386 Separar agua y vino

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso, agua, vino y un trozo de corcho.

El agua y el vino son dos líquidos miscibles que se mezclan y forman una disolución. 

Podemos recurrir a un truco para mantener separados los dos líquidos en el mismo vaso. Sobre el agua se deja flotando un trozo de corcho ancho y delgado. Luego se deja caer el vino con cuidado directamente sobre el trozo de corcho. Así se puede lograr mantener separados el agua y el vino en el mismo vaso.   

El vino, el líquido menos denso, flota sobre el agua.

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.

252 Ludión con guante de látex

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico con agua, un guante de látex, unas tijeras un clip y una tuerca.

Recortamos uno de los dedos de nuestro guante y luego le colocamos un peso (por ejemplo una tuerca con un clip) en la parte inferior. Luego metemos el dedo con el peso en la botella de plástico con 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. 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.

210 Otro minisubmarino para niños

Para realizar nuestro minisubmarino necesitamos una cañita de refresco y un par de clips. Es mejor utilizar una cañita articulada (de las que se doblan por la parte de arriba).

Doblamos una cañita en forma de U y la sujetamos con un par de clips. Para que el submarino funcione correctamente es necesario que quede flotando en la superficie del agua pero prácticamente sumergido. Cuando esté listo el minisubmarino se mete en una botella de plástico transparente con agua. Por último colocamos el tapón.

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

Explicación
Los principios de Pascal y de Arquímedes nos permiten explicar el experimento:

Principio de Pascal: un aumento de presión en un punto cualquiera de un fluido encerrado se transmite a todos los puntos del mismo.
Principio de Arquímedes: todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascendente que es igual al peso del fluido desalojado.

Antes de presionar la botella, el minisubmarino flota debido a que su peso queda contrarrestado por la fuerza de empuje ejercida por el agua. Al apretar la botella la presión se transmite a la parte inferior de la cañita y entra agua en el interior, por lo que se produce un aumento del peso y el minisubmarino se hunde. Al dejar de apretar la botella disminuye la presión, el agua sale de la cañita 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.

204 Un mini submarino para niños

Nuestro mini submarino consta de una tuerca y tres globos pequeños.

En primer lugar dejamos caer la tuerca con los globos en una botella de plástico con agua. Para que el submarino funcione correctamente es necesario que los globos y la tuerca queden flotando en la superficie del agua pero prácticamente sumergidos. Finalmente se pone el tapón de la botella.

Cuando apretamos la botella se observa que los globos se hunden hasta llegar al fondo. Si dejamos de apretar la botella los globos ascienden a la superficie.

Explicación
Los principios de Pascal y de Arquímedes nos permiten explicar el experimento:

Principio de Pascal: un aumento de presión en un punto cualquiera de un fluido encerrado se transmite a todos los puntos del mismo.
Principio de Arquímedes: todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascendente que es igual al peso del fluido desalojado.

Antes de presionar la botella, los globos y la tuerca flotan debido a que su peso queda contrarrestado por la fuerza de empuje ejercida por el agua. Al apretar la botella la presión se transmite a la parte inferior de los globos y entra agua en el interior, por lo que se produce un aumento del peso y los globos se hunden. Al dejar de apretar la botella disminuye la presión, el agua sale de los globos que pierden peso y ascienden 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.

202 Pasas saltarinas

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso largo, una bebida gaseosa y un puñado de pasas. 

Primero llenamos el vaso con la gaseosa y dejamos caer un puñado de pasas. Las pasas se hunden pero luego suben y bajan en el líquido. Las pasas flotan por las burbujas de gas pero al llegar a la superficie del líquido se liberan las burbujas y las pasas vuelven a hundirse. El proceso continúa mientras quede suficiente gas en la bebida.

158 Pompas de jabón flotando en CO2

Para realizar nuestro experimento necesitamos una mezcla jabonosa para hacer pompas de jabón, vinagre, bicarbonato y un frasco de cristal grande.

En primer lugar ponemos un poco de vinagre en el frasco de cristal y luego añadimos bicarbonato. Se produce una reacción química con desprendimiento de gases.

Luego dejamos caer unas pompas de jabón en el interior del recipiente y vemos que algunas pompas flotan sin caer.

Explicación
La reacción química entre el vinagre y el bicarbonato produce dióxido de carbono. Dicho gas es más denso que el aire y queda atrapado en el interior del frasco de cristal.

Las pompas de jabón tienen aire en su interior y flotan sobre el dióxido de carbono, más denso, que se acumula en el fondo del frasco.

111 La crisis económica explicada con un puñado de lentejas

Para realizar nuestro experimento necesitamos unas lentejas, agua y una bebida gaseosa.

Primero llenamos un vaso con agua y dejamos caer un puñado de lentejas. Casi todas se hunden. Puede que algunas floten al retener una burbuja de aire pero si agitemos el agua caerán al fondo del vaso.

Luego llenamos el vaso con la bebida gaseosa y dejamos caer un puñado de lentejas. Ahora las lentejas suben y bajan en el líquido.
En este caso las lentejas flotan por las burbujas gaseosas que se pegan a su superficie. Al llegar a la superficie liberan dichas burbujas y las lentejas vuelven a sumergirse, repitiéndose el proceso hasta que la bebida se queda sin gas.

98 Dos principios por el precio de uno

Para realizar nuestro experimento necesitamos una jeringa grande, un par de tuercas, unos globos pequeños y agua.

En primer lugar llenamos el globo de aire, le atamos un par de tuercas y lo metemos en la jeringa llena de agua. Las tuercas permiten que el globo no flote.

Si colocamos el émbolo de la jeringa y presionamos un poco podemos ver que el globo reduce su tamaño. Si luego subimos un poco el émbolo el globo recupera su tamaño original.

¿Qué sucede si seguimos subiendo el émbolo? Podemos ver que el globo aumenta de tamaño y, finalmente, asciende desde el fondo.


Explicación:
Al bajar o subir el émbolo se produce una variación de presión que el agua transmite con la misma intensidad en todas direcciones (principio de Pascal). Al empujar el émbolo el aumento de presión reduce el tamaño del globo y al subir el émbolo se produce una disminución de presión y el globo aumenta de tamaño.

Sobre el globo situado en el fondo de la jeringa actúan dos fuerzas: su peso (dirigido verticalmente y hacia abajo) y el empuje (dirigido verticalmente y hacia arriba) Inicialmente el peso es superior al empuje (P > E) y el globo permanece en el fondo.

Al subir el émbolo disminuye la presión y el globo aumenta de tamaño. El peso del globo no cambia pero la fuerza de empuje aumenta al aumentar el volumen del cuerpo sumergido (principio de Arquímedes).

Al final el empuje es tan grande que supera al peso (E > P) y el globo asciende desde el fondo del recipiente.

Experimento dedicado a Gloria y Ramón

91 Flotabilidad y equilibrio de los barcos

Para realizar nuestro experimento necesitamos un bote de cristal pequeñito, tuercas, bolitas de corcho blanco y un recipiente con agua.

En primer lugar colocamos las tuercas en el fondo del bote de cristal (nuestro humilde barco) y ponemos encima las bolitas de corcho. Colocamos la tapa y metemos el bote verticalmente en el recipiente con agua. Al soltarlo podemos ver que el bote flota y mantiene el equilibrio sin volcar.

Repetimos el experimento colocando las bolitas de corcho en el fondo del bote y encima las tuercas. Colocamos la tapa y metemos el bote verticalmente en el recipiente con agua. En este caso el bote también flota pero no logra mantener el equilibrio y vuelca al soltarlo en el agua.

Explicación:
El bote de cristal flota en todos los casos porque su peso (P) es igual a su empuje (E).

Respecto a la estabilidad del barco tenemos que tener en cuenta la situación del peso y del empuje. El peso se aplica en el centro de gravedad y el empuje en el centro de empuje (que coincide con el centro de gravedad del fluido desalojado).

Al colocar las tuercas en el fondo del bote el centro de gravedad está muy bajo y al inclinarse el barco se genera un par de fuerzas y un giro en contra de las agujas del reloj que hace que el barco recupere la vertical.


Por el contrario, al colocar las bolitas de corcho en el fondo y las tuercas encima, el centro de gravedad se encuentra muy alto y, al inclinar el barco, se genera un par de fuerza y un giro a favor de las agujas del reloj que hace que el barco no recupere la vertical y vuelque.

Cuánto más bajo esté situado el centro de gravedad de un barco más estable será el equilibrio.

51 Chocolate desestructurado en solución carbonatada

En otras palabras, dentro de un vaso con gaseosa se introducen unos trocitos de chocolate.

El chocolate es más denso que la gaseosa y los trocitos se hunden.
A medida que descienden los trocitos de chocolate se van rodeando por burbujas del gas disuelto en la gaseosa. Llega un momento que el empuje del gas compensa el peso de los trocitos de chocolate y éstos ascienden a la superficie del líquido. Al llegar a la superficie se liberan las burbujas y los trocitos vuelven a sumergirse, repitiéndose el proceso hasta que la gaseosa se queda sin gas.

Buen provecho.

8 Ludión

Material:
1. Una botella de plástico transparente de aproximadamente 1,5 litros.
2. Una carcasa de bolígrafo que sea transparente.
3. Cinta aislante y tijeras
4. Una gomilla elástica
5. Clips


Montaje:
1. Se llena la botella con agua
2. Se tapa uno de los extremos del bolígrafo con cinta aislante. Si el bolígrafo tiene un agujero lateral, también se tapa.
3. Se unen los clips al bolígrafo con la gomilla elástica, de tal manera que quede flotando, prácticamente sumergido, con el extremo abierto sumergido.
4. Se cierra la botella.
Cuando se presiona la botella, se observa como el bolígrafo desciende hasta llegar al fondo. Al disminuir la presión ejercida, el bolígrafo asciende de nuevo.









Explicación:
Los principios de Pascal y de Arquímedes nos permiten explicar el experimento:
· Principio de Pascal: un aumento de presión en un punto cualquiera de un fluido encerrado se transmite a todos los puntos del mismo.
· Principio de Arquímedes: todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascendente que es igual al peso del fluido desalojado.

Antes de presionar la botella, el bolígrafo flota debido a que su peso queda contrarrestado por la fuerza de empuje ejercida por el agua.
Al apretar la botella la presión se transmite a la parte inferior del bolígrafo y entra agua en el interior, por lo que se produce un aumento del peso del bolígrafo (se sustituye aire por agua). Al superar el peso al empuje el bolígrafo se hunde.
Al dejar de presionar, el agua sale del bolígrafo y el bolígrafo asciende.

5 Flotabilidad

Material:

1 Vaso con agua
2 Cucharilla
3 Huevo crudo
4 Sal

Montaje:

1. Llena el vaso con agua
2. Coloca el huevo en el vaso y comprueba que se va al fondo.
3. Saca el huevo del vaso y añade sal al agua hasta lograr la saturación de la disolución. Coloca el huevo en el vaso y comprueba que flota.
4. Sin sacar el huevo del vaso añade agua lentamente. Poco a poco el huevo se hunde. Puede lograrse que el huevo se quede flotando sin hundirse del todo en el interior del agua.

Explicación:
Un cuerpo sumergido en un líquido experimenta dos fuerzas:
· El peso: es la fuerza con que lo atrae la Tierra (depende de la masa del cuerpo)
· El empuje: es la fuerza que hace hacia arriba el líquido (depende del volumen del cuerpo y de la densidad del líquido)
Si el peso es mayor que el empuje, el cuerpo se hunde. En caso contrario flota y si son iguales, queda entre dos aguas.Al poner el huevo en el agua se hunde ya que su peso es superior al empuje. Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua pura, lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el peso del huevo: el huevo flota.