101 El secreto de los caramelos Mentos

Para realizar nuestro experimento necesitamos Coca- Cola Light, azúcar, sal, arena y caramelos Mentos.

En primer lugar llenamos medio vaso con Coca – Cola Light y luego dejamos caer unos caramelos Mentos. Vemos que inmediatamente el gas escapa del refresco.
Si repetimos el experimento utilizando azúcar, sal o arena obtenemos el mismo resultado.

ExplicaciónLa coca cola Light contiene un gas disuelto: el dióxido de carbono.
Para que el gas escape del refresco es necesario que se formen unas burbujas del tamaño adecuado y para formar dichas burbujas es necesario separar las moléculas de agua que están fuertemente unidas.

Los caramelos Mentos, el azúcar, la sal y la arena logran separar las moléculas de agua y permiten la formación de las burbujas de gas que escapan del refresco.

Se cree que la superficie de los caramelos Mentos (llena de poros) favorece la formación de las burbujas. Otro factor está en la goma arábiga que forma parte de los caramelos y que reduce la tensión superficial del refresco favoreciendo la salida de las burbujas.

100 Flotar o no flotar . . . Esa es la cuestión

Para realizar el experimento necesitamos un vaso, agua, aceite, alcohol, unos clavos y un trozo de corcho blanco.

En primer lugar llenamos un tercio del vaso con agua y luego añadimos el aceite.
Vemos que el aceite flota sobre el agua.
Luego se añade el alcohol con mucho cuidado para que no se mezcle con el agua.
Vemos que el alcohol flota sobre el aceite.

De esta forma tenemos en el vaso tres líquidos sin mezclarse. El agua y el alcohol se mezclan pero el aceite impide que entren en contacto.

Para la segunda parte del experimento clavamos unas bolitas de corcho de diferente tamaño en cada clavo. Cuando tengamos los clavos listos los dejamos caer en el vaso.
Vemos que algunos clavos se hunden hasta el fondo del vaso, otros se quedan flotando en la superficie del alcohol y otros se quedan flotando sobre el agua o sobre el aceite.

ExplicaciónEl agua es más densa que el aceite y éste más denso que al alcohol. Por esto el aceite flota sobre el agua y el alcohol sobre el aceite.
Un clavo se hunde en el vaso al ser más denso y una bolita de corcho flota sobre el alcohol al ser menos densa.
Al clavar bolitas en los clavos logramos densidades intermedias y por esto algunos clavos se quedan flotando sobre el agua y otros sobre el aceite.

99 El péndulo y el método científico

Para realizar nuestro experimento necesitamos un carrete de hilo y un par de tuercas de diferente tamaño.

Para construir un péndulo simple atamos un trozo de hilo a una de las tuercas y luego atamos el otro extremo del hilo a algún soporte que permita a la tuerca oscilar sin tocar el suelo.

Si apartamos la tuerca de la posición de equilibrio (la vertical) y la dejamos oscilar libremente tenemos un péndulo simple. Llamamos período del péndulo al tiempo que tarda la tuerca en realizar una oscilación completa.

¿De qué factores depende el período de oscilación del péndulo? ¿Dependerá de la amplitud de las oscilaciones, del tamaño de la tuerca o de la longitud del hilo? Para averiguarlo realizamos tres experimentos:

Experimento 1: construimos dos péndulos simples idénticos (misma longitud del hilo y tuercas iguales) y luego apartamos los péndulos de la posición de equilibrio de manera que uno de ellos tenga una amplitud de oscilación mayor. Podemos ver que las dos tuercas tardan el mismo tiempo en completar una oscilación

Conclusión 1: el período de oscilación del péndulo no depende de la amplitud de las oscilaciones.

Experimento 2: construimos dos péndulos de igual longitud pero con tuercas diferentes. Si apartamos los dos péndulos de la posición de equilibrio y los soltamos vemos que tardan el mismo tiempo en completar una oscilación.

Conclusión 2: el período de oscilación del péndulo es independiente del tamaño de la tuerca.

Experimento 3: construimos dos péndulos de diferente longitud con tuercas de igual tamaño. Si apartamos los dos péndulos de la posición de equilibrio y los soltamos vemos que el péndulo de menor longitud tarda menos tiempo en completar una oscilación.

Conclusión 3: el período de oscilación del péndulo depende de la longitud del hilo. Si la longitud del hilo es menor tarda menos tiempo en completar la oscilación y, por tanto, su período de oscilación es menor.

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

97 Principio de Pascal

Para realizar el experimento necesitamos una jeringa grande, unos globos pequeños, agua y unas tuercas.

Primera parte del experimento
Llenamos el globo de aire y lo metemos en la jeringa.
Luego empujamos el émbolo y vemos que disminuye el tamaño del globo.

Segunda parte del experimento
Llenamos la jeringa de agua.
Luego empujamos el émbolo y vemos que el volumen no varía.

Tercera parte del experimento
Atamos un par de tuercas a un globo lleno de aire y lo metemos en la jeringa llena de agua. Las tuercas son para que no flote.
Luego empujamos el émbolo y vemos que el globo disminuye su volumen.

Explicación
Primera parte
Los gases se pueden comprimir. Al empujar el émbolo el globo se hace más pequeño.

Segunda parte
No podemso comprimir los líquidos. Al empujar el émbolo en este caso el volumen de agua en la jeringa no disminuye.

Tercera parte
La presión ejercida en un punto del agua se transmite con la misma intensidad en todas direcciones (principio de Pascal). Al empujar el émbolo el agua transmite la presión y el globo disminuye su tamaño.

96 Ley de Boyle

Para realizar nuestro experimento necesitamos una jeringa grande y unos globos de colores pequeños.

En primer lugar sacamos totalmente el émbolo de la jeringa, llenamos un globo de aire y lo introducimos en la jeringa. Luego colocamos el émbolo sin introducirlo del todo y tapamos el agujero pequeño de la jeringa con un dedo.
Al empujar el émbolo vemos que disminuye el volumen del globo.


Ahora metemos el globo lleno de aire en la jeringa y colocamos el émbolo introduciéndolo hasta el fondo (sin aplastar el globo). Luego tapamos el orificio pequeño de la jeringa con un dedo y tiramos del émbolo. En este caso vemos que aumenta el volumen del globo.

Explicación:
La ley de Boyle establece que, a temperatura constante, el volumen y la presión de un gas son inversamente proporcionales: P.V = constante
Primer caso
Al empujar el émbolo el aire atrapado en el interior de la jeringa se comprime (disminuye el volumen) y, según la Ley de Boyle, aumenta la presión. Al aumentar la presión externa sobre el globo disminuye su volumen hasta que la presión interna iguale a la presión externa.

Segundo caso
Al tirar del émbolo el aire atrapado en el interior de la jeringa se expande (aumenta el volumen) y, según la Ley de Boyle, disminuye la presión. Al disminuir la presión externa al globo aumenta su volumen hasta que la presión interna iguale a la presión externa.