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.  

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.

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. 

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.  

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. 

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.

278 Danza misteriosa

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua con colorante, alcohol, un cuentagotas y un plato.

En el plato ponemos un poco de agua con colorante (con un centímetro de profundidad es suficiente)

Luego añadimos con el cuentagotas un poco de alcohol en el centro.

Las gotas de alcohol forman un charquito en el centro del plato y se puede observar un movimiento misterioso en el borde que separa al agua coloreada del alcohol.

Explicación

El agua y el alcohol son dos líquidos miscibles que, si entran en contacto,  terminan mezclándose completamente. Pero el proceso de disolución no es instantáneo y requiere un tiempo. Mientras dura el proceso, las moléculas que están en contacto en la superficie de separación de los dos líquidos interaccionan y se produce una danza muy curiosa. Pasados unos segundos se completa la disolución y finaliza el movimiento.

La tensión superficial que actúa en la superficie de los líquidos es responsable de la forma que adopta el charco de alcohol que se deja caer en el centro del agua con colorante. 

263 Reacciones con cambio de color

Para realizar nuestro experimento necesitamos lejía, un vaso y líquido para enjuague bucal de color rojo.

Ponemos un poco del líquido para enjuague bucal en un vaso y luego añadimos algo de lejía. Vemos que con un poco de lejía la mezcla se vuelve incolora.

Explicación

Los líquidos para el enjuague bucal se utilizan después del cepillado de los dientes para mantener la higiene bucal. Pueden contener agua, alcohol, flúor, mentol, clorhexidina, etc.

La lejía es una disolución de hipoclorito de sodio en agua que se suele usar en casa para limpieza y desinfección. El hipoclorito de sodio es un fuerte oxidante que destruye o altera los colores por lo que se puede utilizar como blanqueador.

Advertencia: la lejía es peligrosa para la salud, debe mantenerse fuera del alcance de los niños,  y se evitará el contacto con la piel.

182 Una moneda que desaparece

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente de cristal con agua y unas monedas.


En primer lugar colocamos la moneda en el centro del recipiente y luego añadimos agua. Al bajar la posición de los ojos y mirar desde un lateral del recipiente podemos ver la moneda sin ninguna dificultad.
Luego repetimos el experimento pero colocando la moneda debajo del recipiente con agua. En este caso, al añadir el agua y mirar desde la misma posición, la moneda desaparece ante nuestros ojos.

Explicación
Nosotros vemos la moneda cuando llegan a nuestros ojos los rayos de luz reflejados en la superficie de dicha moneda.
Cuando colocamos la moneda debajo del recipiente con agua los rayos reflejados en la moneda se desvían al cambiar de medio (al pasar del vidrio al agua o del agua al aire) y, al mirar desde un lateral del recipiente, ningún rayo logra alcanzar nuestros ojos y no podemos ver la moneda. Dicha desviación de la luz se llama refracción.
Si miramos desde arriba veremos la moneda sin ninguna dificultad ya que la luz que incide perpendicularmente a la superficie de separación de dos medios no sufre desviación.

125 Dibujar con fuego

Para el experimento nº 125 de “fq-experimentos” contamos con la colaboración extraordinaria del artista sevillano D. Juan Delgado.

Espero que os guste.

Materiales: zumo de limón, un pincel, una hoja de papel y una vela.

Para dibujar sobre la hoja de papel usamos zumo de limón diluido en agua.
Terminado el dibujo, esperamos unos minutos a que se seque el zumo de limón.
Al secar completamente el zumo de limón se vuelve invisible.

Por último, calentamos la hoja de papel acercándola a la llama de una vela.
En unos segundos se hace visible nuestro dibujo.

Precaución: Es necesario mover continuamente la hoja de papel para evitar que se queme.

Explicación
Al calentar el zumo de limón se oxida y se vuelve de color marrón.
Esta técnica se puede emplear para ocultar mensajes (tinta invisible)

122 ¿Cómo atravesar un globo con una aguja sin que explote?

Para realizar nuestro experimento necesitamos una aguja metálica (o un palito de madera), un globo y un poco de aceite.

1 Infla el globo
2 Unta la aguja con aceite.
3 Con un ligero movimiento giratorio, inserta la aguja cerca del nudo del globo.
4 Saca la aguja por el extremo opuesto al nudo.

Con cuidado es posible atravesar el globo con la aguja sin que explote.

Explicación
La membrana elástica del globo no tiene una tensión uniforme. Cerca del nudo y en el extremo opuesto la tensión es menor. Por este motivo se puede insertar la aguja sin que explote el globo.

Al retirar la aguja el globo se desinfla lentamente al salir el aire por los dos agujeros.
El aceite ayuda a deslizar la aguja.

114 La danza del fuego

Para realizar este experimento necesitamos un colador metálico, un trozo de tela y un par de mecheros.

1 Si encendemos un mechero y colocamos encima un colador metálico vemos que la llama no puede atravesar el colador.
2 Si dejamos salir el gas del mechero y colocamos encima el colador podemos encender el gas que atraviesa el colador con otro mechero. En este caso la llama parece atravesar el metal.
3 Podemos repetir el experimento dejando salir el gas desde debajo de un trozo de tela que esté bien estirado. En este caso la llama parece danzar sobre la tela.

ExplicaciónLa alta conductividad térmica del metal impide a la llama atravesar el colador.
El gas si atraviesa el colador metálico (o la tela) y luego podemos encender el gas con otro mechero. En le caso de la tela es muy importante mover el mechero (y la llama) para evitar que prenda la tela.

108 Un equilibrista en la pasarela

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tapón de corcho, unos palitos de madera, un par de alfileres y una regla.

Para construir nuestro equilibrista clavamos los palitos y los alfileres en el tapón de corcho (ver vídeo). Luego preparamos una plataforma con la regla y una pila de libros.

Por último dejamos el equilibrista sobre la regla y vemos que se mantiene derecho sin caer.

Explicación
El equilibrio estable se logra si el punto de apoyo está por encima del centro de gravedad. Con unos palitos de madera más cortos nuestro equilibrista no mantiene el equilibrio.

Si se inclina puede balancearse y bajar por la regla sin caer.



Feliz Navidad

68 Fuerza vital

Para realizar este experimento coge un trocito de papel (mejor cuadrado) y dóblalo por sus líneas medias. El punto de corte, el centro del cuadrado, es el centro de gravedad.
Si se deja el papel sobre la punta de una aguja, de forma que el centro de gravedad del papel coincida con la punta de la aguja, el papel permanecerá en equilibrio sin caer. Si soplamos (no muy fuerte) el papel girará sin caer.


A continuación, aproximamos con cuidado una mano a la hoja de papel sin tocarla. La mano se coloca verticalmente con los dedos doblados hacia el papel.

En unos segundos el papel empieza a dar vueltas. El papel gira siempre en la misma dirección, desde la palma de la mano hacia los dedos. Si alejamos la mano el papel se para.


Este giro misterioso hizo pensar a algunos, allá por el siglo XIX, que nuestro cuerpo posee ciertas propiedades sobrenaturales. Algunos creían que el cuerpo humano emitía una fuerza misteriosa.

La explicación del fenómeno es bien sencilla. Nuestra mano calienta el aire que al elevarse presiona sobre el papel y hace que gire. Son las corrientes de convección (producidas por el aire caliente), el equilibrio inestable y la forma del papel los responsables del misterioso fenómeno.

Los extremos de los dedos están siempre más fríos que la palma de la mano. Esto hace que la corriente de aire ascendente en la palma de la mano sea mas intensa y empuje el papel con más fuerza que cerca de la punta de los dedos. Por esto el giro se produce siempre desde la palma del papel hacia los dedos.

2 Inflar un globo

Material:
1. Una botella de plástico
2. Un globo
3. Un alfiler




Montaje:
1. Se coloca el globo en la botella (ver figura)







2. Si soplamos veremos que no podemos inflar el globo.
3. Con el alfiler practicamos un pequeño agujero en la base de la botella. A continuación soplamos y el globo se llena de aire.

Explicación:
Al soplar el globo la presión del aire que está atrapado en el interior de la botella impide que el globo se infle.
Si se practica un pequeño agujero en la botella el aire puede salir al exterior y al soplar el globo se infla.

Por último veamos un vídeo grabado por una alumna: