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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.  


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. 


jueves, 26 de diciembre de 2013

290 Calentar con las manos

Para realizar nuestro experimento necesitamos una lata de refresco vacía, pegamento, una mezcla jabonosa y un CD.

En primer lugar pegamos el CD en la parte superior de la lata de refresco. Luego mojamos un dedo en la mezcla jabonosa y lo pasamos por el agujero central del CD para dejar una película jabonosa.

Si apretamos la lata de refresco sale el aire por el agujero del CD y se forma una pompa de jabón. Y si ahora cubrimos sin apretar la lata de refresco con nuestras manos se forma otra pompa de jabón en pocos segundos.

Explicación
En los dos casos se forma una pompa de jabón por el aumento de la presión del aire atrapado en el interior de la lata de refresco.

En el primer caso, al apretar la lata con los dedos de una mano, el aumento de presión se produce al reducir el volumen. 


En el segundo caso, al rodear la lata de refresco con nuestras manos, suministramos calor que produce el aumento de la temperatura y de la presión del aire atrapado en la lata de refresco.


sábado, 7 de diciembre de 2013

288 Globo submarino

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, alcohol, un vaso y un globo pequeño.

En primer lugar llenamos el globo pequeño con agua.
Luego ponemos el globo en un vaso con un poco de agua. Es importante que el globo quede flotando de manera que casi todo el globo esté  sumergido en el agua. Esto se logra al quedar algo de aire atrapado en el interior del globo.

Si añadimos un poco de alcohol al vaso con agua el globo se hundirá.
Y si luego añadimos más agua el globo regresará a la superficie.

Explicación
El agua y el alcohol son dos líquidos miscibles (se pueden mezclar) que tienen diferente densidad:
la densidad del agua es de 1 g/ml y la densidad del alcohol es de 0,79 g/ml.

La flotabilidad está relacionada con la densidad de los cuerpos. Si un cuerpo es más denso que el agua se hunde (por ejemplo una tuerca de acero) y si es menos denso flota (por ejemplo un tapón de corcho).

Inicialmente el globo lleno de agua flota por la pequeña cantidad de aire que queda atrapado en su interior. Al añadir al vaso con agua algo de alcohol disminuye la densidad de la mezcla resultante y el globo lleno de agua se hunde.  Si luego añadimos más agua aumentará la densidad de la mezcla y el globo regresará a la superficie.


viernes, 1 de noviembre de 2013

284 Superficie del agua elástica

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente con agua, detergente, un palito y un trozo de hilo de algodón

Procedimiento:
Llenamos un recipiente con agua. Es importante que el recipiente no tenga restos de jabón.
Cortamos un trozo de hilo de algodón de unos 10 cm de largo y luego atamos los extremos con un nudo formando un lazo.
Dejamos el lazo en la superficie del agua procurando que flote.
Ahora dejamos caer algo de detergente en el agua (podemos utilizar un palito mojado en detergente).

Tenemos dos posibilidades:
1 Si  ponemos detergente en el agua que está en el interior del lazo vemos que algo tira del hilo hacia fuera.
2  Si repetimos el experimento pero ahora ponemos el detergente en el agua que rodea el lazo vemos que algo tira del lazo hacia dentro.
 
Explicación
La tensión superficial en la superficie del agua hace que se comporte como una membrana elástica que puede estirarse. El detergente reduce dicha tensión superficial.

En el primer caso, el detergente reduce la tensión en el interior del lazo y la tensión exterior tira del lazo hacia fuera. En este caso el lazo adopta una forma circular (o algo parecido).


En el segundo caso el detergente reduce la tensión superficial del agua que rodea el lazo y la tensión superior en el interior tira del lazo hacia dentro deformando el lazo.


lunes, 21 de octubre de 2013

283 Combustión y renovación de aire

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tubito de cristal resistente al fuego (por ejemplo de un antiguo quinqué) y una vela pequeña.

Si encendemos la vela y colocamos encima el tubo de vidrio vemos que la llama palidece y se apaga en unos segundos.

Ahora repetimos el experimento pero dejando que entre aire por debajo de la vela. En este caso vemos que la llama se mueve pero no se apaga.

Explicación
En el primer caso la combustión de la vela consume oxígeno y produce dióxido de carbono que se acumula en el interior del tubo. La falta de oxígeno apaga la vela en unos segundos.

En el segundo caso se produce una corriente de convección ascendente que renueva el aire en el interior del tubo permitiendo que la llama no se apague.

Si se deja poco espacio para la entrada de aire por debajo de la vela aumenta la corriente de aire y el movimiento de la llama.

Precaución: el tubo de vidrio se calienta muy rápido y se requiere la supervisión de un adulto para realizar el experimento.


domingo, 13 de octubre de 2013

282 Un densímetro casero

Para realizar nuestro experimento necesitamos una cañita de refresco, plastilina, unos clavos pequeños, tijeras, un rotulador permanente, agua, sal y un par de vasos.

En primer lugar cortamos un trozo de cañita de unos 10 cm de longitud.
Luego dibujamos sobre la cañita unas marcas con el rotulador
Con una bolita de plastilina tapamos uno de los extremos de la cañita
Y por último, si fuera necesario, metemos un par de clavos pequeños en la cañita para aumentar el peso.

Si llenamos un vaso con agua y metemos nuestro densímetro vemos que flota en la superficie. Podemos apuntar el número de marcas de rotulador que quedan fuera del agua al flotar el densímetro.

Ahora repetimos el experimento pero llenando el vaso con una mezcla saturada de agua y sal. El densímetro flota en la superficie y aumenta la altura del densímetro que queda fuera del agua.

Explicación
Un densímetro es un aparato que se usa para medir la densidad de los líquidos. Normalmente consta de un cilindro hueco con una escala graduada que tiene un lastre en un extremo para que pueda flotar en posición vertical.  En los líquidos menos densos el densímetro se hundirá más que en los líquidos más densos.

La flotabilidad de un objeto en un líquido depende del equilibrio de dos fuerzas: peso y empuje. Si el peso es superior al empuje el cuerpo se hunde y si el empuje es superior al peso el objeto flota en la superficie.

En el caso de un densímetro que flota en la superficie de un líquido el peso es igual al empuje. El empuje depende de la densidad del líquido y del volumen del cuerpo que permanece sumergido.

Al meter el densímetro en agua con sal aumenta la densidad de la mezcla, disminuye el volumen del cuerpo que permanece sumergido y, por tanto, aumenta la altura del densímetro que permanece fuera del agua.


domingo, 6 de octubre de 2013

281 Atrapado en arroz

Para realizar nuestro experimento necesitamos un frasco de cristal, una cuchara de madera y arroz limpio y seco.

En primer lugar llenamos el frasco de arroz y luego metemos la cuchara de madera poco a poco. Tirando de la parte superior de la cuchara vemos que puede salir sin dificultad.

Ahora repetimos el experimento pero en lugar de meter la cuchara poco a poco la metemos con fuerza. Tirando ahora de la parte superior de la cuchara vemos que quedó atrapada en el tarro con arroz.

Explicación
En el primer caso los granos de arroz no están muy compactados y la cuchara de madera puede entrar y salir fácilmente.


En el segundo caso, al meter la cuchara de madera con fuerza, aumenta la compactación de los granos de arroz. En este caso la fricción es mayor y las fuerzas de rozamiento dificultan el movimiento de la cuchara de madera. 

domingo, 29 de septiembre de 2013

280 Dos preguntas sobre densidad y flotabilidad con agua y aceite

El agua y el aceite son dos líquidos no miscibles que no se mezclan al entrar en contacto. El aceite tiene menor densidad  y flota sobre el agua.

Primera pregunta: ¿Qué sucede si dejamos caer un cubito de hielo en un vaso con agua y aceite?

Respuesta: el cubito de hielo se hunde en el aceite líquido pero flota sobre el agua en la superficie de separación de los dos líquidos.

Conclusión: el cubito de hielo es más denso que el aceite líquido pero menos denso que el agua líquida.


Segunda pregunta: ¿Qué sucede si ahora dejamos caer aceite congelado en el vaso con agua y aceite?

Respuesta: el aceite congelado se hunde en aceite líquido pero flota sobre el agua en la superficie de separación de los dos líquidos.


Conclusión: el aceite congelado es más denso que el aceite líquido pero menos denso que el agua líquida.


viernes, 20 de septiembre de 2013

279 Un globo que flota y se hunde

Para realizar nuestro experimento necesitamos unos globos pequeños, un recipiente, agua fría y agua caliente.

En primer lugar llenamos un globo pequeño con agua del grifo y luego lo metemos en un recipiente con agua caliente. Vemos que el globo se hunde.

Luego llenamos otro globo con agua del grifo y lo metemos en un recipiente con agua fría. Vemos que el globo flota.

Explicación
La densidad del agua depende de la temperatura: el agua caliente es menos densa que el agua fría.

En el primer caso, el globo contiene agua a menor temperatura que el agua del recipiente, es más denso, y se hunde.


En el segundo caso, el globo contiene agua a mayor temperatura que el agua del recipiente, es menos denso, y flota en la superficie.



domingo, 8 de septiembre de 2013

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. 

jueves, 15 de agosto de 2013

277 Columna de densidades

Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa alta, una cuchara, caramelo líquido, miel, agua, aceite de girasol, aceite de oliva y alcohol

Para construir una columna de densidades ponemos los líquidos por capas en la copa en el orden indicado. Cada capa puede tener dos o tres centímetros de altura.

Algunas sugerencias para que salga bien el experimento:
Los líquidos pringosos (por ejemplo la miel) se echan con mucho cuidado, procurando que no toquen las paredes del recipiente.
Utilizamos una cuchara para dejar caer los líquidos restantes evitando que caigan directamente.

Explicación
Nuestra columna de densidades contiene seis capas de líquidos que se mantienen separadas por su distinta densidad. El líquido de mayor densidad se coloca en el fondo del recipiente y luego se echan el resto de líquidos en orden de densidades decrecientes. El último líquido (en nuestro caso el alcohol) es el que tiene menor densidad de todos.Cada líquido flota sobre otro líquido de mayor densidad.


Para realizar nuestro experimento utilizamos líquidos no miscibles (por ejemplo agua y aceite) o líquidos miscibles (por ejemplo agua y alcohol). Si los líquidos miscibles están en contacto terminarán mezclándose con el tiempo.

En casa puedes encontrar otros líquidos que puedes utilizar para construir una columna de densidades: agua con sal, detergente, ketchup, etc.


sábado, 3 de agosto de 2013

274 Inflar un globo con vinagre y mármol triturado

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre, mármol triturado, una botella pequeña, un embudo y un globo.

Procedimiento
Metemos los trozos de mármol en la botella
Con ayuda del embudo vertemos vinagre en la botella (con media botella es suficiente).
Por último colocamos un globo en la boca de la botella.

El mármol contiene carbonato de calcio que reacciona con el ácido acético del vinagre liberando dióxido de carbono gaseoso. Al aumentar la presión del gas en el interior del recipiente se infla el globo en poco tiempo.


La velocidad de la reacción química y el tiempo que tarda en inflarse el globo depende, entre otros factores, de la concentración del ácido en el vinagre y del tamaño de los trozos de mármol. Al reducir el mármol a trozos pequeños se favorece el contacto entre los reactivos, aumentan los choques entre las partículas y aumenta la velocidad de reacción. 


viernes, 1 de marzo de 2013

254 Anticongelante

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, sal, alcohol, tres vasos pequeños y un congelador.

Primera parte
1 Llenamos uno de los vasos con agua
2 En otro vaso ponemos una disolución concentrada de agua y alcohol.
3 Y en el tercer vaso ponemos una disolución concentrada de agua y sal.
4 Luego metemos los tres vasos en el congelador y esperamos una hora.

Sacamos los tres vasos del congelador y vemos que el vaso con agua está congelado, el vaso con agua y sal está parcialmente congelado y el vaso con agua y alcohol permanece en estado líquido.

Segunda parte
1 Llenamos uno de los vasos con agua
2 En otro vaso ponemos agua y unas gotas de alcohol.
3 Y en el tercer vaso ponemos una mezcla concentrada de agua y alcohol.
4 Luego metemos los tres vasos en el congelador y esperamos una hora.

Sacamos los tres vasos del congelador y vemos que el vaso con agua está congelado, el vaso con la mezcla diluida de agua y alcohol está parcialmente congelado y el vaso con la mezcla concentrada de agua y alcohol permanece en estado líquido.

Explicación
Al mezclar sal o alcohol con agua se produce un descenso de la temperatura de fusión. Se conoce como descenso crioscópico a la disminución que experimenta la temperatura de fusión de una disolución respecto a la temperatura de fusión del agua pura (0 ºC).

En la primera parte del experimento vemos que el agua no se congela al añadir sal o alcohol. Con ayuda de un termómetro podemos ver que la mezcla permanece en estado líquido por debajo de los 0ºC.

Por otra parte, la magnitud del descenso crioscópico (el descenso de la temperatura de fusión) depende de la concentración de la disolución.

En la segunda parte del experimento vemos que la mezcla concentrada permanece en estado líquido pero la mezcla diluida está parcialmente congelada.