317 ¿Qué sucede si soplas entre dos pelotas?

Para realizar nuestro experimento necesitamos una cañita y unas pelotas pequeñas y ligeras (por ejemplo de corcho o de ping pong).

Colocamos dos pelotas iguales sobre una superficie horizontal dejando entre las dos una separación de unos dos centímetros. Luego tomamos la cañita y soplamos muy fuerte justo entre las dos. Si las pelotas son ligeras vemos que se juntan.

Explicación

El aire que rodea las dos pelotas ejerce una presión (presión atmosférica) igual en todas direcciones.

El Principio de Bernouilli dice que al aumentar la velocidad del aire disminuye la presión.

Al soplar con la cañita se crea una corriente de aire entre las pelotas y disminuye la presión en esa región. La presión atmosférica superior que actúa desde el otro lado empuja a las pelotas una contra la otra.

Si la pelota tiene una masa apreciable la diferencia de presión no será suficiente para moverla. Para comprobarlo se puede repetir el experimento utilizando dos pelotas con diferente masa. En este caso al solplar entre las dos  la pelota más pesada tiende a quedarse quieta por la inercia.

302 ¿Por qué el humo sube por una chimenea?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un secador del pelo, un tubo de plástico transparente y una pelota de diámetro algo inferior al diámetro del tubo.

Colocamos el tubo en posición vertical dejando una pequeña separación entre la base del tubo y la mesa. Luego dejamos caer en el interior del tubo una pelota que tenga poco peso (por ejemplo de corcho). 

Si encendemos el secador del pelo y apuntamos sobre la salida del tubo la pelota asciende por el interior del tubo y sale disparada.

Explicación

El principio de Bernouilli que se aplica a los fluidos en movimiento establece que si aumenta la velocidad de un fluido disminuye la presión.

En nuestro caso el secador del pelo produce una corriente de aire que reduce la presión sobre la salida del tubo de plástico. La diferencia de presión entre la salida del tubo y la base impulsa el aire contenido en el tubo y la pelota asciende por el interior del tubo.

El aire caliente es menos denso y asciende por una chimenea pero el Principio de Bernouilli también juega un papel importante en el funcionamiento de una chimenea. El viento que sopla sobre la boca de una chimenea crea una diferencia de presión que extrae el aire de la chimenea y facilita la salida del humo y de los gases de la combustión. 

71 Una pelota que levita (un experimento con suspense)

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pelotita ligera (de corcho o de ping-pong) y un secador de pelo.

Si encendemos el secador y dejamos la pelotita en la parte central de la corriente de aire vemos que permanece en reposo sin caer. La pelotita permanece en el centro de la corriente son caer pero girando sobre sí misma.

Dependiendo del peso de la pelotita quedará suspendida más cerca o más lejos del secador.

Podemos comprobar que al inclinar un poco el secador la pelotita no cae y que si acercamos el secador con la bolita a una pared la pelotita ascenderá.

La explicación del experimento parece muy simple. La corriente de aire ascendente que sale del secador genera una presión y una fuerza que compensa el peso de la bolita. Esto permita que la bolita quede flotando en el aire.

Ahora bien, ¿por qué permanece la bolita atrapada en el centro de la corriente de aire sin salirse?

Tengo dos posibles explicaciones:

Primera explicación:

La velocidad del aire que sale del secador es mayor en la parte central y menor en los bordes. Fuera de la corriente el aire está en reposo.
Las regiones donde el aire se mueve con mayor velocidad son de baja presión y las regiones donde el aire tiene menor velocidad son de alta presión (principio de Bernoulli)
Cuando la pelotita se desplaza ligeramente de la parte central de la corriente se genera una diferencia de presión (y una fuerza neta) que empuja a la pelotita de regreso al centro de la corriente. Además, la diferencia de presión hace que gire la pelotita.


Segunda explicación

Cuando la pelotita se desplaza ligeramente, el aire a gran velocidad que circula por la parte central se pega a la superficie de la bolita (efecto Coanda) y se desvía alejándose de la corriente central. Por el principio de acción y reacción (o por conservación del momento lineal) la bolita se mueve en sentido contrario al del aire que desliza por su superficie, regresando a la parte central de la corriente de aire. Al regresar comienza a girar sobre sí misma.

¿Cuál será la explicación correcta?

4 Pulverizador

Material:
1. Un vaso con agua.
2. Un par de cañitas.
3. Cinta adhesiva transparente.
4. Tijeras.

Montaje:
1. Mete la cañita en el vaso con agua y córtala a un centímetro por encima del borde del vaso.
2. Sostén la cañita en el vaso pegada a la pared con la cinta adhesiva.

3. Corta otro trozo de cañita de unos 6 cm y acércalo al extremo superior de la cañita que está metida en el vaso con agua.

4. Sopla muy fuerte por la segunda cañita.

Sale agua por la cañita que está en el vaso en forma de gotitas.

Explicación:
El principio de Bernouilli nos permite explicar el experimento: 
Al soplar sobre la cañita que está en el vaso con agua se crea una corriente de aire que disminuye la presión. 
El aire sobre la superficie del agua fuera de la cañita ejerce una presión mayor y el agua sube por la cañita. Al llegar a la parte superior se divide en gotitas de agua que salen con la corriente de aire hacia adelante.

3 Presión y corriente de aire

Material:
1. Dos latas vacías de refresco.
2. Una cañita.
3. Tijeras.




Montaje:
1. Coloca dos latas de refrescos sobre la mesa, dejando entre las latas una separación de 2 cm.
2. Con la cañita sopla fuerte en la región entre las latas.
Las latas se juntan hasta tocarse !!

Explicación:
El aire que rodea las latas ejerce una presión (y una fuerza) igual en todas direcciones. 

El principio de Bernouilli nos permite explicar nuestro experimento. Al soplar entre las dos latas aumenta la velocidad del aire y disminuye la presión en esa región. El aire estacionario que rodea las dos latas ejerce una presión mayor que empuja las latas una contra la otra.