142 Ondas de jabón

Para realizar nuestro experimento necesitamos un trozo de alambre, una carcasa de un bolígrafo y una mezcla jabonosa.

Preparamos una disolución jabonosa con agua, azúcar y jabón.

En primer lugar doblamos el trozo de alambre en forma rectangular dejando un trozo en uno de los lados para añadir un mango con la carcasa de un bolígrafo. Luego metemos el alambre en la mezcla jabonosa y lo sacamos con cuidado para que se forme una película líquida.

Si colocamos horizontalmente el alambre y lo movemos arriba y abajo periódicamente vemos que la película líquida se deforma, aumenta de tamaño, y se mueve hacia arriba y hacia abajo.

Luego repetimos el experimento girando el alambre en torno al mango y manteniendo en reposo la parte central. En este caso la película líquida se divide en dos mitades que oscilan alternativamente.

Una forma de apreciar mejor el experimento es iluminar el alambre con un foco y proyectar la sombra sobre un fondo blanco.

Explicación
La película líquida de jabón es un medio elástico sometido a tensión que permite la propagación de las ondas. En este caso se forman ondas estacionarias.
En una onda estacionaria hay zonas donde se produce la máxima oscilación (vientres) y otras zonas donde la oscilación es mínima (nodos).

El caso de las ondas estacionarias existen diversos modos de vibración:
En el primer caso, al mover arriba y abajo el trozo de alambre, la película oscila de manera que en la parte central se produce la máxima oscilación (un vientre) y en los extremos se produce la mínima oscilación (dos nodos).
En el segundo caso, al girar el trozo del alambre en torno al mango, hay dos zonas donde se produce la máxima oscilación (dos vientres) y en la parte central del rectángulo la oscilación es mínima (un nodo).

Yo encontré el experimento en la siguiente dirección:

http://www.tianguisdefisica.com/jabon.htm

141 La superficie del agua se estira

Para realizar nuestro experimento necesitamos un trozo de alambre, hilo y una disolución jabonosa.

Podemos preparar una disolución jabonosa mezclando agua, jabón y azúcar.

Construimos un marco rectangular con el alambre haciendo que de él sobresalga un trozo largo de alambre que servirá de mango para sostenerlo. Luego atamos un trozo de hilo en dos lados del rectángulo de manera que quede algo flojo. Por último sumergimos el rectángulo de alambre en la mezcla jabonosa. Retirando el alambre con cuidado se formará una lámina líquida en la que flotará el trozo de hilo.
Si rompemos la lámina por uno de los lados del hilo, éste quedará limitando el resto de la lámina líquida, pero ya no estará flojo si no tenso.

Se puede repetir el experimento empleando dos trozos de hilo atados en los mismos lados del rectángulo. Al romper la lámina delgada en la zona comprendida entre los dos hilos se formará una bonita figura.

Explicación
El agua está formada por moléculas que se atraen con una fuerza que depende de la distancia entre ellas. Las moléculas que están en el interior del agua experimentan fuerzas en todas direcciones (están rodeadas de otras moléculas) y la fuerza resultante es cero. Por el contrario, en la superficie del agua las moléculas sólo experimentan fuerzas de las moléculas que tienen alrededor y debajo y esto crea una fuerza resultante hacia el interior del líquido. Esta atracción hace que se forme una especie de membrana (el efecto se llama tensión superficial) y tiende a reducir el área de la superficie.

En nuestro experimento, al romper la lámina por uno de los lados del hilo, la tensión superficial que actúa en la lámina delgada tira del hilo y disminuye el área de la lámina. El hilo termina muy tenso.

140 El motor eléctrico más simple del mundo

Hoy cumple tres años el blog fq-experimentos

Un saludo a todos los seguidores.


Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca (4´5 V), hilo de cobre muy fino y uno imanes.

En primer lugar enrollamos un trozo de hilo de cobre de unos 10 cm en forma de espiral.
Se pretende colocar la pila horizontalmente y el hilo de cobre sobre los bornes de la pila. Para impedir que el hilo se caiga practicamos unos pequeños cortes, a modo de ranuras, en los bornes de la pila.
Por último colocamos unos imanes cerca de los bornes y dejamos el hilo de cobre sobre las ranuras de los bornes de la pila. Podemos ver que el hilo de cobre gira sobre su eje.

Explicación
Un motor eléctrico es una máquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica (principalmente en movimiento rotatorio) por medio de interacciones electromagnéticas.

Al colocar el hilo de cobre sobre los bornes de la pila se completa un circuito eléctrico.
La corriente eléctrica que circula por el hilo de cobre experimenta una fuerza magnética ejercida por el campo magnético que crean los imanes. Con la forma adecuada (en forma de espiral) el hilo de cobre gira sobre su eje produciendo el movimiento rotatorio.

139 ¿Qué forma adoptan los líquidos?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso con agua, aceite y detergente.

Si dejamos caer unas gotas de aceite en un vaso con agua vemos que el aceite se extiende por la superficie del agua formando una mancha.

Luego dejamos caer una gota de detergente en el vaso y vemos que el aceite adquiere una forma esférica.

Explicación
El aceite que se derrama sobre la superficie del agua cae en forma de gotas por la acción de la gravedad y de la tensión superficial que actúa en la superficie de los líquidos.
Al llegar al agua las gotas de aceite se unen y forman una mancha sobre la superficie del agua. La mancha de aceite parece flotar en la superficie del agua sobre una membrana invisible.
La tensión superficial que actúa en la superficie del agua “estira” la mancha de aceite.

El detergente disminuye la tensión superficial en la superficie del agua y esto hace que el aceite recupere la forma esférica.

138 Efecto de las nueces de brasil

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tubito de plástico con tapón, una bolita de acero y sal.

1 Llenamos una cuarta parte del tubito de plástico con sal
2 Dejamos caer la bolita de acero sobre la sal
3 Cubrimos la bolita con sal sin llenar todo el tubito y ponemos el tapón superior.

Si sacudimos verticalmente el tubito de plástico la bolita de metal asciende y termina sobre la sal.

Este fenómeno parece ir en contra de las leyes de la física. La bolita de metal es más grande y más pesada que los granos de sal y se esperaría que, al sacudir verticalmente el tubito de plástico, la bolita descendiera.

Explicación
Al sacudir verticalmente el tubito de plástico la bolita de metal genera un hueco debajo de ella que es ocupado por los granos de sal. Los granos de sal que ocupan dicho hueco impiden que la bolita recupere su lugar original y se genera un movimiento ascendente.

Este fenómeno fue denominado efecto de las nueces de brasil debido que en una mezcla de cereales y frutos secos, las nueces de brasil y los trozos de fruta suelen tener la mayor masa, y por lo tanto ocupan la parte superior después de sacudir dicha mezcla.

Feliz cumpleaños Eva
(y no olvides tomar muesli para desayunar)

137 Enterrado en arena

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso largo de plástico, un palo de madera y arena de playa seca.

En primer lugar metemos el palo de madera en el vaso y lo cubrimos con la arena seca. Tirando de la parte superior del palo vemos que es posible sacarlo de la arena sin dificultad.

Luego volvemos a meter el palo de madera en el vaso, lo cubrimos de arena y, antes de tirar del palo, golpeamos el lateral del vaso unos segundos. En este caso, al intentar sacar el palo de la arena, vemos que está firmemente atrapado en la arena.


Explicación:
La arena de playa es un ejemplo de materia granulada.
Cuando la arena se deja caer en el vaso de plástico tiene una compactación baja. Una forma de reducir los espacios vacíos y aumentar la compactación es someter la arena a vibraciones horizontales.
Al golpear el vaso aumenta la compactación: las partículas se reordenan y el volumen total de arena y el espacio vacío entre los granos disminuye. En este caso, aumenta la fricción entre partículas y las fuerzas de rozamiento impiden que el palo salga de la arena con facilidad.