierro en la disolución se produce una reacción de oxidación reducción. En las reacciones de oxidación reducción se produce un intercambio de electrones, un elemento pierde electrones, se oxida, y otro gana electrones, se reduce.

El hierro del clavo se oxida, pierde electrones, y pasa a la disolución en forma de iones positivos.

El cobre de la disolución se reduce, gana electrones, y pasa de iones positivos a cobre metálico que se deposita sobre la superficie del clavo de hierro.   

369 Geometría con papel doblado

Podemos demostrar que la suma de los tres ángulos internos de un triángulo es igual a 180 grados utilizando papel doblado.

Recortamos un triángulo de papel y lo colocamos de manera que el lado mayor sea la base del triángulo. Luego trazamos una recta perpendicular a la base que pase por el vértice superior del triángulo. Si doblamos el papel de manera que los tres vértices del triángulo coincidan en el punto de corte de la altura con la base, los ángulos del triángulo quedarán dispuestos uno a continuación del otro sumando 180 º.

368 ¿Qué es la gravedad?

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pieza rectangular de goma espuma, un imán, una bola de acero, algunas bolas de diferente tamaño, tornillo, arandela y tuerca.

El concepto de gravedad desde el punto de vista de Newton es completamente distinto al concepto de gravedad que expone Einstein en la Teoría de la Relatividad General. 

Según la Ley de la Gravitación Universal de Newton los cuerpos con masa ejercen fuerzas atractivas a distancia, mientras que para Einstein la masa de un planeta modifica la geometría del espacio-tiempo que la rodea. Según Einstein, cualquier cuerpo en las proximidades de un planeta sería atraído, no como resultado de una fuerza a distancia, sino por efecto de la propia curvatura del espacio-tiempo.

No podemos reproducir con materiales caseros la atracción gravitatoria entre un planeta y otro cuerpo que se mueve en las proximidades. Pero podemos simular la atracción gravitatoria de un cuerpo que pasa cerca de un planeta con otra interacción a distancia: la fuerza magnética. Una bola de acero que pasa cerca de un imán se desviará atraída por el imán.

Para simular la curvatura del espacio-tiempo podemos utilizar goma espuma que se puede deformar con facilidad (ver vídeo). Si lanzamos una bola sobre la goma espuma con la velocidad y la trayectoria adecuada veremos que, al pasar cerca de la deformación, la bola tiende a desviarse y a caer en la deformación, no como resultado de una fuerza a distancia atractiva, sino por efecto de la curvatura de la goma espuma. 

367 Modelos moleculares caseros

Para realizar nuestro experimento necesitamos bolas de corcho de diferente tamaño, palitos de madera y unos globos.

La geometría de las moléculas puede visualizarse con ayuda de modelos moleculares.

Modelos de bolas y varillas

Se pueden usar bolas de corcho para representar los átomos y palitos de madera para representar los enlaces entre los átomos.

Modelos de globos

En este tipo de modelos los átomos no se representan y se usan los globos para representar los enlaces entre átomos y los pares de electrones del átomo central que no que no forman enlaces (pares no enlazantes).

Veamos algunos ejemplos:

Metano

La molécula de metano está formada por un átomo de carbono central y cuatro átomos de hidrógeno situados alrededor del átomo central en una disposición tetraédrica. Para representar la molécula con el modelo de bolas y varillas necesitamos una bola de corcho para el átomo de carbono central y cuatro palitos y cuatro bolas más pequeñas para los cuatro átomos de hidrógeno y los cuatro enlaces covalentes simples C - H. Y para representar la molécula con el modelo de globos atamos dos pares de globos que, al cruzarlos por la unión de los globos, adoptan de manera natural una disposición tetraédrica.

Amoniaco

La molécula de amoniaco está formada por tres átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno. Los tres átomos de hidrógeno se encuentran en la base de una pirámide trigonal cuya cúspide está ocupada por el átomo de nitrógeno. Para representar la molécula con el modelo de bolas y varillas partimos de la estructura tetraédrica del metano y luego quitamos el palito y la bolita superior. Y para representar la molécula con el modelo de globos sustituimos uno de los globos azules por un globo blanco que representa el par de electrones del átomo de nitrógeno que no forma enlace.

Agua

La molécula de agua es angular y está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Para representar la molécula con el modelo de bolas y varillas partimos de la estructura tetraédrica del metano y luego quitamos dos palitos con sus correspondientes bolitas. Y para representar la molécula con el modelo de globos utilizamos dos globos de color azul para representar los dos enlaces covalentes simples O – H y otros dos globos blancos para representar los dos pares de electrones no enlazantes del átomo de oxígeno.

366 Superhéroe invisible bajo el agua

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pecera mediana, agua, un vaso largo y un superhéroe de juguete que quepa en el vaso.

En primer lugar llenamos la pecera de agua y luego dejamos el superhéroe en el fondo del vaso.

Si metemos el vaso en la pecera procurando que no entre agua vemos que, para un cierto ángulo de visión, el superhéroe desaparece ante nuestros ojos. Si luego dejamos que el vaso se llene de agua el superhéroe se hace visible.

Explicación

Nosotros vemos los objetos que están debajo del agua cuando llega a nuestros ojos la luz reflejada en dichos objetos. Al salir la luz del agua los rayos de refractan (se desvían) al cambiar de medio.

Si metemos el vaso con el superhéroe en el agua de la pecera la luz reflejada en el superhéroe sufre una primera refracción al pasar del aire del vaso al agua y  luego, al llegar los rayos a la superficie del agua con un cierto ángulo de incidencia, se produce la reflexión total y la luz queda atrapada en el agua. 

Si llenamos el vaso con agua desaparece la doble refracción y el superhéroe se hace visible.

365 Teorema de Pitágoras demostración

Para realizar nuestro experimento necesitamos un folio, regla, lápiz, cañitas de refresco, pegamento y bolas pequeñas.

Teorema de Pitágoras: en todo triángulo rectángulo el cuadrado de la hipotenusa (el lado de mayor longitud del triángulo) es igual a la suma de los cuadrados de los catetos (los otros dos lados del triángulo rectángulo).

El Teorema de Pitágoras se puede expresar de otra forma: el área del cuadrado construido sobre la hipotenusa de un triángulo rectángulo es igual a la suma de las áreas de los cuadrados construidos sobre los catetos.

Veamos un experimento muy sencillo para comprobar que dichas áreas son iguales.

364 No hay un vaso vacío

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pecera mediana, agua y un par de vasos.

En primer lugar llenamos la pecera de agua. Luego colocamos dentro del agua uno de los vasos de modo que quede boca abajo y lleno de agua. Ahora tomamos el otro vaso y lo metemos en el agua boca abajo pero de modo que no entre agua. Por último, manteniendo los dos vaso boca abajo, inclinamos el vaso que no tiene agua de modo que las burbujas de aire que escapan sean interceptadas por el otro vaso.

Poco a poco el aire pasa de un vaso a otro.

Explicación

El vaso que se mete en el agua boca abajo y sin inclinar no se llena de agua porque ya está lleno de aire. El vaso no está vacío, contiene aire que ocupa espacio. Si se inclina el vaso el aire escapa en forma de burbujas que salen del vaso llenando el otro vaso y desalojando el agua.

363 Dibujar una hipérbola con hilos

Para realizar nuestro experimento necesitamos chinchetas, hilo, una base de corcho, lápiz, escuadra, cartabón, compás y tijeras.

Procedimiento para dibujar la plantilla en el folio:

Dibujamos tres rectas paralelas y horizontales con una separación de 7´5 cm.

Dibujamos otra línea recta vertical que divida el folio en dos mitades iguales.

Dibujamos en el centro del folio un círculo de radio 5 cm.

Con el transportador de ángulos dividimos el cuadrante superior derecho del círculo en 9 partes iguales.

Dibujamos un punto (foco) sobre la recta central a 6 cm del centro del círculo.

Con la escuadra y el cartabón unimos el foco con el punto más alto del círculo y luego trazamos una perpendicular. Dicha perpendicular corta a la recta horizontal inferior y a la superior.

Seguimos el mismo procedimiento con los otros puntos del círculo. Al final tenemos 10 puntos en la recta inferior y otros 10 puntos en la superior.

Con un compás y por simetría obtenemos los puntos que faltan y ya tenemos lista nuestra plantilla.

Para terminar dejamos el folio sobre una base de corcho, clavamos las chinchetas en los puntos marcados y atamos un extremo del hilo a la chincheta número uno (ver vídeo).

Después de pasar el hilo por todos los puntos la figura que resulta de la intersección de lo hilos a derecha y a izquierda son las dos ramas de una hipérbola.

Una hipérbola es el lugar geométrico de los puntos de un plano tales que el valor absoluto de la diferencia de sus distancias a dos puntos fijos, llamados focos, es igual a la distancia entre los vértices, la cual es una constante positiva.

Acercando o alejando el foco se pueden obtener distintas hipérbolas.

Referencia: 

Taller matemático de costura (SUMA revistas, nº 59, noviembre 2008)

362 El misterio del agua que no cae

Para realizar nuestro experimento necesitamos dos vasos idénticos, unas monedas, una carta de una baraja o una tarjeta y agua.

En primer lugar se llenan los dos vasos de agua. Luego se coloca la carta sobre uno de los dos vasos y con cuidado se pone el vaso boca a bajo procurando que no caiga el agua. Ahora se deja el vaso que está boca a bajo sobre el otro vaso y, por último, se retira la carta de manera que los dos vasos coincidan y no se derrame agua.

En la segunda parte del experimento levantamos con mucho cuidado el vaso superior y colocamos algunas monedas entre los dos vasos procurando que no se derrame mucha agua. Dependiendo del grosor de las monedas se pueden colocar dos o tres entre los dos vasos sin que caiga el agua del vaso superior.

Explicación
Para que el agua salga por la separación entre los dos vasos tiene que entrar aire. La presión atmosférica exterior y la tensión superficial del agua impiden que salga el líquido. Si la separación entre los vaso aumenta la tensión superficial del agua no podrá impedir la entrada del aire y se derramará todo el agua del vaso superior.

La superficie del agua actúa como una membrana elástica por la acción de la tensión superficial. La tensión superficial es la resultante de las fuerzas que actúan sobre las moléculas de agua en la superficie del líquido.  

361 Matemáticas con hilos.

Para realizar nuestro experimento necesitamos chinchetas, hilo, una base de corcho, lápiz, regla y tijeras.

En primer lugar dibujamos en el folio un par de segmentos de unos 20 cm de longitud que formen un ángulo de unos 90 º. Sobre los dos segmentos marcamos puntos con una separación de un centímetro. Luego dejamos el folio sobre la base de corcho y clavamos las chinchetas en los puntos marcados sobre los segmentos.

Ahora atamos el extremo del hilo a la última chincheta de uno de los dos segmentos y luego pasamos el hilo por el primer punto del otro segmento. A continuación pasamos el hilo por el penúltimo punto del primer segmento y luego por el segundo punto del segundo segmento y así continuamos hasta unir todos los puntos con el hilo. Y finalmente atamos el extremo libre del hilo a la última chincheta procurando que el hilo quede tenso.

La figura que resulta de la intersección de los hilos es la envolvente de las rectas tangentes a una parábola.

Una parábola es el lugar geométrico de los puntos del plano equidistantes de una recta, llamada directriz, y de un punto fijo, llamado foco.

  

360 Paradoja del cuadrado perdido

Para realizar nuestro experimento necesitamos folios de colores, regla y tijeras.

En primer lugar recortamos cuatro piezas:

Pieza 1: Un triángulo rectángulo de base 8 y altura 5.

Pieza 2: Otro triángulo rectángulo de base 5 y de altura 2.

Pieza 3: Un rectángulo de base 5 y altura 2 al que le faltan 2 cuadrados.

Pieza 4: Otro rectángulo de base 5 y altura 2 al que le faltan 3 cuadrados.

Con las cuatro piezas podemos construir dos figuras con forma de triángulo rectángulo de base 13 y altura 5 pero en uno de los triángulos (figura 2) falta un cuadrado.

Explicación

En realidad las dos figuras que se obtienen con las cuatro piezas no son triángulos rectángulos. Con una regla podemos ver que en los dos casos la supuesta hipotenusa no es una línea recta y que está formada por dos líneas que tienen una pendiente ligeramente distintas. Por superposición podemos ver que las dos piezas con forma de triángulo rectángulo no tienen el mismo ángulo.

Las dos figuras formadas con las cuatro piezas tienen que tener el mismo área. Si superponemos el primer "triángulo rectángulo" sobre el segundo (al que le falta el cuadrado) vemos que queda sin cubrir una parte. La diferencia no es muy grande pero se corresponde con el área del cuadrado que falta.

359 Máquina de Galton casera.

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tablero de corcho, cañitas de refresco, pegamento, tijeras, chinchetas, una hoja de plástico transparente y bolitas pequeñas.

La máquina de Galton es una idea muy interesante para un proyecto científico en la escuela sobre estadística y probabilidad. 

La máquina de Galton consta de un tablero con filas de chinchetas en la parte superior, una rampa para dejar caer bolitas y unos casilleros en la parte inferior para recoger las bolitas. Se pueden construir los casilleros pegando trozos de cañitas de refresco en un folio. Luego colocamos una hoja de plástico transparente sobre los casilleros para retener las bolitas. En el vídeo podemos ver los detalles de la construcción de la máquina.

Las bolitas que se dejan caer por la parte superior botan sobre las chinchetas y van depositándose en los casilleros de la parte inferior. Cada bolita que se deja caer choca con la primera chincheta y tiene una probabilidad del 50% de de ir a la izquierda o a la derecha. Luego choca nuevamente con otra chincheta y se desplaza a derecha o a izquierda y el proceso se repite hasta llegar a los casilleros de la base. 

Las bolitas siguen caminos aleatorios impredecibles hasta caer en los casilleros colocados en la base del tablero pero los casilleros de la parte central del tablero tiene mayor probabilidad de recoger bolitas. Al final, si dejas caer un número suficiente de bolitas, resulta una distribución conocida como distribución binomial con forma de Campana de Gauss.  

358 Agua, amoníaco y alcoholes (moléculas de papel).

El estudio de la geometría molecular se facilita mucho con el uso de modelos moleculares. Los más utilizados son los modelos de bolas y varillas.

Los modelos moleculares de papel son una alternativa muy interesante por su bajo costo. Veamos, en primer lugar, la construcción de las moléculas de agua y de amoníaco.

Una molécula de agua tiene un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno por enlaces covalentes simples. La geometría de la molécula es plana angular con un ángulo de enlace H-O-H de 104,5º.

Una molécula de amoníaco tiene un átomo de nitrógeno unido a tres átomos de hidrógeno por enlaces covalentes simples. La geometría de la molécula es piramidal triangular con ángulos de enlace H-N-H de 107,3º.

Los átomos de oxígeno y de nitrógeno se representan con una estructura tetraédrica básica (rojo para el oxígeno y azul para el nitrógeno) y los átomos de hidrógeno se representan por una estructura prismática construida con papel blanco.

Podemos construir la molécula de etanol a partir de la molécula de etano, sustituyendo uno de los hidrógenos del etano por el grupo hidroxilo -OH.

En el vídeo "metano moléculas de papel" podemos ver el proceso paso a paso para construir los átomos.

Referencias:

Belén Garrido, autora de "PAPIROMOLÉCULAS: MODELOS MOLECULARES DE PAPIROFLEXIA PARA ESTUDIO DE LA GEOMETRÍA MOLECULAR" que está publicado en el libro “Aprendizaje Activo de la Física y la Química” (2007). Autores varios. Editor: Gabriel Pinto Cañón. EQUIPO SIRIUS. ISBN: 978-84-95495-81-5. Páginas 27-34. El libro completo se puede descargar desde:  http://quim.iqi.etsii.upm.es//vidacotidiana/Libro.htm]

357 Espuma que arde

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua oxigenada medicinal, un palito de madera, un mechero, agua caliente y un sobre de levadura de panadería.

En primer lugar disolvemos la levadura en un vaso con un poco de agua caliente. Dejamos reposar un par de minutos y luego echamos la mezcla en otro vaso con un poco de agua oxigenada. Vemos que poco a poco sube una espuma blanca. También podemos observar que el vaso se calienta.

Si acercamos una astilla incandescente a la espuma blanca se producen pequeños destellos y se aviva la llama.

Explicación

El agua oxigenada se descompone lentamente en agua y en oxígeno molecular. La levadura actúa como un catalizador que acelera el proceso liberando oxígeno suficiente para formar la espuma blanca. El proceso es exotérmico (desprende energía) y el vaso se calienta.

El oxígeno atrapado en la espuma aviva la astilla incandescente.

356 Moléculas de papel

El estudio de la geometría molecular se facilita mucho con el uso de modelos moleculares. Los más utilizados son los modelos de bolas y varillas.

Los modelos moleculares de papel son una alternativa muy interesante por su bajo costo. Veamos, a modo de ejemplo, la construcción paso a paso de una moléculas de metano.

El metano es el hidrocarburo alcano más simple cuya fórmula es CH₄ y que presenta una geometría tetraédrica. Dicha molécula tiene un átomo central, el átomo de carbono, unido a los cuatro átomos de hidrógeno que están situados en las esquinas de un tetraedro regular (un a pirámide de base triangular).

Material necesario:

10 cuadrados de papel gris de dimensiones 5x5 cm.

4 trozos de papel blanco de dimensiones 5x10 cm.

El átomo de carbono central se representa con una estructura tetraédrica básica formada por cuatro piezas prismáticas y seis conectores. Para la realización de dichas piezas utilizaremos los cuadrados de color gris de dimensiones 5x5 cm.

El átomo de hidrógeno se representa por una estructura prismática construida con el papel blanco de dimensiones 5x10 cm.

En el vídeo podemos ver paso a paso el proceso de doblado del papel para realizar todas las piezas

Para construir los siguientes alcanos (etano y propano) usamos un cilindro de papel para unir los átomos de carbono. Dicho cilindro se contruye a partir de un trozo de papel blanco de dimensiones 5x10 cm.

Referencias:

Belén Garrido, autora de "PAPIROMOLÉCULAS: MODELOS MOLECULARES DE PAPIROFLEXIA PARA ESTUDIO DE LA GEOMETRÍA MOLECULAR" que está publicado en el libro “Aprendizaje Activo de la Física y la Química” (2007). Autores varios. Editor: Gabriel Pinto Cañón. EQUIPO SIRIUS. ISBN: 978-84-95495-81-5. Páginas 27-34. El libro completo se puede descargar desde:  http://quim.iqi.etsii.upm.es//vidacotidiana/Libro.htm]

355 Botella con dos agujeros

Primera parte

Para realizar nuestro experimento hacemos dos agujeros pequeños a distinta altura en una botella de plástico. Luego llenamos la botella de agua coloreada. Se observa que el agua sale por los dos agujeros, perpendicularmente a la superficie de la botella y con mayor velocidad por el agujero que está más cerca de la base de la botella. La velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el nivel del agua en la botella.

Segunda parte

Ahora llenamos la botella de agua y colocamos el tapón. Podemos ver que entra aire por el agujero superior y sale agua por el agujero inferior. El agua sale con velocidad constante mientras el nivel del agua en el interior de la botella esté por encima del agujero superior. Luego, al sobrepasar el nivel del agua el agujero superior, la velocidad de salida del chorro de agua disminuye al bajar el nivel del agua en la botella.

Explicación

El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión ejercida por el agua depende de la profundidad. A mayor profundidad, mayor presión.

En la primera parte del experimento el agua sale con mayor velocidad por el agujero que está más cerca de la base a mayor profundidad. La presión sobre el agujero y la velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el nivel del agua en el interior de la botella.

En la segunda parte del experimento el aire que entra por el agujero superior ejerce presión que compensa la caída de presión del agua al perder altura, Se mantiene constante la presión sobre el agujero inferior y el agua sale con velocidad constante. Luego, cuando el nivel del agua en la botella está por debajo del agujero superior, el aire entra libremente por el agujero superior y la velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el agua en el interior de la botella.

354 Solubilidad de un terrón de azúcar

Para realizar nuestro experimento necesitamos tres vasos, agua, alcohol medicinal, aceite johnson y unos terrones de azúcar.

Colocamos agua en el primer vaso, alcohol en el segundo y aceite en el tercer vaso. Luego dejamos caer un terrón de azúcar en cada vaso.

El terrón de azúcar del vaso con agua se desmorona en unos segundos y en pocos minutos se disuelve todo el azúcar. En los otros dos vasos no se aprecia ningún cambio.

Explicación

La solubilidad es la capacidad de una sustancia (soluto) para disolverse en otra (disolvente). La solubilidad depende, entre otros factores, de la naturaleza química de las sustancias.

La capacidad de una sustancia para disolver el azúcar común o sacarosa depende de la polaridad de las moléculas que forman dicha sustancia. Una molécula es polar si presenta una separación de cargas. En caso contrario se dice que la molécula es apolar.

El agua es un disolvente polar con una polaridad muy grande y puede disolver el azúcar. El alcohol medicinal (etanol) también es un disolvente polar pero menos que el agua y no puede disolver el azúcar. Y el aceite es una sustancia apolar que tampoco puede disolver el azúcar.

353 Electrolitos y no electrolitos

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca de 4´5 V, cable eléctrico aislado, tijeras, dos clavos de hierro, portalámparas, bombilla pequeña, un vaso, agua, azúcar y sal.

Con las tijeras corta tres trozos de cable eléctrico y luego quita el plástico de los extremos de los cables procurando no cortar los hilos de cobre. Luego conecta los tres cables, la pila de petaca y el portalámparas (ver vídeo) y enrolla los clavos de hierro en los extremos libres de los cables.

Si llenamos el vaso con una disolución de agua y azúcar y metemos los clavos en el vaso procurando que no se toquen vemos que la bombilla no se enciende.

Si ahora llenamos el vaso con una disolución de agua y sal vemos que la bombilla se enciende, se desprenden burbujas en uno de los clavos y el agua adquiere un color verdoso.

Explicación

Un electrolito es una sustancia que al disolverse en agua proporciona iones que permiten el paso de la corriente eléctrica. Otras sustancias no proporcionan iones al disolverse en agua y se llaman no electrolíticas.

El cloruro de sodio (sal común) es un ejemplo de compuesto iónico. Al añadir sal común  a un vaso con agua se produce una interacción entre las moléculas de agua y los iones que forman el cloruro de sodio. Al disolverse en agua la sal se disocia en los iones positivos y negativos (el catión sodio y el anión cloruro) que pueden moverse en la disolución y permiten el paso de la corriente eléctrica.

Si se sustituye la sal por azúcar se obtiene una disolución que no permite el paso de la corriente eléctrica ya que el azúcar es una sustancia covalente molecular que no proporciona iones al disolverse en agua.

En el primer caso la corriente eléctrica produce cambios químicos apreciables a simple vista: se desprenden burbujas en uno de los clavos, el otro clavo se oscurece y el agua adquiere un color verdoso. La electrólisis es un cambio químico no espontáneo que ocurre mediante el paso de una corriente eléctrica por una disolución o por una sal fundida.  

352 Hilo incandescente

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca de 4´5 V, cable eléctrico aislado, tijeras, lana de acero, una tabla de madera y dos clavos de hierro.

Con las tijeras corta dos trozos de cable eléctrico y luego quita el plástico de los extremos de los cables procurando no cortar los hilos de cobre.

Conecta los cables a los bornes (lengüetas) de la pila de petaca.

Luego sacamos un hilo de acero de la lana de acero y lo sujetamos a la tabla de madera con los dos clavos.

Ahora unimos uno de los cables libres a un extremo del hilo de acero y luego tocamos con el segundo cable en el otro extremo del hilo de acero.

El hilo se calienta, se pone rojo y acaba fundiéndose.

Explicación

Un circuito eléctrico debe tener, como mínimo, un generador que suministra la energía eléctrica, un conductor y una serie de elementos que transformen la energía eléctrica en otra forma de energía.

Una parte de la energía suministrada por el generador se disipa calorificamente debido a la resisitencia que oponen los conductores al paso de la corriente eléctrica. La resistencia eléctrica de un conductor es la dificultad que encuentran los electrones en su movimiento. La Ley de Joule establece que la energía eléctrica disipada calorificamente es directamente proporcional al valor de la resistencia, al cuadrado de la intensidad de corriente y al tiempo de paso de la corriente.

El diámetro del hilo de acero es muy pequeño y la resistencia eléctrica muy grande. La energía disipada calorificamente en el hilo de acero produce un gran aumento de la temperatura y el hilo se funde en pocos segundos.

En las bombillas incandescentes comerciales se utiliza un filamento de wolframio en una atmósfera inerte (sin oxígeno) para evitar la combustión del filamento. Al pasar la corriente eléctrica el filamento de wolframio se caliente sin fundirse y emite luz y calor. La bombilla incandescente es poco eficiente ya que la mayor parte de la energía eléctrica se disipa en forma de calor.

351 Luz de intensidad variable

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca de 4´5 V, una bombilla pequeña, un portalámparas, cable eléctrico aislado, tijeras y una mina de lápiz.

Con las tijeras corta tres trozos de cable eléctrico y luego quita el plástico de los extremos de los cables procurando no cortar los hilos de cobre. Luego conecta los tres cables, la pila de petaca y el portalámparas (ver vídeo). Si ponemos en contacto los dos extremos libres del cable eléctrico cerramos nuestro circuito eléctrico y se enciende la bombilla.

Ahora unimos uno de los cables libres a un extremo de una mina de lápiz y luego deslizamos el otro cable a lo largo de la mina. La intensidad de la bombilla disminuye a medida que aumenta la longitud de la mina de lápiz que forma parte del circuito.

Explicación

Un circuito eléctrico debe tener, como mínimo, un generador que suministra la energía eléctrica, un conductor y una serie de elementos que transformen la energía eléctrica en otra forma de energía.

Una parte de la energía suministrada por el generador se disipa calorificamente debido a la resisitencia que oponen los conductores al paso de la corriente eléctrica. La Ley de Joule establece que la energía eléctrica disipada calorificamente es directamente proporcional al valor de la resistencia, al cuadrado de la intensidad de corriente y al tiempo de paso de la corriente.

El cable de cobre es un buen conductor de la electricidad pero la mina del lápiz ofrece mayor resistencia eléctrica. La intensidad de la corriente eléctrica en nuestro circuito es directamente proporcional al voltaje de la pila e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica del circuito (Ley de Ohm). La resistencia eléctrica de un conductor es la dificultad que encuentran los electrones en su movimiento y depende, entre otros factores, de la longitud del conductor.

Cuánto mayor longitud tenga el trozo de mina de lápiz que forme parte del circuito eléctrico, mayor será la resistencia eléctrica, menor la intensidad de la corriente eléctrica que recorre el circuito y menor la intensidad de la luz emitida por la bombilla.

350 Un líquido que no moja.

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, corcho blanco, una lámina de vidrio, una hoja y un cuentagotas.

Si dejamos una gota de agua sobre una lámina de vidrio vemos que la gota se extiende y moja la superficie. Pero si dejamos una gota de agua sobre una superficie de corcho blanco o sobre una hoja vemos que la gota mantiene la forma esférica.

Explicación

Cuando colocamos una gota de un líquido sobre la superficie de un determinado material dos interacciones opuestas determinan la forma de la gota. La cohesión es la fuerza de atracción entre las moléculas de agua adyacentes dentro de la gota mientras que la adhesión es la interacción entre las moléculas de agua y las partículas de la superficie sobre la que se deja la gota. Si dominan las fuerzas de adhesión la gota se extiende y moja la superficie del sólido. Si dominan las fuerzas de cohesión la gota tendrá una forma esférica. La cohesión es la causa de que el agua forma gotas y la tensión superficial hace que se mantengan esféricas.

El agua y el vidrio se atraen (las fuerzas de adhesión son mayores que las fuerzas de cohesión) pero el agua y el corcho blanco se repelen (las fuerzas de cohesión son superiores a las fuerzas de adhesión).

En el caso del agua podemos hablar de superficies hidrofílicas (que tiene afinidad por le agua) y en caso contrario hablamos de superficies hidrofóbicas (que tiene horror al agua). El vidrio es una superficie hidrofílica y el corcho blanco y una hoja son superficies hidrofóbicas.   

349 Electrización por frotamiento

Para realizar nuestro experimento necesitamos un paño de lana, otro de seda, un vaso de cristal, una cañita de refresco, un tubito de plástico, un tapón de corcho y un alfiler.

En primer lugar se coloca sobre el tapón de corcho una cañita de refresco atravesada por un alfiler. Es importante que la cañita pueda girar sobre su eje con facilidad.

Primera parte

Se frota con una paño de lana uno de los extremos de la cañita.

Luego se frota un tubito de plástico con el mismo paño de lana.

Si se acerca el tubito de plástico la cañita de refresco gira sobre su eje alejándose del tubito.

Segunda parte

Se frota con un paño de lana uno de los extremos de la cañita.

Luego se frota un vaso de cristal con un paño de seda.

Si se acerca el vaso de cristal la cañita gira acercándose al vaso.

Explicación

Cargas eléctricas del mismo signo se repelen y cargas de diferente signo se atraen.

Un vaso de cristal se electriza si se frota con un paño de seda (electrización por frotamiento). Los átomos del vidrio pierden electrones que pasan al paño de seda. Al perder electrones el vaso de cristal queda cargado positivamente y el paño de seda que gana electrones queda cargado negativamente.

La cañita de refresco o el tubito de plástico se electrizan si se frota con lana. La cañita se carga negativamente y el paño de lana queda cargado positivamente.

En el primera parte del experimento la cañita y el tubito de plástico tienen carga eléctrica negativa y se repelen. En la segunda parte del experimento la cañita de refresco y el vaso de cristal tienen carga eléctrica de distinto signo y se atraen.

348 Un río bajo el mar

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, sal, colorante, un frasco de vidrio y un par de vasos.

En primer llenamos un vaso de agua y añadimos un poco de colorante. Luego llenamos el frasco de vidrio con agua del grifo hasta la mitad. Inclinamos el frasco y lentamente dejamos caer el agua con colorante por la pared del frasco. Vemos que el agua con colorante desliza por la pared y tarda poco tiempo en mezclarse con el agua del frasco.

Ahora repetimos el experimento pero utilizando una disolución saturada de sal en agua fría con un poco de colorante. Vemos que el agua desliza por la pared del frasco y se deposita en el fondo. En este caso tarda mucho tiempo en mezclarse con el agua del frasco.

Explicación

El agua salada, más densa que el agua del grifo, desliza por la pared del frasco de vidrio y se hunde formando una capa en el fondo del frasco. Agitando el frasco se observa que el agua salada permanece en el fondo del frasco. Si se espera el tiempo suficiente el agua salada y el agua del grifo terminan formando una única disolución pero el proceso es lento.

Bajo la superficie del mar existen corrientes de agua submarinas llamadas corrientes de densidad producidas por diferencia de salinidad y temperatura. Las corrientes marinas son masas de agua que se desplazan dentro de los océanos.

   

347 Atracción sobre el agua

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso de plástico con agua y unas bolitas de corcho blanco o porexpan (poliestireno expandido).

En primer lugar llenamos el vaso con agua sin llegar al borde del vaso y luego dejamos sobre el agua unas bolitas de corcho. Las bolitas se pegan a las paredes y se atraen unas a otras evitando el centro del vaso. Si luego llenamos el vaso con agua hasta el mismo borde del vaso vemos que las bolitas se atraen y se mueven hasta colocarse en el centro del vaso lejos del borde del vaso.

Explicación

Las bolitas de porexpan son atraidas por el vaso de plástico y repelidas por el agua. Si no se llena el vaso hasta el borde las bolitas se pegan a las paredes del vaso de plástico alejándose del agua. Si se llena el vaso hasta el mismo borde las bolitas no pueden pegarse a las paredes del vaso de plástico y se mueven hacia el centro, pegándose unas a otras, para alejarse del agua lo máximo posible.

346 ¿Cómo podemos separar una mezcla de sal y arena?

Para realizar nuestro experimento necesitamos sal, arena de la playa, agua, un frasco con tapadera y un filtro de cafetera.

En primer lugar preparamos una mezcla con arena de la playa y sal común. 

Paso 1: disolución

Pon un poco de la mezcla en un frasco. Luego añade un poco de agua a la mezcla y sacude el fraco durante unos segundos. Vemos que la sal se disuelve en el agua y la arena se deposita en el fondo del frasco.

Paso 2: filtración

Con un filtro de una cafetera podemos separar el agua salada de la arena. El filtro permite el paso de la disolución de agua y sal pero retiene los granos de arena.

Paso 3: evaporación

Finalmente, si dejamos que la disolución de agua y sal se evapore podemos recuperar la sal.

345 Temperatura y velocidad de reacción

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre y bicarbonato.

Si se deja caer una cucharada de bicarbonato en un vaso con un poco de vinagre se produce una reacción química con desprendimiento de burbujas. El ácido acético del vinagre reacciona con el bicarbonato de sodio (una base) y produce acetato de sodio (una sal) y ácido carbónico. El ácido carbónico es inestable y se separa en agua y en dióxido de carbono que forma las burbujas.

¿Qué efecto produce la temperatura del vinagre en la velocidad de la reacción química?

Para realizar nuestro experimento ponemos vinagre caliente en un vaso y la misma cantidad de vinagre frío en otro vaso. Luego dejamos caer en cada vaso un poco de bicarbonato. Vemos que en el vaso con vinagre caliente la reacción es mucho más rápida y termina en unos segundos.

Al calentar el vinagre aumenta la agitación térmica de las moléculas, aumenta el número de choques entre partículas y, por tanto, aumenta la velocidad de la reacción química.

344 Cáusticas con coca cola

Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa con coca cola, luz del sol o luz artificial.

Las cáusticas son concentraciones de los rayos de luz reflejados o refractados por una superficie curva u objeto.

Una forma sencilla de observar cáusticas es interceptar los rayos de sol con una copa con coca cola.

Cuando la luz del sol atraviesa la copa con coca cola se refracta (cambia la dirección de propagación de los rayos) y produce una sombra y una concentración de luz (la caustica). 

Moviendo la copa se pueden obtener unas imágenes muy curiosas.

343 Parece una gallina

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso de plástico, un clavo, un palito de madera, agua y un trozo de hilo de lana o de algodón.

En el centro de la base del vaso de plástico se hace un pequeño agujero por el que se pasa el hilo. 

En uno de los extremos del hilo se hace un nudo sobre un palito para que el hilo no se salga.

Con una mano sostenemos el vaso y con la otra mano sujetamos el hilo.

Luego tiramos del hilo apretando con los dedos índice y pulgar. Sale mejor si se mojan los dedos o el hilo.

Con algo de práctica y paciencia el sonido que emite el vaso se parecerá al de una gallina clueca.

Explicación

Al tirar del hilo se produce una vibración que se transmite a la base del vaso de plástico. La vibración produce un sonido que se amplifica gracias al vaso de plástico que actúa como una caja de resonancia. El hilo tiene que estar bien tenso para que se propaguen las vibraciones.

342 Segregación de una mezcla de arena y sal

Para realizar nuestro experimento necesitamos arena de playa limpia y seca, sal fina, un embudo pequeño y una caja de plástico transparente y estrecha.

Procedimiento:

Preparar en un vaso una mezcla homogénea con la arena de playa y la sal fina.

Si no tenemos una caja de plástico transparente y estrecha podemos construir una con dos estuches de CD transparentes, cañitas de refresco y dos gomas elásticas (ver vídeo).

Dejar la caja en posición vertical y colocar un pequeño embudo en la parte superior.

Dejar caer poco a poco por el embudo la mezcla de arena y sal.

La arena que cae formará en el interior de la caja una pequeña pirámide.

La mezcla que se deja caer es homogénea pero en la pirámide se puede apreciar la segregación, separación o desmezcle de los granos que se separan formando una serie de franjas oscuras (correspondientes a la arena de playa) y franjas blancas (correspondientes a la sal). Los factores que influyen en la segregación son el tamaño, la forma, la densidad y la fricción de los granos. Los granos de arena tienden a quedarse allí donde caen mientras que los granos de sal tienden a rodar por la pendiente y a depositarse lejos del centro de la pirámide.  

341 Gotas de tinta en agua y aceite

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso con agua, aceite, tinta y un cuentagotas.

Llenamos el vaso con agua y luego vertemos con cuidado aceite de modo que forme una capa fina sobre el agua. Luego dejamos caer con cuidado unas gotas de tinta sobre el aceite. Vemos que las gotas de tinta quedan atrapadas en el interior del aceite sin disolverse.

Explicación

El agua y el aceite son dos líquidos que no se mezclan. El aceite es menos denso y flota sobre el agua. La tinta contiene agua y tampoco se mezcla con el aceite. Las gotas de tinta que se dejan caer penetran en el aceite sin romperse y quedan flotando en la superficie de separación que forman el agua y la capa de aceite.

Poco a poco las esferas de tinta se pegan unas a otras hasta que se encuentran lo más compactas posible ocupando el mínimo espacio. Cada esfera se encuentra rodeada de otras seis esferas que forman un hexágono regular en torno a la primera. Finalmente se obtiene un empaquetamiento compacto bidimensional.

340 Volcán submarino

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, vino, plastilina, un vaso de cristal pequeño, un trozo de plástico y un frasco de cristal grande.

En primer lugar construimos un volcán de plastilina en el interior del frasco de cristal grande. En el centro del volcán dejamos espacio suficiente para el vaso pequeño.

Luego llenamos el vaso pequeño con vino y lo tapamos con un trozo de plástico. En el plástico hacemos un pequeño agujero para que pueda salir el vino.

Por último, llenamos el frasco grande con agua y metemos el vaso pequeño en el interior del volcán.

Inmediatamente el vino escapa del vaso por el agujero y sube a la superficie.

Explicación

El agua y el vino son dos líquidos miscibles que se pueden mezclar pero la densidad del vino es inferior a la densidad del agua. La diferencia de densidades hace que el vino que escapa por el agujero del vaso pequeño suba a la superficie. Poco a poco el vino se mezcla con el agua y la mezcla resultante adquiere un color rojizo.

339 Papel que no arde

Para realizar nuestro experimento necesitamos una vela, papel de periódico y una llave antigua.

Enrollamos fuertemente una tira de papel en la llave metálica. Luego sujetamos la llave por un extremo y colocamos el otro extremo de la llave sobre la llama de una vela. Sorprendentemente el papel no arde.

Explicación

La buena conductividad térmica del metal hace que el calor que proporciona la llama se distribuya rápidamente por la llave impidiendo que el papel logre la temperatura suficiente para la ignición. 

La temperatura mínima a la cual un combustible se inflama e inicia la combustión se llama temperatura de ignición. La temperatura de ignición de la madera es de unos 300 º C y la del papel algo menor (451 º Fahrenheit o 233 ºC).

Advertencia: se requiere la supervisión de un adulto para realizar el experimento

338 Retrasar la fusión del hielo con serrín.

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, serrín y dos vasos.

Llenamos uno de los vasos con agua , el otro con una mezcla de agua y serrín. Luego metemos los dos vasos en el congelador y esperamos unas horas para que se congelen.

Finalmente sacamos los dos vasos del congelador y dejamos que se descongelen a temperatura ambiente. Después de una hora es evidente que el cubito de hielo con serrín tarda más en fundirse.


Explicación
El pykrete es un material compuesto reforzado con fibras que se obtiene al congelar  agua con un 14% de serrín. Se trata de un material con unas propiedades sorprendentes. Entre otras propiedades podemos destacar su dureza, resistencia a compresión y una tasa de fusión relativamente lenta (debido a la baja conductividad térmica).  En nuestro experimento podemos ver que el hielo con serrín tarda más tiempo en fundirse que el hielo.

Durante el transcurso de la segunda guerra mundial los aliados llegaron a plantearse utilizar el pykrete como sustituto del acero para la fabricación de un portaaviones (el Habbakuk).

337 Otro equilibrista con dos tenedores

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tapón de corcho, dos tenedores iguales, un huevo (mejor cocido), una pelota, un palito y una botella.

En primer lugar clavamos los dos tenedores en el lateral de un tapón de corcho cuidando que tengan el mismo ángulo respecto a la vertical que pasa por el centro del tapón (ver vídeo). Luego ahuecamos ligeramente la base del tapón de corcho.

Si se sostiene el tapón de corcho por la base con un dedo podemos ver que se mantiene en equilibrio estable. En el vídeo tenemos otros ejemplos de equilibrio estable sobre una botella utilizando un huevo, una pelota pequeña y un palito de madera

Explicación

Gracias a los dos tenedores se logra desplazar el centro de gravedad del conjunto por debajo del punto de apoyo logrando un equilibrio estable.

336 Fideos arriba y abajo

Para realizar nuestro experimento necesitamos fideos finos secos, una vaso largo y una botella de gaseosa (agua carbonatada).

Si dejamos caer un puñado de fideos en un vaso con gaseosa vemos que los fideos suben y bajan durante unos minutos.

Explicación

Una botella de gaseosa o agua con gas contiene dióxido de carbono disuelto a alta presión. Al abrir la botella disminuye la presión en el interior y el dióxido de carbono disuelto escapa formando pequeñas burbujas que suben a la superficie y causan el efecto de efervescencia.

Si dejas caer un puñado de fideos finos secos en un vaso con agua lo normal será que casi todos terminen en el fondo del vaso ya que los fideos son más densos que el agua.

¿Qué sucede al dejar caer los fideos en agua con gas? Las burbujas de dióxido de carbono se pegan a la superficie de los fideos, la densidad del conjunto disminuye y los fideos ascienden. Al llegar a la superficie se liberan algunas burbujas y los fideos se vuelven a hundir. El proceso se repite durante unos minutos hasta que el agua se queda sin gas.

335 Frenar un péndulo magnético

Para realizar nuestro experimento necesitamos un imán potente, un trozo de hilo y un rollo de papel de aluminio.

Con el imán y un trozo de hilo construimos un péndulo simple que se cuelga de un soporte vertical de manera que pueda oscilar sin tocar el suelo. 

Si se aparta el péndulo de la posición de equilibrio y se suelta oscilará con un período que dependerá de la longitud del hilo. Con el paso del tiempo se pierde energía por rozamiento, disminuye la amplitud de las oscilaciones y finalmente el péndulo se detiene.

Ahora repetimos el experimento colocando debajo del péndulo un rollo de papel de aluminio. Luego se aparta el péndulo de la posición de equilibrio y se deja oscilar sobre el rollo de papel de aluminio. En este caso vemos que el péndulo se detiene en unos segundos.

Explicación

El imán no interacciona con el aluminio. Pero si se deja oscilar el imán sobre el rollo de papel de aluminio vemos que el imán se frena y se detiene en pocos segundos.

Podemos explicar el experimento con la ley de Faraday y la ley de Lenz del electromagnetismo. Al oscilar el imán sobre el rollo de aluminio se produce una variación del flujo magnético y unas corrientes inducidas en el aluminio (corrientes de Foucault). Dichas corrientes generan una fuerza magnética que se opone al movimiento del imán y lo frenan.

Para realizar correctamente el experimento necesitamos un imán potente y colocar el rollo de papel de aluminio muy cerca del imán.  

334 Sincronizar dos péndulos

Para realizar nuestro experimento necesitamos dos péndulos que podemos hacer con un par de tuercas y un trozo de hilo.

La idea del experimento es colgar dos péndulos de una tira de cartón ligero que pueda oscilar libremente. Los dos péndulos están separados unos 15 cm y pueden oscilar sin tocar el suelo. En el vídeo podemos ver el montaje con un par de cajas de cartón y dos palitos.

Cuando las dos tuercas están en reposo se separa una de ellas de su posición de equilibrio y se la deja oscilar libremente. La oscilación del primer péndulo produce unas vibraciones que se transmiten por la tira de cartón al segundo péndulo que comienza a oscilar. El acoplamiento de los dos péndulos a través de la tira de cartón produce la sincronización. Ambos péndulos terminan haciendo el mismo recorrido de ida y vuelta en el mismo tiempo con la misma frecuencia. El cartón oscilante permite la transmisión del movimiento y de la energía entre los péndulos.  

La longitud de los péndulos determina el tiempo que tarda en dar una oscilación completa (período del movimiento). Si aumenta la longitud del hilo aumenta el período y el péndulo tarda más tiempo en su recorrido de ida y vuelta.

333 Electromagnetismo por un tubo

Para realizar nuestro experimento necesitamos un rollo de papel de aluminio de unos 30 cm de ancho y un imán potente que pueda deslizar por el interior del tubo de cartón.

En primer lugar se coloca un tubo de cartón de unos 30 cm de longitud en posición vertical y luego se deja caer el imán por el interior del tubo. Se observa que el imán cae libremente por el interior del tubo.

Luego se coloca el rollo de papel de aluminio en posición vertical y se deja caer el imán por el interior del tubo. En este caso el imán cae lentamente.

Explicación

El imán no interacciona con el papel de aluminio. Pero si se deja caer el imán por el interior del rollo de papel de aluminio el imán se frena claramente.

Podemos explicar el experimento con la ley de Faraday y la ley de Lenz del electromagnetismo. Al caer el imán por el interior del rollo de papel de aluminio se produce una variación del flujo magnético y unas corrientes inducidas que generan una fuerza magnética que se opone a la caída del imán.

Para realizar correctamente el experimento necesitamos un imán potente.

332 Forma correcta de usar un tetrabrik

En primer lugar vertemos el contenido del tetrabrik con el orifico de salida hacia abajo. En este caso vemos que el líquido sale a borbotones y es normal que parte del líquido termine fuera del vaso.

Si colocamos el tetrabrik con el orificio de salida hacia arriba vemos que el líquido sale formando un chorro continuo.

En el primer caso, con el orifico de salida hacia abajo, al salir el líquido del tetrabrik aumenta el espacio disponible para el aire atrapado en su interior y esto hace que disminuya la presión ejercida por el aire en el interior de tetrabrik. Para mantener la presión interna el recipiente se aplasta un poco para disminuir el volumen y entra aire por el agujero de salida del líquido. Con la entrada de aire el líquido sale a borbotones.

Al colocar el orificio de salida hacia arriba el líquido sale por una parte del agujero, el aire entra por la otra parte y se mantiene constante la presión en el interior del tetrabrik. En este caso el líquido sale formando un chorro continuo.

Con un frasco transparente que tenga un agujero en la tapadera se puede ver mejor la entrada de aire y salida del líquido en cada caso.

331 El taumatropo y las ilusiones ópticas

Para realizar nuestro experimento necesitamos un trozo de cartón, un folio, un rotulador negro, lápices de colores, tijeras, pegamento, un palito de madera y un par de gomas elásticas.

Un taumatropo consiste en un disco de cartón o cartulina algo gruesa con dos imágenes diferentes en las dos caras (se puede dibujar un pajarito en una cara y una jaula en la otra cara). Dando al disco un rápido movimiento de rotación de manera que se presenten a la vista alternativamente las dos caras del disco, se verá que las dos imágenes se superponen como si todo estuviera dibujado en una única cara.

Para hacer girar el disco podemos usar dos gomas elásticas atadas en los extremos del disco o podemos usar un palito de madera que atraviese el disco.

El taumatropo es un juguete para crear ilusiones ópticas muy popular en la inglaterra victoriana. Su invento suele atribuirse al médico británico John Ayrton Paris que lo habría construido en 1824 para demostrar el principio de la persistencia de la visión. 

330 Efecto Coanda con bola de corcho

Para realizar nuestro experimento necesitamos una bola de corcho, arena y agua.

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).

Para demostrar el efecto Coanda podemos dejar caer un chorro de agua sobre la superficie de una bola de corcho sujeta por un hilo. Vemos que el líquido se pega a la superficie y sale en dirección opuesta. Por conservación del momento lineal o según el principio de acción y reacción la bola de corcho se mueve en sentido contrario a la dirección de salida del chorro de agua.

Si luego dejamos caer arena sobre la bola vemos que ya no aparece el efecto Coanda. La arena rebota sobre la superficie y la bola se desplaza en sentido contrario por el principio de acción y reacción o tercera ley de Newton.

329 Aerodinámica con un secador del pelo.

Para realizar nuestro experimento necesitamos un secador del pelo, una vela pequeña, una botella cilíndrica, una caja rectangular, etc. . .

El propósito de nuestro experimento es ver si podemos apagar una vela pequeña con el secador del pelo colocando un objeto no muy grande entre la llama de la vela y la corriente de aire que sale del secador. Si el objeto tiene una forma aerodinámica (por ejemplo una botella cilíndrica) la corriente de aire apagará la vela.

Los objetos con caras planas y aristas marcadas como las cajas rectangulares son poco aerodinámicos y lo normal es que la vela no se apague.

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 una 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 apague la vela. Si sustituimos la botella por una caja metálica vemos que la vela no se apaga.

328 Otro monigote equilibrista

Para realizar nuestro experimento necesitamos un trozo de cartón no muy grueso, un rotulador, tijeras, tres arandelas metálicas y cinta adhesiva.

Podemos recortar nuestro monigote equilibrista de un trozo de cartón no muy grueso (ver imagen). Luego pegamos en las manos y en la cabeza unas arandelas metálicas. Si no tenemos arandelas podemos usar otra cosa (por ejemplo unas tuercas). Y finalmente se doblan un poco los brazos del monigote.

Si se apoya la cabeza de nuestro monigote sobre la punta de un lápiz vemos que se mantiene en equilibrio estable. Con un pequeño impulso el monigote puede girar sin caerse.

Explicación

La clave de nuestro monigote equilibrista es lograr que el centro de masas esté por debajo del punto de apoyo. Colocando las arandelas metálicas en las manos del monigote se logra que el centro de masas quede por debajo del punto de apoyo situado en la cabeza del monigote.

Al inclinar ligeramente la figura sube el centro de masas y el monigote recupera la situación inicial de equilibrio estable.