377 El aire ocupa espacio

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico, un embudo, un vaso con agua, un tubito de goma y pegamento (o plastilina).

Primera parte

En primer lugar colocamos el embudo en la boca de la botella y sellamos la unión del embudo y la botella con pegamento o plastilina. Es importante que la unión quede bien sellada para impedir que salga el aire de la botella.

Si dejamos caer agua por el embudo vemos que el agua se acumula en el embudo y no cae.

Segunda parte

Ahora colocamos un tubito de goma en la botella de manera que uno de los extremos salga por el embudo. Si ahra dejamos caer agua por el embudo vemos que ya no se acumula en el embudo.

Explicación

En la primera parte del experimento el aire atrapado en el interior de la botella impide que caiga el agua. La poco compresibilidad del aire encerrado en la botella no deja espacio para el agua que cae. La botella no está vacía, está llena de aire que es materia, tiene masa, ejerce presión y ocupa un lugar,

En la segunda parte del experimento el tubito de goma permite que salga el aire atrapado en la botella. El espacio liberado por el aire que sale es ocupado por el agua que cae por el embudo.

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.

272 Presión de abajo hacia arriba

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tubito de plástico transparente, un trozo de plástico rígido, hilo, una tuerca, un vaso con agua y una bolita de corcho.

Procedimiento:

Recortamos un cuadrado de plástico que utilizaremos para tapar uno de los extremos del tubito.

Hacemos un agujero en el centro del tapón con ayuda de una aguja

Pasamos un trozo de hilo por dicho agujero y hacemos un nudo en uno de los extremos.

Metemos el hilo por el tubito y estiramos del extremo superior del hilo de  manera que el tapón quede firmemente pegado a la base del tubito.

Por último metemos en el tubito una tuerca pequeña y una bolita de corcho (opcional)

Con el hilo tenso introducimos el tubito en un vaso con agua procurando que no entre agua de golpe. Si soltamos el hilo vemos que el tapón permanece pegado al tubito y la tuerca no cae.

Lo normal es que el agua entre en el tubito poco a poco. Cuando la altura de la columna de agua en el interior del tubito sea parecida a la altura del agua fuera del tubito el tapón se despega y la tuerca cae.

Explicación

El agua pesa y ejerce una presión hidrostática sobre las paredes del vaso y sobre las paredes de cualquier objeto que esté en el interior del líquido. Dicha presión se ejerce en todas direcciones.

Al meter el tubito en el recipiente con agua la presión de abajo a arriba sobre el tapón impide que caiga. Si inclinamos el tubito el tapón permanece pegado.

Poco a poco entra agua en el tubito. La bolita de corcho es opcional y nos permite apreciar mejor la altura del agua en el interior del tubito.

Para que el tapón se despegue es necesario que la columna de agua en el interior del tubito tenga una altura similar a la altura del agua fuera del tubito. En este caso tenemos dos fuerzas hacia abajo (el peso de la columna de agua en el interior del tubito y el peso de la tuerca) que logran compensar la presión y la fuerza hacia arriba ejercida por el agua que está debajo del tapón.