EXPERIMENTOS SIMPLES DE UN MUNDO COMPLEJO En esta página queremos recoger actividades prácticas y experimentos que puedan realizarse con pocos medios, sin necesidad de recurrir a un equipamiento de laboratorio. La mayoría de los experimentos pueden realizarse en casa con utensilios caseros. La ciencia de la ilusión (15 trucos de magia y ciencia) Experimentos con pajitas
LUZ Y SONIDO
Experimentos con la luz polarizada Sustancias con actividad óptica Experimenta con el Infrarrojo (IR) El sonido no se transmite en el vacío Descomposición de la luz blanca Construyendo un teléfono Espejos deformantes Rayos de luz en un espejo parabólico Un calentador solar Espejos de sonido Experimenta con espejos esféricos Teléfonos y vasos comunicantes El arco iris en casa (PR-7) Experimenta con luz ultravioleta Calcula la velocidad del sonido
MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO
Motor líquido Péndulo caótico Potencia de un imán Cómo "ver" el campo magnético Imanes que levitan Cómo fabricar un imán Sustancias diamagnéticas Acelerador magnético (rifle de Gauss) El aluminio y los imanes (PR31)
La batidora electromagnética ¿Cómo funciona una jaula de Faraday? (PR-12) Otra experiencia con imanes o un nuevo uso para las linternas de inducción magnética
CALOR Y TEMPERATURA ELECTROSTATICA Y ELECTRICIDAD
Globos y pelos de punta Carreras con latas y globos Electroscopio gigante Globos con chispa (PR-32) Cómo desviar un chorro de agua sin tocarlo Y se hizo la luz ¿Cómo construir una pila eléctrica en casa? ¡Funciona! (PR-11)
Helados y temperaturas muy bajas (PR-26) La moneda saltarina Aislantes térmicos Temperatura de fusión del hielo Experimentos con botijos y cantimploras (PR-27) Equilibrio térmico Del efecto de una batidora sobre un vaso con agua Evaporación del agua El movimiento térmico de las partículas
EXPERIMENTOS DE QUÍMICA
Estudia la cinética química con comprimidos efervescentes Practica la química digital El sorprendente comportamiento de la arena El imán y la vela Cómo quemar acero Movimiento browniano Separación de sustancias: decantación Experimenta con la triboluminiscencia Así lavaba, así, así ... Este huevo no se come Precipitaciones corrosivas Tan fuerte como Hércules Y me convertí en bombero (PR-28)
Iluminación prehistórica (PR24)
Fabrica un polímero (PR-22) Fabricando jabón (PR-21) ¿Cómo diferenciar un coloide de una disolución? (PR-20a) Fabrica una crema hidratante para las manos (PR-20b) Plásticos con memoria (PR-18) Poder absorbente de un pañal (PR-19) Plásticos solubles (PR-16) Volcán en erupción Un espectroscopio sencillo (PR-14)
Reacciones de combustión (PR-13)
EXPERIMENTOS DE FÍSICA
Calcula la densidad de un líquido Construye un dinamómetro Fuerzas de inercia en un ascensor Efectos de la presión atmosférica (PR-15) ¡Horror, el vacío! (PR-23) Humedad relativa (cómo medir la humedad con una lata, un termómetro y hielo picado (PR-17) Judías, lentejas, arroz y bolas que "flotan" (PR-1) ¿Es posible pesar un globo de helio? (PR-4) Movimiento rectilíneo uniforme Centro de gravedad La cámara de niebla: Partículas de verdad Un aerodeslizador casero: el "globercraft" Preguntas en el año de la astronomía ¿Qué estrellas podemos ver en el cielo? Uso del planisferio Cómo averiguar la hora de salida y de puesta del Sol utilizando un planisferio Determinación de la posición de un astro por el sistema de coordenadas ecuatorial Medición de la altura de un astro Medición de la altura del Sol ¿Cómo medir el volumen de un alfiler? Caída libre Efecto de ingravidez en la caída libre Movimiento de un globo en el interior de un coche Ludión El ludión y algo más
Reacciones químicas: reacción con desprendimiento de gases Reacciones químicas: reacción de precipitación Propiedades sorprendentes: la papilla de maiz (PR-8) Más experimentos con la papilla de maíz Acción blanqueadora de la lejía (PR-6) ¿Cómo fabricar un extintor EXPERIMENTOS DE casero? BIOLOGÍA ¿Es posible hacer arder el azúcar? (PR-2) Germinación de una semilla Un "sacapuntas" y la ¿Tienen almidón los oxidación de los metales (PRalimentos? (PR-29) 3) Extracción y separación de Factores que afectan a la pigmentos fotosintéticos (PRoxidación del hierro 25)
Bollería Química
MÁS EXPERIMENTOS
Arena mágica Un grifo que gotea Identificación de huellas dactilares ¿Máquina de movimiento perpetuo? Locorobot Detector de ondas electromagnéticas
Extracción del ADN de una cebolla (PR-5) ¿Cómo simular un fósil? ¿Cómo evitar la deshidratación?
EXPERIMENTOS DE MATEMÁTICAS
Compás elíptico Compás parabólico Construcción de cónicas por papiroflexia Construcción de poliedros regulares
Otros experimentos (para realizar en un laboratorio con equipo adecuado) Experimentos con hielo seco (I): Cañones, cohetes y explosiones Globos que se hinchan Espuma y pompas de jabón El motor de Herón; Chirrido metálico Experimentos con hielo seco (II) Niebla y efectos especiales Cambios de color Mercurio sólido Mercurio latiente: ¡ameba palpitante! Flanes voladores Fuerzas entre corrientes eléctricas Grafito levitando Cromatografía en papel de extractos de colorantes vegetales experimento experimento experimento experimento experimento experimento experimento experimento experimento s s s s s s s s s
Experimentos con luz polarizada A. Cañamero
(PR-71)
Imaginemos que queremos meter una moneda en una hucha, si queremos introducir la moneda debemos colocar ésta en el mismo plano de la ranura, si colocamos la moneda perpendicularmente la moneda no entrará. Este gesto tan sencillo nos puede ayudar a comprender como actúa la luz polarizada. Este tipo de luz es emitida por aparatos con pantallas LCD (cristal líquido) como el ordenador, las pantallas planas de TV, los teléfonos móviles, etc. ¿Qué experimentos podemos realizar con esta luz polarizada? Ahora lo comprobaremos. Material
Lámina polarizadora, gafas polarizadas o gafas de las que se utilizan para ver películas en tres dimensiones. Papel de celofán adhesivo. Objetos de vidrio y de plástico.
¿Cómo conseguir una lámina polarizadora? Las láminas polarizadoras son materiales plásticos que se utilizan en la fabricación de algunas gafas de sol, en pantallas de aparatos electrónicos como calculadoras, teléfonos móviles, etc. Se utilizan porque bloquean el paso de luz que vibra en el plano perpendicular al de polarización. Si no disponemos de gafas polarizadas pero tenemos alguna calculadora o teléfono móvil que ya no nos sirvan podemos desmontar la pantalla y extraer la lámina polarizadora. arriba izqda. Gafas para ver cine en 3D arriba dcha. Gafas de sol polarizadas abajo izda. Polarizador de la pantalla de una calculadora abajo dcha. Polarizador de la pantalla de un teléfono móvil
¿Cómo comprobar que una luz está polarizada?
Colocando una lámina polarizadora sobre la pantalla (encendida) de un ordenador o de un teléfono móvil observaremos que en una posición deja ver a su través pero si la giramos 90º se produce la oscuridad.
Si hacemos lo mismo con las gafas polarizadas conseguiremos el mismo efecto.
¿Como se ven los objetos a través de un polarizador? Vamos a colocar objetos transparentes delante de la pantalla del ordenador y los observaremos con las gafas o con la lámina polarizadora. En este caso podemos cambios de coloración debidos a las tensiones que experimenta el material.
Vaso de plástico visto con luz polarizada En objetos de plástico podemos observar un fenómeno relacionado con la interefencia de colores y la birrefringencia que hace que el rayo de luz se divida en dos rayos que viajan a distintas velocidades, de modo que interfieren entre sí, generando bandas de colores.
Pieza de plástico
regla
Funda rígida de CD
Este fenómeno resulta espectacular si tomamos una lámina de plástico transparente y pegamos en ella tiras de papel adhesivo, la colocamos delante de la pantalla del ordenador y observamos con las gafas o lámina polarizadora.
Efectos que causan varias tiras de papel adhesivo (cello) superpuestas iluminadas con luz polarizada y observadas a través de un polarizador Luz polarizada Actividad óptica La luz polarizada en nuestras Puedes aprender más sobre la luz vidas polarizada y experimentar con ella, Pantallas de cristal líquido leyendo los otros artículos que (LCD) publicamos en este número y en Cartas a Marisa números anteriores: Experimentos con la luz polarizada Sustancias con actividad óptica Otros EXPERIMENTOS
Sustancias ópticamente activas
(PR-70)
M.A. Gómez
Una sustancia ópticamente activa es aquella que es capaz de hacer girar el plano de vibración de la luz polarizada cuando dicha luz la atraviesa (Luz polarizada). La actividad óptica se mide en un laboratorio utilizando un aparato denominado polarímetro. Este aparato permite medir con precisión el ángulo de rotación, pero es necesario utilizar una fuente de luz adecuada, en este caso una lámpara de sodio. Este procedimiento no está al alcance de todos. Sin embargo, vamos a intentar reproducir la experiencia de una forma cualitativa en nuestras propias casas, observando (no midiendo exactamente) la rotación que experimenta la luz polarizada al atravesar un caramelo o una disolución de azúcar. En este caso la sustancia ópticamente activa es la sacarosa.
Material - Fuente de luz polarizada. Vamos a utilizar la que proporciona la pantalla de un ordenador. Para que sea uniforme, debe aparecer toda la pantalla de un solo color. Por lo menos, el color debe ser uniforme en la zona en que vamos a situar la experiencia. - Lámina polarizadora. Podemos conseguirla de una pantalla de cristal líquido en desuso (calculadora o teléfono móvil ya estropeados). También pueden servir unas gafas de sol polarizadas. ****ver otros artículos - Una rendija abierta sobre una cartulina negra. - Un caramelo, lo más transparente posible.
Cómo lo hacemos Vamos a observar la actividad óptica de un caramelo. Es decir, vamos a ver cómo al atravesar el caramelo, rota el plano de vibración de la luz polarizada. Para ello vamos a utilizar como fuente de luz polarizada una pantalla TFT de ordenador, una rendija y un filtro polarizador. En primer lugar vamos a ver qué ocurre cuando la luz atraviesa la lámina polarizadora. La foto 1 nos muestra que cuando la luz que proviene de la pantalla atraviesa la lámina polarizadora alineada con el plano de polarización lo hace sin problemas y vemos la rendija iluminada. La foto 2, muestra que cuando la lámina se gira 90º el plano de polarización de la lámina es perpendicular al plano de vibración de la luz y esta no puede atravesarla, no vemos la rendija.
Foto 2. Posición en la que la lámina Foto 1. Posición en la que la lámina polarizadora no deja pasar la luz. polarizadora deja pasar la máxima Está prependicular al plano de intensidad de luz. Está alineada con el plano polarización. La lámina gira 90º con de polarización. respecto a la foto 1.
En la foto 3 se muestra el montaje experimental. Hemos sujetado la lámina polarizadora sobre la cartulina que tiene la rendija y después hemos añadido el caramelo. De esta forma, la luz polarizada que proviene de la pantalla.
Foto 3. Montaje experimental. Cartulina con una rendija, lámina polarizadora y caramelo transparente.
Foto 4. La luz atraviesa el caramelo sin ningún problema.
¿Qué ocurre cuando la luz polarizada atraviesa el caramelo? A simple vista no ocurre aparentemente nada, tal como puede verse en la foto 4. Sin embargo, cuando detrás del caramelo introducimos una lámina polarizadora, podemos ver que el caramelo contiene una sustancia ópticamente activa.
Foto 5. La lámina polarizadora está en la misma posición que en la foto 1. Vemos que el caramelo deja pasar poca luz. En los extremos de la rendija la luz pasa normalmente.
Foto 6. La lámina se ha girado aproximadamente 60º en sentido contrario a las agujas del reloj. Vemos que el caramelo deja pasar bastante luz, mientras que en los extremos de la rendija la luz casi se extingue.
Foto 7. La Lámina se ha girado 90º con respecto a la foto 5. El caramelo deja pasar bastante luz, pero la luz ya no pasa en los extremos de la rendija.
Observamos que en la posición inicial, el caramelo deja pasar poca luz a través de la rendija. El caramelo hace girar el plano de polarización de la luz y eso provoca que parte de esa luz no lo atraviese. Según vamos girando el dispositivo experimental, en sentido contrario a las agujas del reloj, vamos observando cómo aumenta la luz que se transmite a través del caramelo porque el plano de polarización se acerca al plano de vibración de la luz que a pasado por la sustancia ópticamente activa. A la vez se va extinguiendo poco a poco la luz que pasa por los extremos de la rendija, hasta que la posición de la lámina polarizadora coincide con la de la foto2 (perpendicular al plano de vibración de la luz polarizada que emite la pantalla).
Sigue experimentando Intenta repetir el experimento para ver la actividad óptica del la sacaraosa. Para ello utiliza el azúcar normal que tienes en casa. - Prepara una disolución de azúcar en agua. Para que el efecto se vea bien necesitamos preparar una disolución muy concentrada. En este caso vamos a utilizar una disolución del 50 % en masa, por ejemplo mezclando 50 g de azúcar con 50 g de agua. - Pon la disolución en un recipiente transparente. Un vaso o una ampollita de las que se utilizan para muestras de colonias y perfumes. - Sitúa el reciìente entre la pantalla del ordenador y la la rendija con lámina polarizadora. - Gira la lámina lentamente. ¿Qué observas? Puedes repetir la experiencia con otras sustancias que son ópticamente activas, por ejemplo: miel, zumos de frutas o trementina.
Puedes aprender más sobre la luz polarizada y experimentar con ella, leyendo los otros artículos que publicamos en este número y en números anteriores:
Luz polarizada Actividad óptica La luz polarizada en nuestras vidas Pantallas de cristal líquido (LCD) Cartas a Marisa Experimentos con la luz polarizada Sustancias con actividad óptica
Otros EXPERIMENTOS
Experimenta con el IR (infrarrojo)
(PR-69)
M.A. Gómez
La radiación infrarroja (IR) es un tipo de radiación electromagnética presente en nuestras vidas, aunque muchas veces no seamos conscientes de ello. Una de sus características es que no es visible por el ojo humano aunque, sin embargo, podemos sentirla en nuestra piel cuando, por ejemplo, un objeto caliente emite radiación infrarroja.
Pero la radiación IR también la emiten objetos como los mandos a distancia de, por ejemplo, vídeos y aparatos de TV. Si te fijas en cualquier mando, en la parte frontal lleva una especie de "bombillita" o piloto. Se trata del emisor de radiación IR. Cada vez que pulsas el mando emite una señal. Como ya se ha dicho, el ojo humano no detecta la radiación IR, sin embargo, hay aparatos capaces de detectarla. Por ejemplo, muchas cámaras fotográficas digitales. Qué se necesita
Mando a distancia Cámara fotográfica digital
Experimento 1. Detectando la radiación IR Basta con que conectes la cámara digital y enfoques hacia el mando a distancia, de forma que el emisor se vea en la pantalla de la cámara. Si haces que el mando emita una señal, verás un destello en la pantalla. El sensor de la cámara es capaz de detectar la radiación IR, por eso lo ves en la pantalla. NOTA: No todas las cámaras digitales son sensibles al IR, pero si la mayoría. Experimento 2. ¿Qué materiales son transparentes al IR? Comprueba qué materiales son transparentes al IR. Por ejemplo: vidrio, plásticos de diferente tipo, papel, papel Albal, etc. Basta con que interpongas entre el mando y la cámara una lámina del material y vuelvas a realizar la prueba. Experimento 3. ¿Se cumplen las leyes de la reflexión?
En este caso no te vamos a dar instrucciones, sino que tienes que investigar por tu cuenta. En primer lugar necesitas averiguar cuáles son las leyes de la reflexión para la luz visible. Investiga en los libros en la web. En segundo lugar tienes que fijarte que un mando a distancia emite la radiación en bastantes direcciones. Sin embargo, para tu experimento necesitarás que emita rayos en una sola dirección. ¿Qué se te ocurre para conseguirlo? Por último sólo te queda diseñar una experiencia que te permita ver si cumplen o no para el IR las mismas leyes de la reflexión que para la luz visible. ¿Suerte y a por ello!
Otros EXPERIMENTOS
El sonido no se transmite en el vacío
(PR-60)
Mª José Pozo y M. A. Gómez
El sonido se produce por la vibración de un medio material y para propagarse necesita también de un medio que pueda vibrar, por ejemplo, el aire. Por ello, en el vacío es imposible que el sonido se transmita. Por ejemplo, si metemos un reloj en un recipiente en el que se hace el vacío no podremos escuchar la alarma. En este experimento, aunque no vamos a ser capaces de obtener un vacío perfecto, vamos a ver cómo al ir quitando aire de un recipiente cada vez oimos menos el sonido. ¿Qué necesitamos?
Recipiente y bomba de vacío (de los que se utilizan para guardar alimentos) Reloj alarma
¿Cómo lo hacemos? Vamos a programar el reloj para que suene la alarma en 1 minuto. A continuación lo introducimos en el recipiente, colgando de la tapa, sujeto con papel cello, pero sin hacer el vacío. Es importante que el reloj cuelgue (si es de un hilo, mejor) porque si apoya en la base el sonido se transmitiría por la vibración del recipiente. Esperamos a que suene la alarma y nos fijamos en el volumen de sonido. Repetimos ahora el experimento, pero esta vez si que hacemos el vacío con la bomba de mano (todo lo que podamos). Esperamos a que suene la alarma y nos fijamos, de nuevo, en el volumen de sonido. Esta vez notaremos que se oye muy bajo. La intensidad del sonido dependerá del vacío que hayamos podido conseguir. Es necesario darse cuenta que el aparato que estamos utilizando no es capaz de extraer todo el aire del recipiente y por eso todavía escuchamos un poco el reloj. Sin embargo, si dispusieramos de una buena bomba de vacío dejaríamos de oirlo totalmente. Otros EXPERIMENTOS
Construyendo un teléfono Daniel Blanco Ojeda (alumno de 2º ESO en el IES Victoria Kent)
(PR-61)
La profesora del Instituto nos propuso como tarea que construyéramos un teléfono. Pensé que si para el teléfono de casa ponen cable y unos micrófonos, para mi proyecto quizás también funcionaría. Y con un cable de teléfono y unos micrófonos de dos teléfonos viejos que tenía mi padre y después de algunos intentos funcionó. Comprobé que la voz se transmitía de un teléfono a otro a través del cable. ¿Qué necesitamos?
2 micrófonos de teléfono cable de dos hilos destornillador
¿Cómo se prepara el teléfono? Cada micrófono tiene dos bornes. Basta con unir los extremos del cable a cada uno de los micrófonos, tal como se ve en el dibujo. Ahora sólo hay que hablar por uno y escuchar por el otro. No hace falta utilizar baterías.
Otros EXPERIMENTOS
Espejos deformantes
(PR-45)
M.A. Gómez
En muchos museos de la ciencia, parques de atracciones, centros comerciales, etc aparecen espejos deformantes que hacen que nos veamos más gruesos o más delgados, más altos o más bajos, según los casos. Seguro que alguna vez has visto este tipo de espejos. En esta experiencia vamos a intentar trabajar con ellos para aprender cómo funcionan. Material
Espejo flexible Muñeco
Puede que, a primera vista, te parezca un poco difícil encontrar un espejo flexible. No lo es tanto. Las fotos que ilustran esta experiencia se han realizado con una lámina de cartulina de las que aparecen en muchos anuncios comerciales (generalmente de colonias y cosméticos) que se insertan en los periódicos y revistas. También, muchos alimentos y otros productos vienen envasados en bolsas de plástico que se comportan como un espejo. Incluso, en los grandes almacenes y tiendas dedicadas a la venta de objetos de plástico se pueden encontrar grandes espejos flexibles en los que una persona puede verse de cuerpo entero. Con un poco de imaginación no te será difícil encontrar un espejo flexible con el que poder experimentar. ¿Qué vamos a hacer? Simplemente, te proponemos que experimentes con el espejo, curvándolo ligeramente y viendo cómo deforma las imágenes. En las fotos podemos ver distintas posibilidades:
imagen normal (espejo plano)
más delgado
más grueso
más alto
más bajo
Experimenta todo lo que te haga falta y averigua cómo hay que curvar el espejo, en cada caso, para conseguir el efecto deseado. Otros EXPERIMENTOS
Rayos de luz en un espejo parabólico
(PR-46)
A. Cañamero
En esta experiencia vamos a estudiar cómo podemos ver los rayos de luz que se reflejan en un espejo parabólico. ATENCIÓN: En esta experiencia se trabaja con material potencialmente peligroso y debe ser supervisada por un adulto. Material
lata de conservas arcilla caja transparente (de las que se utilizan para los bombones puntero láser (de los que se venden como llaveros) gelatina para cocinar
Preparación del espejo parabólico De una lata de conservas puedes quitar las tapas y quedarte con el lateral.
ATENCIÓN: los bordes de lata pueden cortar. Dibuja una parábola en un papel y dale a la "hoja de lata" la forma de la parábola. Puedes aprender a dibujar la parábola en: compás parabólico. Construye un molde de arcilla donde puedas sujetar la chapa metálica con la forma deseada, de manera que la parábola se mantenga sin que se pierda. Preparación del medio para visulizar los rayos Prepara una cierta cantidad de gelatina siguiendo las instrucciones del envase. Cuando esté todavía líquida añade dos o tres gotas de leche y remueve para que se difunda bien. En la caja transparente coloca el espejo parabólico y rellena con la gelatina hasta que cubra el espejo. Dejar enfriar para que la gelatina coja consistencia. El experimento Con el puntero láser vamos a ver cómo se reflejan los rayos de luz en el espejo parabólico. La leche nos ayudarán a que la luz se refleje en las minúsculas partículas que la componen y podamos visualizar los rayos. ATENCIÓN: Hay que tener mucha precaución con la luz láser. No debe dirigirse a los ojos bajo ningún concepto. Puede producir daños irreversibles. Dirige el rayo de luz desde distintas posiciones para que se refleje en el espejo y observa lo que ocurre. Si lanzas el rayo de forma paralela al eje del espejo observarás que la luz reflejada acaba siempre pasando por un punto que es el foco.
En la foto pueden verse dos rayos de luz y cómo se reflejan en el espejo pasando por el foco. Se han utilizado dos punteros de color rojo. Para que se vea mejor la imagen se han alterado los colores en la fotografía.
Puedes obtener más información sobre el comportamiento de los rayos de luz en el espejo parabólico en: Espejos parabólicos y antenas parabólicas y hornos solares Otros EXPERIMENTOS
Calentador solar
(PR-48)
M.A. Gómez
En esta experiencia te vamos a enseñar a construir un sencillo calentador solar. Material
Antena parabólica vieja (de las que se utilizan para ver la televisión por satélite) Papel de alumnio (del que se utiliza para envolver los alimentos Una barra de pegamento para papel Alambre Termómetro de cocina
Puede que no re resulte fácil conseguir la antena parabólica. Puedes sustituirla también por una superficie circular, por ejemplo hay unos envases de "corcho blanco" (porexpan) que tienen esa forma
Cómo hacerlo Tan sólo hay que forrar la antena con el papel de aluminio. Por ejemplo, puedes huntar su superficie con el pegamento para que no se pueva el papel. Hay que tener mucho cuidado de que no queden arrugas al colocarlo. Cuántas más arrugas haya más se dispersa la luz y más débil será el efecto. En el foco puedes colocar un vaso con agua con un termómetro y observar cómo sube la temperatura una vez puesto el dispositivo al Sol. También puedes pasar lentamente lña mano buscando cuales son las zonas más calientes. La superficie parabólica debe orientarse hacia el Sol, de forma que los rayos lleguen paralelos al eje de la parábola. Para ello basta con que la barra que sujeta el sensor apunte hacia el Sol. Una buena forma de orientar el dispositivo es conseguir que la barra no proyecte sombra sobre la parábola. Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
Espejos de sonido
(PR-47)
A. Cañamero e I. Quirós
Probablemente, alguna vez, hayas visto, en museos dedicados a la ciencia, que aparecen unas grandes pantallas parabólicas desde las que se puede hablar y escuchar a bastante distancia, aunque haya mucho ruido de fondo. Vamos a ver aquí cómo podemos conseguir el mismo efecto. Material
2 antenas parabólicas (de las utilizadas para ver la televisión por satélite) Soportes para las antenas
Sabemos que esta vez no es fácil conseguir el material ni montar el dispositivo, pero a pesar de ello se puede intentar. En la foto se puede ver cómo lo montamos en la VI Feria "Madrid por la Ciencia"
Cómo hacerlo Basta con colocar una antena frente a otra, a una buena distancia, de forma que las barras que sujetan el sensor queden bien alineadas. Esas barras puede considerarse que coinciden con el eje de la parábola. El sensor está colocado en el foco de la parábola. Por tanto, basta con que una persona hable aproximadamente en la zona en que se encuentra el foco (oriéntándose hacia la parábola) y la otra escuche en la otra parábola colocando su oreja, más o menos, en la zona en que está el foco (oriéntándose también hacia su propia antena). Ya podemos transmitir mensajes y contarnos todo tipo de secretos. El fundamento de la experiencia está en las propiedades de la parábola que reflejan el sonido concéntrándolo en el foco (parábola receptora) o el emitido desde el foco lo reflejan en la dirección paralela al eje (parábola emisora). Es lo mismo que ocurre con los rayos de luz. Más información en: antenas parabólicas y hornos solares
Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
Experimenta con espejos esféricos
(PR-49)
A. Cañamero
Los espejos esfericos pueden ser cóncavos o convexos y los podemos encontrar en casa: bolitas de navidad, cazos para servir la sopa, algunas cucharas, espejos de aseo que aumentan la imagen, etc. Experimenta con ellos y observa como reflejan la imagen, unas veces invertida y otras derecha, aumentando o disminuyendo, en función de la naturaleza del espejo.
En la foto vemos dos imágenes del fotógrafo reflejado en un cazo de cocina. Observa como el objetivo de la máquina de fotos siempre está en el centro de la circunferencia. Otros EXPERIMENTOS
Actividades prácticas
El ARCO IRIS en casa Josep Corominas. Escola Pia de Sitges
(PR-7)
El rincón de la Ciencia nº 8, Octubre 2000
La luz blanca puede descomponerse en luces monocromáticas, siempre que consigamos que atraviese algún obstáculo que obligue a las diferentes ondas que constituyen la luz blanca a viajar a velocidades diferentes. El resultado es el arco iris. Este experimento te permitirá descomponer la luz blanca en diferentes luces de colores con un espejo y un recipiente con agua.
Material necesario:
Un recipiente algo grande (cazo de cocina, palangana...) lleno de agua Un espejo plano de tocador Una linterna potente que proyecte un haz fino (puedes tapar parcialmente el foco con una cartulina agujereada en el centro) Un poco de plastilina para mantener el espejo en posición correcta Una habitación que pueda oscurecerse totalmente
¿Qué debes hacer? 1. Prepara el 2.
3. 4.
recipiente con agua y la linterna Mantén el espejo dentro del agua, con una inclinación de unos 45º Envía el haz de luz al espejo Observa que la luz reflejada ya no es blanca sino que es el arco iris
¿Por qué ocurre esto? Cuando la luz penetra en el agua su velocidad cambia, lo mismo ocurre cuando emerge del agua después de haberse reflejado en el espejo. Los cambios de velocidad implican desviaciones de la dirección de propagación al cambiar del aire al agua y del agua al aire (es el fenómeno de la refracción). El ángulo de desviación es función de la longitud de onda de cada uno de los colores que forman la luz blanca. Otros experimentos
El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
Experimenta con la luz ultravioleta
(PR-82)
M. A. Gómez
Se denomina radiación ultravioleta (UV) a la radiación electromagnética cuya longitud de onda es más pequeña que la luz violeta. La radiación ultravioleta, al contrario que la visible, no puede ser detectada por el ojo humano. Sin embargo, cuando actúa sobre determinadas sustancias y materiales estos reaccionan produciendo luz visible que sí podemos ver. Es decir, no podemos ver la radiación UV pero sí sus efectos. Es lo que ocurre en algunos lugares, bares y discotecas, que tienen emisores de luz UV (también llamada luz negra) o con los detectores de billetes falsos que hay en muchos comercios. También existen linternas UV que se utilizan en filatelia o en algunos juguetes.
¿Qué necesitamos? Para hacerlo te van a hacer falta los siguientes materiales y objetos:
Un emisor de luz UV (linterna de filatelia, linterna de juguete, etc) Materiales sobre los que actúe la luz UV (billete de banco, detergente lavadora, agua
tónica, etc)
¿Cómo lo hacemos? Simplemente tenemos que iluminar con la luz UV los objetos a estudiar. Por ejemplo aquí te mostramos cómo se ven las marcas de seguridad de billetes de 10 y 20 euros (fuente de luz: lámpara para billetes de las que se utilizan en las cajas de los supermercados).
También puedes ver el efecto luminoso cuando iluminamos con luz UV una botella de agua tónica. Esta bebida contiene sustancias que emiten luz visible cuando se excitan por efecto de la luz UV (fuente de luz: lámpara para billetes de las que se utilizan en las cajas de los supermercados).
Otros EXPERIMENTOS Copy Left: Salvo indicación expresa, todos los contenidos de esta página se encuentran bajo una licencia Creative Commons. Puedes usarlos, siempre que no se haga con fines comerciales y se cite su origen y al autor.
El rincón de la Ciencia
nº 57 (Enero-2011)
Calcula la velocidad del sonido
(Al-28)
Miguel Angel Fernández, Jersson Quiroz y Esteban Sánchez. Alumnos de 4º ESO en el IES Victoria Kent (Torrejón de Ardoz)
Todos sabemos que la velocidad del sonido es de 340m/s, pero lo que vamos a aprender en este experimento es a calcular ese valor de la velocidad del sonido, por ejemplo de un punto a otro dentro de tu propia casa. Materiales necesarios para el experimento
2 micrófonos (del SingStar) 1 sartén u otro instrumento sonoro.
1cuchara para golpear la sartén. 1 ordenador 1 programa capaz de reproducir las graficas de un sonido Software:Magic music editor.
Método de trabajo 1.- Conectar ambos micrófonos al sistema, asegurarse de que son detectados por él, e iniciar el programa de grabación. 2.- A continuación situar los micrófonos a una distancia determinada (medida empleada en este experimento:1,4m) sin obstáculos que impidan el paso de las ondas. *IMPORTANTE: medir la distancia exacta a la que separáis ambos micrófonos.
3.- Una vez separados los micrófonos, asegurarse de que el programa los ha detectado, debemos grabar con dicho programa el golpe de la cuchara contra la sartén asegurándonos de que la sartén y los dos micrófonos están alineados.
4.- Al terminar de grabar debemos obtener dos gráficas de sonido, una de cada micrófono.
Como realizar los cálculos Tomar los datos y las medidas exactas:
1.- distancia entre los dos micrófonos (media tomada=1,4m). 2.- tiempo en el que llega la onda a cada micrófono: micrófonos A: 1’661448 s B: 1’657297 s Ampliando la gráfica se puede tomar bien la medida
debemos sacar la diferencia de tiempo de llegada entre los micrófonos A y B: diferencia de tiempo = 1’661448-1’657297 = 0’004151s 3.- Cálculo de la velocidad del sonido: velocidad = espacio / tiempo = 1’4m / 0’004151s = 337,268 m/s *Las medidas necesaria para este experimento pueden variar según te parezca pero tienen que ser lo más exactas posible, entonces sea cuales sean el resultado debe ser una cifra aproximada a la verdadera velocidad del sonido (340m/s).
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Electroscopio gigante
(Repuls-7)
A. Cañamero
Los cuerpos que nos rodean, en condiciones normales, son eléctricamente neutros; bajo ciertas circunstancias pueden perder su neutralidad, decimos entonces que el cuerpo se ha cargado eléctricamente. En esta experiencia vamos a construir un electroscopio, que es un dispositivo que nos permite detectar si un cuerpo está cargado. Incluso, nos puede ayudar a comparar, de forma cualitativa, la cantidad de carga de dos cuerpos. Material
Tira larga de papel de aluminio Tubo de cartón estrecho Globo Paño de lana Hilo
¿Qué hacemos? Cortamos un tira larga de papel de aluminio, la doblamos por la mitad y la dejamos caer apoyada en el tubo de cartón (sirve el tubo donde viene envuelto el papel de aluminio, un tubo hecho con cartulina o cualquier otro material aislante), conviene que el tubo sea estrecho para que nos queden dos láminas de aluminio cerca una de otra. Con un hilo colgamos el conjunto de una lámpara, del pomo de una puerta, etc. las láminas no deben tocar el suelo. El electroscopio ya está listo para funcionar. En la foto se ha utilizado una barra vertical como soporte del tubo de cartón.
¿Cómo funciona? Inflamos un globo y lo frotamos con un paño de lana y tocamos con él la parte superior del electroscopio, (también podemos frotar en un jersey o con nuestro propio pelo). Observaremos como las láminas de aluminio se separan un poco, por lo tanto el globo tiene carga eléctrica. Si repetimos la acción varias veces podemos conseguir que las láminas lleguen a separarse bastante más. Realmente, los electroscopios utilizan dos láminas muy pequeñas (con muy poco peso) y se consigue que la separación sea bastante mayor. Sin embargo, hemos querido construir un electroscopio gigante para ilustrar el fenómeno de forma más espectacular. ¿Por qué ocurre esto?
Todos los cuerpos están formados por átomos, en ellos existen partículas con carga eléctrica positiva (protones) y partículas con carga eléctrica negativa (electrones), ambas en igual cantidad y distribuidas uniformemente por todo el cuerpo, de manera que la carga neta total es cero, decimos que el cuerpo es neutro. Pero los electrones pueden pasar fácilmente de un cuerpo a otro, rompiendo el equilibrio entre cargas, el cuerpo deja de ser neutro, se habrá cargad o eléctri camen te.
Al frotar el globo con el paño de lana hacemos pasar electrones del paño al globo quedando éste cargado negativamente ya que ahora tiene un exceso de electrones. Al tocar el aluminio hay una redistribución de cargas en el metal, ya no se distribuyen de manera uniforme sino que los electrones de éste son repelidos por los electrones del globo (cargas del mismo signo se repelen entre sí). Cerca del globo quedará un exceso de cargas positivas y en el resto de la lámina exceso de cargas negativas; al quedar las dos láminas con cargas de igual signo la repulsión entre ellas hará que se separen un poco. Si retiramos el globo, parte de la carga negativa quedará en el metal y las láminas permanecerán un poco separadas. Al repetir la acción varias veces, cada vez quedará más carga en el metal. Podemos descargar el electroscopio tocándolo con un dedo, ya que nuestro cuerpo es conductor, las láminas vuelven a su posición inicial y podemos empezar de nuevo. Sigue experimentando
Podemos frotar y electrizar otros cuerpos como por ejemplo una botella de cristal, un peine, un palo de escoba, etc. y observar si adquieren carga eléctrica. Otros EXPERIMENTOS
Globos con chispa A. Cañamero (IES Victoria Kent, Torrejón de Ardoz)
(PR-32)
El rincón de la Ciencia
nº 23, Octubre 2003
La carga eléctrica es una propiedad de la materia que podemos poner de manifiesto de forma sencilla. Basta con frotar un cuerpo y obtener así electricidad que denominamos estática. En este experimento conseguiremos iluminar un tubo fluorescente con la electricidad obtenida al frotar un globo de plástico. ¿Qué necesitamos?
Globo. Tubo fluorescente. Paño de lana o medias de lycra.
¿Cómo lo hacemos? Infla un globo y una vez atado frótalo con una prenda de lana, también puedes utilizar unas medias viejas. Sujeta con una mano la parte metálica de uno de los extremos del tubo y con la otra acerca el globo electrizado por otro extremo. ¿Observas luz dentro del tubo? Si no lo ves, repite el experimento con la luz apagada.
Sigue experimentando Puedes probar a electrizar otros cuerpos como láminas de plástico, pelota de playa, peines, etc. y acercarlos al tubo para ver si se ilumina o no. Recuerda que las prendas de lana, lycra o nylon consiguen electrizar los cuerpos fácilmente.
¿Por qué ocurre esto? Los átomos que forman la materia son neutros, contienen igual número de protones que de electrones, al frotar se produce una descompensación debido a que parte de los electrones de un cuerpo pasan al otro, conseguimos así que uno de ellos quede cargado positivamente y el otro negativamente. El tubo fluorescente contiene un gas inerte que cuando recibe una descarga eléctrica se ioniza y produce luminiscencia. Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
Y se hizo la luz
I.S.S.N.: 1579-1149
nº 24, Diciembre 2003
(PR-34)
Alicia Sánchez Soberón, Ana Isabel Bárcena Martín, Antonio Sequeira Jiménez, Rafael Román Herrero, Cristina Bárcena Martín y Jesús Sánchez Soberón
Una lámpara es un dispositivo destinado a la producción de luz artificial; mediante el uso de combustibles o por la transformación de energía eléctrica en luminosa. Así, existen lámparas de petróleo, de gas, de aceite, de arco, de descarga, fluorescentes, etc. Pero sin duda, una de las más importantes es la lámpara de incandescencia. Fue inventada por T.A.Edison empleando un filamento de carbón que puso al rojo y que más tarde fue sustituido por otros más resistentes y por lo tanto duraderos como es el wolframio. Estas lámparas, denominadas vulgarmente bombillas, constan de una ampolla de vidrio en cuyo interior se encuentra el filamento. ¿Qué nos hace falta?
Bote de cristal de boca ancha. Tornillos. Cable de cobre. Pila de 4,5 V o generador de corriente. Hilo metálico de diferentes grosores (puede utilizarse hilo de hierro de una esponja metálica o el filamento de wolframio de una bombilla rota; en el laboratorio se utiliza hilo de nicrom).
¿Qué vamos a hacer? Se toma el bote de cristal, que va a hacer las veces de la ampolla de vidrio en la bombilla, y se realizan dos agujeros en la tapa del mismo. En ellos se van a colocar los dos tornillos convenientemente aislados de la tapa con cinta aislante, si ésta es metálica. En las puntas de los tornillos se enrolla firmemente el hilo metálico, de forma que los tornillos con el hilo permanecerán en el interior del bote una vez que éste se haya cerrado. Los otros extremos se conectan a una pila a través de cable de cobre. Se observa que al cerrar el circuito el hilo metálico se pone incandescente, llegando incluso a quemarse y romperse. Esto hace que el circuito se abra y la bombilla deje de lucir, se ha fundido.
Completa tu experimento Si se aumenta el potencial (añadiendo pilas en serie) para un mismo hilo metálico éste se quemará antes. Además, se observará que cuanto menor sea el grosor de dicho hilo menos resistente es y que no todos los materiales resisten por igual. Así, el hilo de hierro se quema antes que el de nicrom. El hilo, y por lo tanto la bombilla, son más duraderos si se realiza vacío en su interior, lo que se puede conseguir, por ejemplo, calentando el bote al baño María, ya que así se desplaza parte del aire existente en su interior.
Si se desea, se puede construir con dos chinchetas y un clip un interruptor casero que nos permita encender y apagar la bombilla siempre que lo deseemos.
Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
nº
Estudia la cinética química con comprimidos efervescentes (PR-84)
J. Corominas (Escola Pía, Sitges)
No todas las reacciones químicas transcurren a igual velocidad, algunas son lentas, otras tan rápidas que para nosotros es una explosión. Los comprimidos efervescentes generan gas dióxido de carbono cuando se echan en el agua, al reaccionar una sustancia básica, el hidrogenocarbonato de sodio (“bicarbonato”) con un ácido. Vamos a usar esta reacción para controlar el tiempo que se tarda en generar suficiente gas para propulsar un tapón. A menor tiempo, mayor será la velocidad a la que se genera el gas en la reacción química. ¿Qué necesitamos?
Envases de película fotogràfica o tubos de ensayo con tapones Comprimidos efervescentes Cuentagotas Cronómetro (no imprescindible) Termómetro
¿Cómo lo hacemos? Lo mejor es usar los viejos envases de película de fotos, que todavía tienen las tiendas de revelado fotográfico. Son envases pequeños y el tapón ajusta bien a presión. Primero se pone un comprimido efervescente en el envase de película de fotos. Se mide 1 mL de agua con el cuentagotas, se echa dentro del envase y se tapa inmediatamente. Al cabo de unos segundos, el tapón salta por los aires.
Ahora se trata de controlar el proceso: ¿cómo hacer que el tiempo transcurrido entre que tapamos y el salto del tapón sea menor? ¿Y cómo consequir que tarde un poco más? Hay una serie de variables que podemos estudiar: la temperatura del agua, el usar un comprimido entero o en trozos muy pequeños, el volumen de agua, la cantidad de comprimido (medio, una cuarta parte, una octava parte, etc.) En cada caso debemos estudiar una variable y mantener fijas las demás, así tendremos unos resultados que nos permitirán sacar conclusiones respecto a los factores que controlan la velocidad de una reacción química.
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Practica la "química digital"
(PR-77)
J. Corominas (Escola Pia de Sitges)
Televisión digital, fotografía digital... este es un mundo digital. ¿Por qué no la química digital?. Sabemos que “digital” es una palabra que procede de “dígitos”, los dedos. Veamos cómo hacer un experimento “digital”. Qué necesitamos
Una solución yodada del botiquín (Betadine, por ejemplo) Vitamina C (ácido ascórbico)
Cualquier superficie blanca
Cómo lo hacemos Hay que mojar un dedo de la mano con Betadine y otro dedo con vitamina C. Se puede “escribir” en la superficie blanca con el dedo yodado y a continuación “borrar” con el otro dedo. Podemos informar al espectador de que acaban de presenciar una demostración de química digital.
La demostración puede hacerse en una pizarra blanca. Pero hay que limpiar inmediatamente después. Explicación Se produce una reacción redox entre el yodo y el ácido ascórbico, que actúa de reductor Otros EXPERIMENTOS Copy Left: Salvo indicación expresa, todos los contenidos de esta página se encuentran bajo una licencia Creative Commons. Puedes usarlos, siempre que no se haga con fines comerciales y se cite su origen y al autor.
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El sorprendente comportamiento de la arena J. Corominas (Escola Pia de Sitges)
A pesar de su aparente simplicidad los materiales granulares como la arena, el balasto de las vías del tren o el contenido de los paquetes de cereales
(PR-76)
presentan una variedad sorprendente de propiedades y a menudo un comportamiento desconcertante Efectivamente, estos materiales que, en ciertos aspectos parecen intermedios entre los líquidos y los sólidos, se diferencian notablemente de estos dos estados de la materia en numerosas situaciones. Cómo lo hacemos Un recipiente pequeño y ligero, por ejemplo un vaso de plástico se llena de arena. Un palo de madera,, incluso un lápiz, que sea algo rugoso se entierra parcilamente en la arena. A continuación se golpea con suavidad el envase contra la mesa durante un cierto tiempo con la finalidad de compactar la arena. Comprueba que has compactado tanto la arena que puedes levantar el conjunto de vaso con arena, simplemente, agarrando el palo con la mano y tirando suvemente hacia arriba. Explicación Cuando los materiales granulares están perfectamente compactados, aparecen unas fuerzas que empujan un grano contra otro. El conjunto de granos se dispone formando arcos entre las paredes del vaso y el palo de madera. La resultante de las fuerzas es una fuerza de componente horizontal entre la pared y el palo.
Debido a la fricción, hay una fuerza tangente a la pared, dirigida hacia arriba, opuesta al peso.
En azul: las fuerzas entre la pared y un grano de arena. En verde las fuerzas de rozamiento y el peso
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El imán y la vela
(PR-79)
A. Cañamero
Toda la materia tiene propiedades magnéticas y en algunos casos es fácil comprobarlo, por ejemplo un imán atrae a los objetos de hierro. Pero en muchas sustancias el efecto magnético es tan débil que resulta difícil de observar, sólo si disponemos de un imán bastante potente podemos poner de manifiesto esta propiedad. Las sustancias que son débilmente atraídas por los imanes se denominan paramagnéticas y las que son repelidas diamagnéticas. Podemos comprobar el diamagnetismo de un sólido (diclorobenceno, naftalina) o de un líquido (agua), preparando el montaje adecuado (véase: http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/pr-36/PR-36e.htm y http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid/rc-68.htm ).
En este experimento tratamos de comprobar el diamagnetismo del gas que se desprende cuando encendemos una vela. Qué necesitamos
Imanes potentes (podemos encontrarlos en algunos juguetes como el geomag, en las puntas de los dardos magnéticos, et.) Vela
Cómo lo hacemos Se trata de observar que le ocurre a la llama de la vela cuando se encuentra en un campo magnético. Si acercamos un imán se observa que la llama intenta separarse de él. Si colocamos la llama entre dos imanes con sus polos enfrentados, uno polo norte y otro polo sur, la llama se alarga hacia arriba intentando separarse de ambos polos.
Por qué ocurre esto Las velas están fabricadas con cera que puede ser de abeja, o una mezcla de grasa animal y derivados del petróleo (parafina), y una mecha. Al encender la vela la cera, con el calor, funde y se convierte en un líquido que es absorbido por la mecha, a su vez, se evapora y en contacto con el oxígeno del aire se produce una combustión. Los principales productos de la combustión son dióxido de carbono y vapor de agua, y ambas sustancias son diamagnéticas, por eso son repelidas por el campo magnético. Otros EXPERIMENTOS Copy Left: Salvo indicación expresa, todos los contenidos de esta página se encuentran bajo una licencia Creative Commons. Puedes usarlos, siempre que no se haga con fines comerciales y se cite su origen y al autor.
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nº 33
Movimiento browniano
(PR-52)
M.A. Gómez
Se denomina movimiento browniano al movimiento aleatorio que experimentan pequeñas Más información sobre el movimiento partículas visibles que flotan en browniano en el artículo: Einstein y el agua (por ejemplo, los granos de movimiento browniano. polen). En esta experiencia vamos a intentar observar el movimiento browniano. Una buena forma de observarlo es, en una habitación oscura, fijándose en un rayo de sol que entra por una rendija. Si no hay corrientes de aire, podremos ver los pequeños granos de polvo iluminados por el rayo de sol moviéndose aleatoriamente. El problema es que puede confundirse el movimiento browniano con el causado por las pequeñas corrientes de convección que hay en toda habitación. Otra forma de hacerlo es intentando reproducir, en cierta forma, el experimento de Browm. ¿Qué vamos a necesitar?
Un pequeño recipiente para agua. Si es posible, la tapa de una caja de plástico transparente. Si no, puede servir cualquier otro recipiente, por ejemplo, un pequeño plato. Una lupa potente. Con la lupa basta, pero se observa mejor el fenómeno con un pequeño microscópio de los equipos de juegos científicos. Granos de polen de una flor. También puedes utilizar pimentón en polvo del que encuentras en la cocina.
¿Cómo lo hacemos? Pon un poco de agua en el recipiente y espera a que esté totalmente en reposo. Espolvorea el polen o un poco de pimentón sobre el agua y espera otra vez a que todo esté en reposo. Observa con la lupa las partículas que flotan en el agua. Intenta fijarte en las más pequeñas y toma algún punto de referencia (por ejemplo, otras partículas más grandes a algún punto del recipiente). Con un poco de paciencia verás que esas pequeñas partículas van cambiando de posición.
Probablemente tendrás que tener cuidado en poner un fondo blanco o negro para poder observar mejor las partículas o jugar con la iluminación. También es importante que busques un sistema de sujetar la lupa lo más fija posible (apoyándote en una mesa o sujetándola a algún soporte) para que esté en total reposo. Si utilizas un microscopio desaparecen algunas de estas dificultades. granos de pimentón flotando en agua
Otros EXPERIMENTOS
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Separación de sustancias: decantación
nº 33
(PR-53)
Mª. José Pozo (IES Europa, Rivas Vaciamadrid)
La decantación es un método que se utiliza para separar dos líquidos que no son miscibles, por ejemplo, agua y aceite. En esta experiencia vamos a ver cómo podemos fabricar un embudo de decantación en nuestras casas. ¿Qué necesitamos?
Agua y aceite Una botella de agua mineral, de plástico, cortada por la mitad. Un alfiler Tijeras
¿Cómo se prepara el embudo de decantación? Corta la botella por la mitad, utilizando unas tijeras. Tomando la mitad superior, aprieta el tapón y clava un alfiler en el centro (del tapón). Si está muy duro o te cuestra trabajo puedes calentar un poco el alfiler. Pero no mucho, porque el alfiler tiene que quedar clavado sin holgura.
La parte inferior de la botella sirve como recipiente para recoger el líquido separado. Coloca el embudo como se ve en la figura. Si no tienes soporte puedes apoyar la parte superior de la botella (embudo) en la inferior. ¿Cómo hacemos la decantación? Prepara en un vaso una mezcla de agua y aceite y agítala bien. Vierte la mezcla en el embudo y espera hasta que las dos partes estén bien separadas, una encima de otra. Coloca el embudo encima del recipiente de recogida y quita el alfiler. El agua comenzará a gotear, más o menos lentamente en función del tamaño del agujero. Cuando acabe de caer el líquido cambia el recipiente de recogida y puedes empezar a recoger el segundo componente de la mezcla.
Otros EXPERIMENTOS
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Este huevo no se come
nº 26, mayo 2004
(PR-37)
A. Sánchez Soberón, Ana I. Bárcena, A. Sequeira, R. Román, C. Bárcena y J. Sánchez Soberón
Se podría definir un huevo como la célula de mayor tamaño que existe, o como, un alimento muy completo y bastante frecuente en nuestra gastronomía. Sin embargo, desde un punto de vista educativo es algo mucho más amplio y complejo. Se trata de un recurso didáctico interdisciplinar. Dicho alimento nos permite abordar conceptos de Biología, Física, Química, etc. Un huevo de gallina consta de dos partes: la clara y la yema (parte nutritiva). Además su cáscara está formada por carbonato de calcio en un 94%. ¿Qué nos hace falta?
Huevos crudos de gallina. Vinagre. Bote de cristal. Miel
¿Qué vamos a hacer? Se toma un huevo de gallina y se sumerge en un bote que contiene vinagre. Se tapa dicho frasco para evitar que el olor poco agradable, tanto del ácido acético que forma el vinagre como del acetato de calcio formado, salga al exterior.
Tras un breve periodo de tiempo se observa la aparición de pequeñas burbujas que se deben a la generación de un gas; el dióxido de carbono.
Vinagre + Cáscara de huevo ------> Gas Ácido acético + Carbonato de calcio ------> Dióxido de carbono + Agua + Acetato de calcio
Poco a poco se va viendo cómo la cáscara se hace más fina hasta "desaparecer" en un tiempo aproximado de dos días; siendo en algunas ocasiones necesario renovar el vinagre. Estos cambios se deben a que el ácido acético que forma el vinagre, al reaccionar con el carbonato de calcio va desapareciendo; siendo necesario más reactivo (vinagre) para que el proceso continúe. Además de perder la cáscara, la membrana semipermeable que envuelve a la célula y está situada inmediatamente debajo de ella, adquiere consistencia gomosa. Esto permite que se puedan llegar a realizar pequeños botes con el huevo sin que se rompa.
Completa tu experimento Se observa que el huevo introducido en vinagre no solamente "pierde" su cáscara y adquiere la consistencia gomosa; sino que aumenta su tamaño debido a que parte del líquido atraviesa la membrana semipermeable. Si se introduce en miel dicho líquido seguirá el sentido inverso; esto es, saldrá del huevo, lo que provoca una disminución de su tamaño. Otros EXPERIMENTOS
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Tan fuerte como Hércules
nº 26, mayo 2004
(PR-39)
A. Sánchez Soberón, Ana I. Bárcena, A. Sequeira, R. Román, C. Bárcena y J. Sánchez Soberón
Por todos es sabido que Hércules, hijo de Zeus, era un mítico héroe griego que fue transformado en un dios. A él se le atribuyen las más variadas virtudes, entre ellas la fuerza. Sabiendo que un hueso es cada uno de los órganos duros y resistentes cuyo conjunto forma el esqueleto de los vertebrados, ¿quién no se creería un Hércules si fuera capaz de doblar huesos con sólo dos dedos? Desde el punto de vista de su composición, diremos que los huesos son ricos en sustancias minerales y especialmente en sales cálcicas. Éstas son las responsables de su dureza; de ahí que si somos capaces de encontrar una sustancia que "robe" los minerales del mismo, éste perdería firmeza transformándose en algo flexible. ¿Qué nos hace falta?
Huesos de pollo cocidos y limpios. Vinagre Bote de cristal
¿Qué vamos a hacer?
Toma el bote de cristal y llénalo de vinagre. En él introducirás el hueso de pollo lavado y seco, tapando posteriormente dicho bote. En esta situación se deja reposar el mismo durante una semana, tiempo en el que se cambiará el vinagre del interior del frasco al menos dos veces. Puedes observar que el olor antes de cambiarlo ya no es a vinagre, sino a algo diferente (al acetato de calcio generado en la reacción). Transcurridos los siete días se saca el hueso del bote y observarás que éste ha adquirido una consistencia gomosa, siendo fácil doblarlo con dos dedos. Este fenómeno se debe a una reacción química, en la que el ácido acético contenido en el vinagre forma junto con el calcio del hueso una sustancia nueva, el acetato de calcio. Este compuesto es soluble en agua, por lo que pasa al vinagre quedando el hueso empobrecido en calcio. Completa tu experimento Se pueden comparar los resultados obtenidos con otros provenientes de la inmersión del hueso en agua. En este caso se observa que el mismo no pierde rigidez, lo cual es muy interesante ya que el ser humano está constituido en un 75% de agua que no será por tanto capaz de reblandecer nuestra estructura ósea. Es importante destacar que el vinagre "roba" minerales al hueso cuando se pone en contacto directo, pero no por ingestión de dicho condimento alimenticio ya que en este caso se transforma en otras sustancias a lo largo del tubo digestivo. La falta de calcio en los huesos en medicina se conoce como osteoporosis. Puedes buscar más información sobre este problema y proponer posibles soluciones.
Otros EXPERIMENTOS
Iluminación prehistórica M.A. Gómez
El rincón de la Ciencia
(PR-24)
nº 19, Diciembre 2002
A lo largo de la historia el hombre ha encontrado muchos retos que ha tenido que superar con grandes dosis de ingenio. Uno de ellos ha sido cómo iluminarse en la oscuridad. El problema encontró su primera solución con el descubrimiento del fuego. Pero, desde las primeras hogueras hasta las modernas lámparas halógenas o fluorescentes, han sido muchos los dispositivos ingeniosos que se han utilizado para proporcionar luz frente a las tinieblas. Uno de ellos es la lámpara de tuétano que utilizaban los hombres prehistóricos. En esta experiencia vas a aprender a construir una lámpara prehistórica, un dispositivo muy sencillo, aprovechando el tuétano del hueso de un animal. Material que vas a necesitar:
Un hueso de caña Una tira de tela de algodón
¿Qué vamos a hacer? El dispositivo es muy sencillo. El propio hueso es el recipiente que contiene la "vela" y el tuétano que está en el interior del hueso es el combustible. Tan sólo nos falta una mecha. La mecha la puedes fabricar con un trocito de tela de algodón o una cuerda de algodón. También te puede servir una cerilla de cartón a la que se le ha quitado la cabeza. Hunde la mecha en el tuétano, dejando que asome aproximadamente 1 centímetro. Sólo tienes que acercar una cerilla a la mecha y esperar un poco para que empiece a fundir la grasa. En seguida verás que prende y comienza a funcionar. PRECAUCIÓN: Está experiencia debe realizarse siempre en presencia de un adulto ¿Por qué ocurre esto? La grasa del tuétano es el combustible. Con el calor funde y sube por la mecha por efecto de la capilaridad. Parte de la grasa que sube se transforma en gas que es el que arde en el extremo de la mecha. Otros EXPERIMENTOS
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Plásticos con memoria
(PR-18)
M.A. Gómez
El rincón de la Ciencia
nº 15, Febrero 2002
Adaptado del proyecto Salters
El objetivo de la actividad es mostrar cómo algunos materiales, en determinadas condiciones pueden recuperar la forma que tenían antes de ser transformados (memoria de forma). Es el caso de algunos termoplásticos. En el ejemplo que vamos a realizar el plástico utilizado para la fabricación es el poliestireno (PS). El poliestireno es un polímero constituido por moléculas que forman cadenas muy largas; cuando se moldea para fabricar los envases las cadenas se estiran. Al elevar la temperatura las cadenas tienden a recuperar su disposición inicial.
Material que vas a necesitar:
Un
Una fuente de calor suave
Unas pinzas para sujetar el envase (sirven unas pinzas metálicas un poco grandes o unas pinzas de tender la ropa siempre que sean de madera y no de plástico)
envase de "petit suisse" o un vaso de Coca Cola de los de plástico (igual que en la foto)
¿Qué vamos a hacer? Lo primero que necesitamos es una fuente de calor. Si hacemos el experimento en casa podemos utilizar una sartén vieja (¡cuidado puede estropearse!) puesta al fuego suave de la cocina.
PRECAUCIÓN
Es conveniente que el experimento se haga en presencia de una persona adulta.
Coge el envase de "petit suisse" con las pinzas y acércalo con cuidado a la fuente de calor (encima de la sartén, pero sin llegar a tacarla).
PRECAUCIÓN
No lo pongas directamente a la llama, podría prenderse.
No debe entrar nunca en contacto con la fuente de calor (por ej. la sartén) porque el plástico se quedaría pegado y desprendería muy mal olor, además de estropear la sartén.
Mantén el envase cerca de la fuente de calor a la vez que lo giras con cuidado con las pinzas (recuerda que no tiene que tocar la sartén). Verás como empieza a "encogerse". Cuanto más despacio se haga mejor resultará el experimento. Si el proceso es lo suficientemente lento, al final, obtendrás el trozo de lámina de plástico que se utilizó para fabricar el envase. El efecto es más espectacular si se utiliza un envase con líneas de colores.
Sigue experimentando Puedes probar con otros envases de poliestireno. Los reconocerás porque en el fondo aparecen las siglas PS. Por ejemplo, puedes utilizar un envase de los que se utilizan para los huevos o envases de yogur (pero procura que no tengan papeles ni etiquetas pegadas). Puedes encontrar más información sobre el poliestireno en: El poliestireno
Otros experimentos
El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
Volcán en erupción
nº 24, Diciembre 2003
(PR-35)
Ana Isabel Bárcena Martín, Alicia Sánchez Soberón, Rafael Román Herrero, Antonio Sequeira Jiménez, Jesús Sánchez Soberón y Cristina Bárcena Martín.
Un volcán es una fisura en la corteza terrestre que está en contacto con una zona magmática y que bajo ciertas condiciones permite la salida de materias fluidas o sólidas a alta temperatura (lava). Existen dos tipos de lava; una más fluida y por lo tanto más destructiva y otra más viscosa de avance más lento. Por todos son conocidos los efectos devastadores de una erupción volcánica; pero también es un espectáculo majestuoso y francamente atrayente. ¿Qué nos hace falta?
Botella de plástico de 33mL. Vinagre. Bicarbonato de sodio. Pimentón.
Harina. Agua.
¿Qué vamos a hacer? Se llena la botella con agua hasta aproximadamente un tercio de su volumen y sobre ésta se adiciona vinagre hasta completar algo más de los dos tercios de dicha botella. Sobre esta disolución se echa una cucharada de pimentón que dará color rojo a la "lava". Ahora se coloca la botella en el interior del volcán; de tal modo que al tener lugar la reacción química la "lava" generada ascienda por el cuello de la botella y resbale por las paredes del volcán. Para que se produzca dicha reacción se añade por la boca del volcán un par de cucharadas de bicarbonato de sodio. Al entrar en contacto este sólido con el ácido acético contenido en el vinagre tiene lugar el siguiente proceso donde se genera dióxido de carbono (gas) que "empuja" la lava hacia el exterior: Vinagre + Bicarbonato sódico
----> Dióxido de carbono + Agua + Acetato de sodio
Completa tu experimento Si se añade harina a la botella que contiene el vinagre se conseguirá que la lava tenga un aspecto más espumoso, siendo más espesa. Se pueden construir volcanes muy diferentes empleando pasta de papel que una vez seca se recubrirá con una pintura plástica capaz de soportar la "lava" que no es más que una disolución acuosa. Además se usará como boca del volcán el tapón de la botella perforado; ya que así se consigue que el cierre del lugar donde va a tener la reacción (botella) sea
hermético y que la "lava" tenga un único camino de avance.
Otros EXPERIMENTOS
Actividades prácticas
Un espectroscopio sencillo José Ricardo Belmonte I.E.S. Gregorio Marañón (Madrid)
(PR-14)
El rincón de la Ciencia nº 13, Octubre 2001
En este experimento te vamos a mostrar como construir un espectroscopio muy sencillo y económico, pero que tiene una inigualable relación calidad / precio (medida por el poder separador de los colores). Su poder separador se basa en el fenómeno de la difracción, producido en este caso por los "espejitos" microscópicos para la lectura del laser en un compact-disc (CD). En un CD hay 1000 puntos de difracción por cada milímetro de disco, lo que permite separar muy bien los colores elementales Si quieres saber más sobre el fundamento del espectroscopio puedes leer: el fundamento del espectroscopio
Material que vas a necesitar:
Una caja de cerillas grande Un CD (compact-disc o CD-rom) que no sirva
¿Cómo construimos el espectroscopio?
En primer lugar, vas a partir el CD en trozos con cuidado de no cortarte. Necesitamos un trozo de CD de aproximadamente un tamaño 1/8 del disco. A continuación, vas a preparar una ventanita en la parte superior de la caja de cerillas. Tal como muestra la figura. Corta y dobla el trozo de cartón de forma que pueda abrir y cerrase la ventana.
¿Cómo
Pega, ahora, el trozo de CD en el centro del cajón interior de la caja de cerillas. De tal forma que al abrir una rendija en el extremo de la caja la luz reflejada y difractada sobre el espejo incida en la ventana.
podemos utilizar el espectroscopio?
Toma tu espectroscopio y oriéntalo hacia una luz, por ejemplo de una bombilla. ¿Qué observas? Prueba ahora con la luz de un tubo fluorescente. ¿Observas alguna diferencia? Intenta observar el espectro estelar del Sol (espectro de absorción). Ten cuidado de no enfocar directamente al Sol. Intenta identificar con cuidado las lçineas más características.
Puedes observar también los espectros de emisión de algunas lámparas de alumbrado público (blanca, de mercurio; amarilla, de sodio; etc) y de algún anuncio luminoso de escaparate (por ejemplo, de gás neón, rojo).
NOTA: Este experimento se ha diseñado a partir de una idea de J. Sarasola Otros experimentos
Actividades prácticas
Propiedades sorprendentes: la papilla de maí M.A. Gómez
El rincón de la Ciencia nº 9,
En esta experiencia vamos a estudiar las propiedades sorprendentes que pueden tener algunos materiales, en este caso algo tan corriente como una papilla hecha con harina de maíz. ¡Atención! Trabajar con la papilla puede resultar un poco sucio Material que vas a necesitar:
Un vaso o una taza Una cucharilla Agua Harina de maíz (en España se vende con el nombre de "Maizena").
¿Qué debes hacer? En primer lugar vamos a preparar la papilla de harina de maíz.
En un recipiente (vaso o taza) añade 2 ó 3 cucharadas colmadas de harina de maíz. Añade lentamente un poco de agua, a la vez que remueves con la cuchara. ¿Qué observas? Mueve muy despacio para conseguir que se mezclen y añade más agua hasta conseguir una papilla no demasiado espesa.
Las propiedades de la papilla de maíz En primer lugar habrás observado que te costaba mucho remover la mezcla. Cuando intentabas moverla se ponía muy dura. Si remueves despacio se comporta como un líquido cualquiera. Pero si intentas remover más deprisa, cuesta mucho más, el líquido se hace más viscoso y, según cómo hayas preparado la papilla, puede hacerse casi sólido. Vuelca un poco de la papilla en una mano. Verás que se comporta como cualquier líquido, se te escapa y cae. Pero si ahora tienes cuidado para que no se escape e intentas amasarlo deprisa entre las dos manos, verás como consigues hacer una bola prácticamente sólida. Pero, en cuanto dejas de moverla, fluye otra vez como cualquier líquido. Pon ahora la papilla en un plato plano. Si metes la mano en el plato ves que te moja y se comporta como un líquido. Mueve los dedos y observa su comportamiento. Pero, ¿qué pasa si intentas retirar la mano muy deprisa? Observa que la mano se queda casi pegada al plato. Si la retiras muy deprisa puedes llegar a mover el plato. Ten cuidado no salga disparado y se rompa. Si volcamos ahora la papilla sobre una superficie muy lisa vemos que se forman charcos. Intenta juntar los charcos empujando con la mano y los dedos. Sigue moviendo todo con rapidez. Al cabo de un tiempo puedes llegar a cogerlo con las manos. Si sigues moviéndolo deprisa tendrás una sustancia casi sólida, pero en cuanto dejas de mover se te escapa entre los dedos. Son unas propiedades muy curiosas y sorprendentes: unas veces se comporta como un líquido y otras casi como un sólido. El problema que nos plantea es ¿por qué ocurre esto? ¿ALGUIEN PODRÍA EXPLICARNOS ESTE COMPORTAMIENTO? Enviar la solución a:
[email protected] Publicaremos las soluciones en esta misma página según nos vayan llegando SOLUCIONES Otros experimentos
El rincón de la Ciencia nº 12 (Julio2001)
Marta Nowak. Alumna de 3º ESO en el I.E.S. Victoria Kent de Torrejón de Ardoz
Para ello necesitas los siguientes materiales: Bicarbonato Tapón de corcho Pajita Servilletas Botella de Vinagre Un hilo de los Una barrena o un berbiquí
de
una para de agua que
se
botella
de
pequeña utilizan
para
vino beber papel (seca) coser
Cómo fabricar el extintor
Cogemos una servilleta de papel y la abrimos del todo, de forma que quede cuadrada.Echamos en ella 4 cucharaditas de bicarbonato (en el centro) y la cerramos por los extremos, en forma de bolsita, enrrollándola con un hilo (tiene que quedar bien sujeto). Después cogemos la botella y echamos en ella 5 cucharadas de vinagre. A continuación cogemos un corcho y le hacemos un agujero con un berbiquí, traspasando todo el corcho, para que pueda entrar la pajita. Si no se tiene un corcho, se puede utilizar el tapón de plástico de la botella tapando los huecos con plastilina. Después cogemos la bolsita de bicarbonato y la metemos en la botella de forma que cuelgue (con una parte del hilo fuera) y no toque con el vinagre; metemos la pajita en el corcho y con esta tapamos la botella.
Por ultimo, para saber si el experimento funciona, encendemos una vela. Tapamos con el dedo la pajita sujetando la botella al mismo tiempo, mezclamos el bicarbonato con el vinagre y agitamos, sin destapar la pajita. Quitamos el dedo y proyectamos el gas que sale de la botella sobre la vela que se apaga.
NOTA: recuerda que se trata de un extintor casero y sólo sirve para apagar una vela
Actividades prácticas
¿Es posible hacer arder el azúcar? M. A. Gómez
nº 3 Noviembre de 1999
PR-2
Para esta experiencia vamos a necesitar un buen terrón de azúcar y unas pinzas o una cucharilla que nos ayude a sujetarlo (es preferible que sea vieja y ya no sirva, por si se estropea). Por último nos va a hacer falta que haya un cigarrillo cerca (ya usado y consumido). Coge el terrón de azúcar con las pinzas y acércale la llama de un mechero. Intenta hacerlo arder. ¿Qué ocurre? ¿Lo consigues? Parece un poco difícil. Como verás el azúcar no arde. Antes de alcanzar la temperatura de ignición funde y se tuesta, se forma caramelo, pero sin conseguir que prenda. ¿Qué podemos hacer para conseguir que arda? Pues es muy sencillo. Si impregnamos la superficie del terrón de azúcar con un poco de ceniza de un cigarrillo y ahora volvemos a acercar la llama del mechero, podemos observar que el azúcar comienza a arder enseguida y se mantiene la llama (pequeña, pero llama al fin y al cabo). ¿Cómo podemos explicar esto? La ceniza del cigarrillo al entrar en contacto con el azúcar se comporta como un catalizador y hace que la temperatura necesaria para que comience la reacción de combustión del azúcar con el oxígeno del aire sea más pequeña. De esta forma se consigue que el azúcar comience a arder a una temperatura inferior a la que comienza a fundir.
Otros experimentos
El rincón de la Ciencia
Arena mágica
I.S.S.N.: 1579-1149
(Repuls-4)
A. Cañamero
La arena mágica es un juguete infantil que permite a los niños realizar figuras de arena dentro del agua. Se trata de un ejemplo de sustancia que repele al agua. Algunas sustancias tienen mucha afinidad por el agua, son hidrófilas, y se unen a ella con gran facilidad; con otras ocurre lo contrario, son hidrófobas, "huyen" del agua. Material
Arena mágica (de venta en tiendas de juguetes) Recipiente de cristal Pala pequeña
¿Qué hacemos? Echamos agua en el recipiente de cristal y a continuación la arena. Veremos que los granos de arena permanecen juntos y podemos darles la forma que deseemos. Al acabar podemos sacar la arena del agua y veremos que sale completamente seca.
¿Por qué ocurre esto? Los granos de arena están formados por pequeños trozos de sílice (dióxido de silicio). Cuando se echa agua la arena corriente queda mojada ya que la sílice tiene
afinidad por el agua, es hidrófila. La arena mágica, sin embargo, es arena normal que ha sido tratada con los vapores de un producto denominado trimetilhidroxisilano (CH3)3SiOH, de forma que los granos de arena quedan recubiertos de una película hidrófoba, que repele al agua. Además, se le añade un colorante para que el juguete sea mas atractivo.
¿Por qué unas sustancias se unen al agua y otras la repelen? Las sustancias están formadas por átomos enlazados, estos átomos tienen protones (cargas positivas) y electrones (cargas negativas). Cuando los átomos se unen, las cargas pueden distribuirse uniformemente dando lugar a una unión denominada apolar, o bien la distribución puede ser desigual y como consecuencia en las uniones de estos átomos aparecen polos, carga negativa por un lado y carga positiva por otro, en este caso la unión es polar. El agua es una sustancia polar, cuando a ella se acerca otro sustancia también polar (como la sílice) hay una atracción de tipo eléctrico, los polos se orientan y se atraen como las cargas eléctricas. El agua moja a la arena.
Cuando el agua se junta con una sustancia apolar (como el aceite) esta atracción no es posible, hay una repulsión. En consecuencia no se pueden mezclar el agua y el aceite. Lo mismo ocurre con la arena mágica, el recubrimiento apolar repele el agua y la arena no se moja. Así, al sacarla del agua permanece totalmente seca. ¿Para qué sirve la arena mágica? La arena mágica se obtuvo por primera vez con el objetivo de recoger los vertidos de petróleo en el mar. La arena se une a la capa aceitosa, va al fondo y allí se recoge. La arena mágica es capaz de absorber gran cantidad de
petróleo, pero este método resultó ser muy costoso y se han buscado otras soluciones. También se puede utilizar en las zonas árticas para proteger y mantener a salvo del agua tuberías o aparatos, recubriéndolas de una capa de este producto. Sigue experimentando Podemos intentar comparar las propiedades de la arena normal y la arena mágica. Para ello, podemos tomar dos recipientes cada uno con un tipo de arena (normal y arena mágica), añadimos agua y observamos las diferencias a simple vista o con una lupa potente. Tomamos una cantidad de arena mágica con agua y le añadimos aceite o petróleo comprobaremos su poder absorbente. Otros EXPERIMENTOS
Huellas dactilares M. A. Gómez (IES Victoria Kent, Torrejón de Ardoz)
(PR-30)
El rincón de la Ciencia
nº 22, Abril 2003
En el artículo Identificación de huellas dactilares que publicamos en este mismo número de El rincón de la Ciencia, se describen algunas técnicas de laboratorio para revelar las huellas dactilares que quedan en algunos objetos. Pero, esto también lo podemos hacer en casa con materiales parecidos. ¿Qué necesitamos?
Una hoja de papel Una hoja de plástico fuerte (por ejemplo, de un forro de un libro o de las que se usan para encuadernar) Polvos de talco Un lapicero
Preparación del revelador Uno de los métodos más utilizados para revelar huellas dactilares es espolvorear la superficie en que se encuentra la huella con carbón activo muy finamente pulverizado. En casa no solemos tener carbón activo, pero podemos llegar a conseguir una sustancia que lo sustituya: vamos a trabajar con polvo de grafito. Lo más importante es que quede dividido muy finamente. Para prepararlo vamos a frotar con la mina de un lápiz sobre una superficie metálica lisa. Por ejemplo, sobre la cara interna de unas tijeras. Frota hasta conseguir una pequeña cantidad de polvo negro.
¿Cómo lo hacemos? En primer lugar necesitamos tener alguna huella que revelar. Para conseguirlas huntate crema de manos en los dedos y después imprime tu huella sobre un papel o sobre una superficie de plástico. Para revelarlas, si la superficie es clara o transparente espolvorea el polvo de grafito negro por encima. Si la superficie es oscura, espolvorea unos pocos polvos de talco. Vuelca los polvos sobrantes con cuidado y golpea con los dedos, con suavidad. el papel o el plástico para que la vibración haga caer el polvo sobrante. Observa la huella que ha quedado marcada. Puedes utilizar una lupa para verla con más detalle. Puedes, también, probar a buscar huellas en otras superficies. Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
¿Máquina de movimiento perpetuo? J. Enrique Antón (alumno de 4º ESO del IES Victoria Kent)
Fundamentos: Aprovechamos la fuerza de la gravedad para vencer las fuerzas de un sistema en equilibrio. Materiales y construcción: Dos objetos circulares, en este caso metálicos (monedas); enfrentadas entre sí de forma excéntrica, sujetas mediante unos imanes y en medio un tercer objeto (moneda), más pequeño, que será el que desequilibra el sistema.
¿Qué ocurre?
(PR-72)
Al poner las monedas en el suelo, se quedan inclinadas y la moneda central suma su peso al desequilibrio. Provocando que la moneda gire para buscar el equilibrio.
Conclusiones: Si ajustamos bien las monedas y los imanes, podemos conseguir que la moneda de unas cuantas vueltas seguidas. Incluso, puede aparentar que no se para. Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
Locorobot
I.S.S.N.: 1579-1149
nº 54 (junio-2010)
(RC-126)
Fco Javier Rodríguez Zamarguilea
El locorobot es un dispositivo muy sencillo que se desplaza por la acción de un pequeño motor (el vibrador de un teléfono móvil) alimentado por una pila. Fundamento: El movimiento del locorobot se consigue debido a la diferente presión que se ejerce sobre las patas del "insecto" cuando gira el motor vibrador que hemos colocado como si fuera la cabeza. El motor, tiene incorporada en su eje una pieza excéntrica.
Material que vas a necesitar:
El motor del vibrador de un teléfono móvil Alambre para la estructura Cable para realizar las conexion es Una pila de reloj de 1,5 Voltios Un tubito hueco
¿Cómo construimos el locorobot?
Utilizaremos una pequeña barrena y unos alicates; la primera permite perforar el tubito y poder introducir el alambre en los lugares elegidos para colocar las patas del insecto. Utilizaremos el alambre como soporte de la batería y contacto de un polo de la misma. El otro cable de conexión al motor (en la foto, en forma de gancho), cierra el circuito al apoyar sobre la pila. En el video, se ve cómo un trozo de papel colocado entre el alambre y la pila sirve de interruptor. Al quitar el papel se cierra el circuito y el locorobot comienza a moverse. Doblaremos el alambre, en los puntos de apoyo del insecto con la superficie , de forma que el deslizamiento sea idóneo. Sujetaremos el motor solidariamente con el cuerpo o tubito elegido
El movimiento se demuestra andando (ver video)
Ciertamente, el movimiento es imprevisible; no obstante, hay muchas variables que influyen en él: el tamaño de las patas, la inclinación que presentan, el tipo de contacto con el suelo, la flexibilidad del alambre, etc. Prueba y suerte.
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El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
nº 55 (septiembre-2010)
Detector de ondas electromagnéticas
(pr-
86)
Fco Javier Rodríguez Zamarguilea
Objetivo Construir un sencillo emisor y detector de ondas electromagnéticas. Fundamento Emisor de ondas Las ondas electromagnéticas se pueden generar por la pérdida de energía de un circuito oscilante. Un condensador que se carga y se descarga bajo una
fuente alterna constituye un circuito oscilante. El condensador pierde energía cuando sus placas, en lugar de estar enfrentadas, se abren. La apertura de las placas dejándolas alineadas en lugar de enfrentadas da lugar a la constitución de un dipolo eléctrico, en nuestro caso el dipolo esta formado por dos varillas metálicas alineadas una a continuación de la otra que no llegan a tocarse.
Detector de ondas La detección se realiza a través de un captador, otro dipolo eléctrico, y de un sensor llamado cohesor que se intercala entre los extremos próximos del dipolo receptor. El sensor está construido con dos varillas metálicas unidas mediante un tubo de plástico transparente. El espacio entre las dos varillas se rellena con limaduras de hierro, como puede verse en la foto siguiente.
El cohesor fue utilizado en los albores de los descubrimientos de las ondas electromagnéticas. Su funcionamiento se basa en la orientación de las limaduras metálicas bajo los efectos de los campos electromagnéticos que se reciben asociados a una onda electromagnética. La resistencia eléctrica entre los extremos del cohesor es elevada antes de captarse las ondas y muy baja cuando se recibe la señal de las ondas electromagnéticas y las limaduras se orientan y alinean. Material que vas a necesitar:
Varillas metálicas para construir los dipolos Un encendedor piezoeléctrico Un tubito hueco de plástico que se acople con la varilla metálica Limaduras de metal(hierro por ejemplo) Un polímetro, analógico o digital.
Montaje y funcionamiento ¿Cómo generamos las ondas? Desmontar el encendedor piezoeléctrico para poder disponer de los contactos que generan la señal de excitación (chispa). Conectar los contactos al dipolo emisor sujeto sobre una tabla.
Al pulsar el encendedor aparece y desaparece de forma rápida un voltaje elevado entre las puntas del dipolo emisor, este hecho origina la carga y descarga del dipolo y la pérdida de energía en forma de ondas electromagnéticas. ¿Cómo detectamos las ondas? Construir el cohesor Introduciendo las limaduras, de hierro por ejemplo, en el tubito de plástico colocado entre los extremos próximos del dipolo receptor. Conectar el polímetro, opción medir resistencia, justo en los extremos del cohesor. El dipolo receptor capta las ondas electromagnéticas y con ello las limaduras de hierro del cohesor se orientan ofreciendo menos resistencia eléctrica. El polímetro detecta la variación de resistencia y en nuestro caso, si es de tipo analógico, se observa el movimiento del indicador de dicho aparato. El movimiento se demuestra andando (ver vídeo)
Ajustes en: el tamaño de los dipolos , la distancia de salto de la chispa del piezoeléctrico, la superficie de contacto que presenta el extremo del dipolo receptor a las limaduras son, entre otros, ejemplos de las variables que influyen en la funcionamiento del detector de ondas construido. Todo lo anterior condiciona la distancia posible entre el emisor de ondas electromagnéticas y el detector. Prueba y …… suerte.
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El rincón de la Ciencia
I.S.S.N.: 1579-1149
Motor líquido
(Repuls-10)
M. A. Gómez
En esta experiencia vamos a construir un "motor líquido". Realmente se trata de un dispositivo en el que, aprovechando las propiedades del electromagnetismo y de las reacciones electroquímicas, podemos conseguir que un líquido comience a dar vueltas. Qué necesitas
1 imán potente y grande (en la experiencia hemos utilizado el de un altavoz de graves) Vaso metálico (por ejemplo, de aluminio y de los que se usan para hacer flanes)
Tubería de cobre. Sirve cualquier electrodo metálico o de grafito (por ejemplo, una mina de lápiz) 1 pila de 4,5 V o 9 V Cables para la conexión eléctrica Láminas de plástico o goma que sirvan de aislantes Disolución de sulfato de cobre (II). También se puede hacer con una disolución concentrada de sal común en agua.
Cómo lo hacemos El experimento funciona independientemente de la polaridad con la que se efectue la conexión. Sin embargo, es conveniente que el vaso vaya unido al polo "-" (negativo). De esta forma se deposita cobre sobre las paredes a la vez que se "disuelve" el electrodo central. Al contrario, se "disolvería" el aluminio del vaso y podría llegar a perforarse.
La figura muestra cómo debe quedar montado el dispositivo para su correcto funcionamiento. En primer lugar, el vaso debe quedar apoyado sobre el imán, pero separado por una lámina aislante. Aunque no es del todo necesario y el dispositivo funcionaría sin el aislante, de esta forma evitamos que la corriente derive hacia el imán. En el fondo del vaso colocamos otra lámina aislante. De esta forma conseguimos que los electrodos sean las paredes del vaso y la tubería de cobre. Colocamos la disolución de forma que cubra parte de la tubería de cobre y conectamos el circuito. Cuando la corriente pasa, el líquido en el interior del vaso comienza a girar alrededor de la tubería de cobre. Ya tenemos el motor líquido. ¿Por qué ocurre esto? Para comprender lo que ocurre tenemos que fijarnos en los dos fenómenos puestos en juego. En primer lugar hay un proceso electroquímico. Al conectar la corriente eléctrica (continua) los electrodos atraen a los iones de la disolución hacia
ellos. El electrodo positivo atrae a los iones negativos y el electrodo negativo a los iones positivos. El resultado global es que la disolución cierra el circuito y se establece una corriente eléctrica con el movimiento de los iones. El movimiento de los iones tiene lugar en el seno de un campo magnético (el creado por el imán que tenemos debajo del vaso). Esto da lugar al segundo efecto que nos permite explicar el fenómeno. Se trata de un proceso electromagnético. Toda carga en movimiento en el seno de un campo magnético experimenta una fuerza de dirección perpendicular al vector velocidad y al vector campo magnético. Esto se presenta en algunos libros como la regla de la mano izquierda (Ley de Lorentz) y está en la base de cualquier motor eléctrico (en la figura, las X representan un campo magnético entrante y perpendicular al plano de la pantalla).
Pero lo más importante es que la fuerza es siempre perpendicular a la velocidad. Eso hace que se curve la trayectoria de las cargas y acaben dando vueltas en círculos alrededor de un punto, en este caso el electrodo central (la tubería de cobre). Las cargas no las podemos ver, pero sí el efecto de movimiento que tiene lugar en el líquido. En los electrodos tienen lugar también procesos electroquímicos. En uno se produce una reacción de oxidación (de los iones) y en el otro una reducción. Si la disolución es de sulfato de cobre, veremos como en uno de los electrodos (en el negativo) los iones Cu2+ se transforman en Cu (metal) y se desprende un polvillo de color rojizo. Si se utilizan otras disoluciones, en los electrodos se desprenderán otras sustancias. Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
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Péndulo caótico (Repuls-2) M. A. Gómez
Un péndulo es un dispositivo que oscila a un lado y a otro de suposición de equilibrio repitiendo periódicamente el mismo movimiento. Se realiza siempre el mismo movimiento y, por tanto, podemos predecir su posición en todo momento. Sin embargo, un sistema caótico realiza siempre un movimiento impredecible. En este experimento vamos a construir un péndulo caótico ayudándonos de unos cuantos imanes.
Qué necesitas
8 imanes pequeños (sirven los imanes extraídos de los auriculares estropeados) Cápsula de plástico pequeña en la que guardar un imán. Plastilina Hilo Soporte para el péndulo
Cómo lo hacemos En primer lugar vamos a construir el péndulo. Para ello vamos a utilizar una pequeña cápsula de plástico en la que colocaremos el imán en la parte más baja. Hay que tener cuidado de que uno de los polos del imán quede apuntando hacia abajo. En la parte de arriba de la cápsula haremos un pequeño agujero para pasar el hilo del que la vamos a colgar. La forma de la cápsula no tiene importancia (en el dibujo y en las fotos hemos puesto cápsulas diferentes). Ahora tenemos que colgar el péndulo de un soporte. En la foto aparece un soporte de laboratorio, pero nos sirve cualquier objeto casero al que pueda atarse el hilo. Una parte importante es preparar la base con los imanes sobre la que va oscilar el péndulo. En el dibujo hemos puesto un ejemplo con 6 imanes formando un hexágono y uno más situado en el centro (justo debajo del punto del que cuelga el péndulo). Un detalle muy importante es que los imanes tienen que estar orientados al revés que el imán del péndulo, de forma que lo repelan. También es importante que los imanes queden sujetos a la base. Basta con que la base sea de hierro y los imanes quedarán unidos a ella. Si la base es de otro material, pueden unirse los imanes con plastilina o pegamento.
Ahora basta con dejar oscilar el péndulo y observar lo que ocurre. ¿Por qué ocurre esto? Los imanes de la base repelen al imán del péndulo. Cuando soltamos el péndulo se pone en movimiento y tiende a oscilar en un plano como cualquier péndulo, pero cuando llega a la zona de acción de los imanes experimenta una fuerza de repulsión que le hace cambiar la dirección y el plano de oscilación. La gravedad hace que el péndulo tienda a volver a la posición de equilibrio, pero en su camino va a encontrar siempre una fuerza de repulsión que le hará cambiar su trayectoria. Y así ... indefinidamente sin parar nunca. O parando cuando el azar le lleve a encontrar un punto de equilibrio. Sigue investigando Experimenta con distintas disposiciones y con diferente número de imanes. ¿Qué ocurre? Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
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Imanes que levitan M. A. Gómez
(PR-36c)
nº 25, Febrero 2004
En esta experiencia vamos a ver cómo los imanes pueden levitar unos sobre otros debido a la repulsión que ejercen entre sí dos polos magnéticos del mismo signo. Material necesario
Imanes anulares. Se pueden obtener de los auriculares que se utilizan para los aparatos de música (walkman, radios, etc), una vez que se han estropeado. Una pajita para refrescos Una bolita de plastilina
¿Que vamos a hacer? Sujeta la pajita con la bola de plastilina de forma que quede vertical. Ensarta un imán través de la pajita. Añade más imanes procurando que se enfrenten siempre polos opuestos. Observa cómo los imanes levitan unos sobre otros. Sigue experimentando Si tienes suficientes imanes, puedes probar a juntar varios en grupos que se repelan entre sí.
Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
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La moneda saltarina M. A. Gómez
(PR-42)
nº 29, enero 20
Presentamos una pequeña experiencia que, probablemente, será muy divertida para los más pequeños. Pero que, como todas, también tiene su fundamento científico para los más mayores. Vamos a aprovecharnos de las variaciones de presión que produce el cambio de temperatura en el aire para hacer saltar una moneda. ¿Qué nos hace falta?
Una botella de vidrio Una moneda
¿Qué vamos a hacer? Vamos a meter durante un cierto tiempo la botella en el congelador del frigorífico, hasta que esté bien fría. Al cabo de un cierto tiempo (por ejemplo, media hora) la sacamos y la dejamos de pié en cima de una mesa. A continuación, tapamos la boca de la botella con una moneda y observamos a ver qué pasa. Si hace falta espera un poco.
¿Qué es lo que pasa? ¿Por qué crees que ocurre esto? ¿Qué ha ocurrido? Si has hecho bien el experimento, habrás podido ver como la moneda, durante unos minutos, da pequeños saltitos sobre la boca de la botella. Este efecto es debido a que, al sacar la botella del congelador, el aire que está en su interior está a una temperatura muy baja, al igual que la botella (aproximadamente -15 º C). Al colocar la moneda sobre la boca de la botella, estamos tapandola e impidiendo que entre o salga aire. Cuando pasan unos minutos, como la temperatura de la habitación es más alta (pongamos +20 ºC), la botella comienza a calentarse y también lo hace el aire de su interior. El aumento de temperatura del aire contenido en la botella supone también un aumento de su presión, hasta que es suficientemente alta para hacer saltar la moneda y dejar escapar un poco de aire. Y vuelta a empezar.
La moneda seguirá saltando a intervalos cada vez más largos, mientras el aumento de temperatura del aire del interior provoque un aumento de presión suficiente para hacerla saltar. Otros EXPERIMENTOS
Experimentos con un botijo y una cantimplora (PR-27)
M.A. Gómez
El rincón de la Ciencia
nº 20, Febrero 2003
Como ya has visto en el artículo "El efecto botijo", el botijo es un dispositivo que permite bajar la temperatura de una masa de agua o conservarla fresca sin que aumente su temperatura. En esta actividad vas a realizar experimentos con un botijo de forma que puedas estudiar algunos de los factores que influyen en su funcionamiento ¿Qué nos hace falta?
Botijo de barro que no esté barnizado ni vidriado (es necesario que el barro mantenga toda su porosidad?
Un termómetro de cocina
Una balanza de baño
¿Qué vamos a hacer? Experimento 1 En primer lugar vamos a ver qué capacidad tiene el botijo de enfriar o de mantener fría a una determinada cantidad de agua. Para ello llena un botijo y mide la temperatura del agua cada media hora. ¿Hasta cuanto es capaz de bajar? ¿Depende de la temperatura externa o se mantiene más o menos constante?
Prueba con agua a la temperatura ambiente en primer lugar. Pero también puedes repetir el experimento llenándolo con agua templada. Puedes probar con distintas cantidades de agua. ¿Qué ocurre? Experimento 2
Si quieres puedes repetir el experimento con una cantimplora de las que llevan una tela de fieltro envolviéndola. Previamente es necesario mojar la tela con agua.
Experimento 3 También podemos ver que el botijo pierde peso con el tiempo debido a que el agua se evapora. Como ya sabes su funcionamiento se basa en la evaporación del agua que se filtra a través de sus paredes porosas. Para verlo puedes pesar un botijo cada cierto tiempo. Como el botijo puede también rezumar algo de agua, convendría poner un plato debajo y pesar también el agua que queda en el plato. ¿Cuánto agua se evapora en, por ejemplo, una hora?
Sigue experimentando Ahora te vamos a plantear una pregunta. ¿Cuándo crees que el botijo enfriará más: puesto a la sombra o puesto al sol, dentro de una casa o al aire libre? ¿Podrías comprobarlo experimentalmente? Si lo haces envíanos la respuesta a
[email protected] Otros EXPERIMENTOS
El rincón de la Ciencia
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Equilibrio térmico
(PR-81)
M. A. Gómez y A. Cañamero
En esta experiencia vamos a estudiar cómo se alcanza el equilibrio térmico cuando se ponen en contacto dos sistemas a distinta temperatura. En este caso dos recipientes con agua a distinta temperatura.
Qué necesitamos
2 recipientes de vidrio agua caliente y agua fría 2 termómetros
Cómo lo hacemos En primer lugar vamos a calentar agua en un recipiente grande, hasta unos 50 o 60 º C aproximadamente. Después vamos a medir esa temperatura con el termómetro. En segundo lugar vamos a preparar un matraz con agua a temperatura ambiente. Mide la temperatura con otro termómetro. Ahora comienza la experiencia. Introduce el matraz en el interior del agua caliente, con un termómetro en cada recipiente.
Mide la temperatura de ambos recipientes cada minuto y anótala en una tabla en la que representes tres columnas (tiempo, temperatura 1 y temperatura 2). Más sobre este experimento 1.- Prepara una tabla con los datos obtenidos 2.- Representa los datos en una gráfica (eje horizontal el tiempo y eje vertical las dos temperaturas)
3.- A qué conclusiones puedes llegar con los datos de la gráfica. 4.- A qué temperatura se alcanza el equilibrio térmico. 5.- ¿Observas algo más? Otros EXPERIMENTOS Copy Left: Salvo indicación expresa, todos los contenidos de esta página se encuentran bajo una licencia Creative Commons. Puedes usarlos, siempre que no se haga con fines comerciales y se cite su origen y al autor.
Actividades prácticas
¿Cómo funciona una jaula de Faraday? (PR-12)
adaptado de Yus, M. y Carreras C. "Experimentos caseros para un curso de física general" UNED,1993 M.A. Gómez
El rincón de la Ciencia nº 11, Abril 2001
Una jaula de Faraday es una pantalla eléctrica, una superficie conductora que rodea un espacio hueco impidiendo las perturbaciones producidas por campos eléctricos externos. En esta experiencia vamos a ver de una forma muy sencilla el efecto de una jaula de Faraday. Material que vas a necesitar:
Un receptor de radio a pilas Una hoja de papel de aluminio (el que se utiliza para envolver los alimentos) Una hoja de papel de periódico
¿Cómo realizamos el experimento?
Con el receptor de radio vas a sintonizar una emisora que se oiga bien y potente. Envuelve el receptor en el papel de periódico y observa lo que ocurre. Verás que la radio sigue oyéndose normalmente. Vuelve a realizar el experimento, pero ahora con el papel de aluminio. ¿Qué ocurre? Observa que en cuanto queda cubierta con el papel de aluminio el aparato de radio deja de sonar.
El papel de aluminio que envuelve al aparto de radio forma una jaula de Faraday que impide que capte los campos electromagnéticos que transportan la señal. ¿Por
qué ocurre esto?
Por ahora vamos a dejar esta pregunta abierta para que la contesten nuestros lectores. En el próximo número publicaremos las mejores respuestas en nuestra sección Preguntas y Respuestas RESPUESTAS Puedes enviar la solución a nuestra dirección:
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Otros experimentos
El rincón de la Ciencia
nº 58 (abril-2011)
El movimiento térmico de las partículas (Al-30)
Jorge Rodríguez López. Alumno de 2º ESO en el IES Europa (Rivas Vaciamadrid)
Vamos a estudiar el efecto de la temperatura sobre el movimiento de agitación de las partículas que componen la materia. Resultados obtenidos al realizar la experiencia "El movimiento térmico de las partículas" ("Cuaderno de laboratorio, Ciencias de la Naturaleza. Proyecto Anfora. Oxford Educación, 2009). Materiales utilizados 3 vasos de vidrio agua caliente tinta Procedimiento y resultados Hemos llenado tres vasos con agua a distintas temperaturas: caliente, templada y fría. A continuación hemos añadido unas gotas de tinta en cada vaso. Las fotografías reflejan lo que sucede a medida que aumenta la temperatura del agua.
AGUA FRÍA: La gota al tocar el agua por su peso cae con poca distorsión. Se ve que la tinta dentro del vaso está bastante compacta, poco difuminada, debido a que las moléculas de agua transfieren poco movimiento.
AGUA TEMPLADA: A medida que aumenta la temperatura la distorsión es más grande.
AGUA CALIENTE: Incluso en la última foto se ve que antes de tocar la tinta al fondo del vaso, la parte superior ha sido totalmente distorsionada, y todo debido al movimiento comunicado por las partículas de agua.
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El rincón de la Ciencia
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Midiendo la densidad de un líquido
nº
(PR-65)
M.A. Gómez
En esta experiencia vas a aprender a calcular de forma sencilla la densidad de algunos líquidos como el agua y el aceite. Recuerda que la densidad se expresa matemáticamente como el cociente entre la masa y el volumen de un cuerpo.
Qué necesitas
Una botella llena de agua Una botella llena de aceite Balanza de cocina
Cómo lo hacemos Debemos averiguar la masa y el volumen de nuestros líquidos. Para medir la masa basta con que utilices una balanza de cocina. Si no tienes puedes incluso pedir que te pesen la botella en algún comercio. Ahora tendremos que eliminar el efecto de la masa del recipiente. Si la botella es de plástico su masa será muy pequeña e incluso podríamos llegar a despreciarla. Si no la queremos despreciar o la botella es de vidrio tendremos que esperar a que la botella de esté vacía, o trasvasar el líquido a otro recipiente. Si pesamos ahora la botella vacía sabremos su masa. La masa del líquido será igual a la masa de la botella llena menos la masa de la botella vacía. m (líquido) = m (botella llena) - m (botella vacía) Para medir el volumen de líquido bastará con que mires la etiqueta del producto y notes el dato del volumen envasado. Ahora ya puedes aplicar la fórmula de la densidad y calcular la densidad del agua y la densidad del aceite. ¿Qué es más denso el agua o el aceite? Mucha gente cree que el aceite es más denso que el agua, pero habrás comprobado que no eso no es cierto. ¿Qué ocurre? Se está confundiendo la densidad con otra propiedad importante de los líquidos: la viscosidad.
NOTA: La densidad de un líquido también la puedes medir utilizando un densímetro, puedes a prender a construirlo utilizando una pajita en: densímetro Otros EXPERIMENTOS
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La cámara de niebla: Partículas de verdad Francisco Barradas
A mucha gente le da la impresión de que esas partículas de las que oímos hablar en los medios o en la escuela son menos reales que los coches o las piedras y no es así, al menos cuando se trata de los electrones, protones, muones, fotones... que los físicos detectan cada día y cuyas energías y momentos miden. Quizá la mejor forma de convencerse sea construir a partir de materiales simples un detector en el que vemos con nuestros propios ojos las estelas que dejan las partículas cargadas a su paso.
(PR-78)
Este detector, llamado cámara de niebla, es una caja herméticamente cerrada en cuyo interior hay una mezcla de vapor de alcohol y aire. El fondo de la cámara se mantiene tan frío (por contacto con CO2 sólido, hielo seco) que hay una capa con vapor por debajo de su temperatura de condensación, en un estado inestable en el que sólo hace falta una perturbación para que empiecen a formarse gotas de alcohol líquido. El paso de partículas cargadas de suficiente energía que atraviesan la cámara (muones de los rayos cósmicos secundarios, por ejemplo) da lugar a iones que actúan como núcleos de condensación sobre los que crecen las gotas de alcohol. Así se forman estelas de niebla (de alcohol), muy parecidas a las de los aviones, a lo largo de las trayectorias de las partículas.
Detalles
A continuación se se describe con más detalle cómo construir y hacer funcionar la cámara. Muchos de los consejos están basados en la práctica (cámaras que hemos construido y han funcionado) y en la tradición (lo hicimos así porque así la habían hecho otros antes...). Quizá se pudieran sistematizar y justificar estas instrucciones pero, de momento, si lo que queremos es ver trazas de partículas de verdad quizás no merezca la pena. Como de todos modos habrá quien quiera investigar más, al final se da una bibliografía básica de la que partir. Montaje de la cámara
1. Como base de la cámara se puede usar una pecera de plástico o vidrio (siempre que las juntas sean estancas. Unas dimensiones aproximadas que vienen bien son 20 cm x 15 cm de ancho y, más importante, entre 15 y 20 cm de alto.
2. Para que en el interior de la cámara haya vapor de alcohol utilizamos unas tiras de fieltro o similar de unos pocos cm de ancho pegadas a lo largo del interior de la cámara como indica la figura. Estas tiras se empaparán luego en isopropanol (así que cuidado con la elección del pegamento...).
3. Para cerrar la cámara se emplea una chapa de aluminio de las mismas dimensiones que la base de la pecera (o lo que sea).
Es muy importante que la cámara sea hermética, lo que se puede conseguir poniendo una tira de burlete de goma (con un perfil similar al de la figura) y uniéndola al cuerpo de la cámara con cinta (conviene unir no sólo el cuerpo con la base a lo largo del perímetro de la chapa, sino también hacia arriba, o al menos colocar algún peso sobre la parte superior de la cámara). Finalmente, se debe cubrir la parte de la chapa metálica que da al interior de la cámara de cinta aislante de color negro mate para aumentar la visibilidad de las trazas.
4. Es simplemente un contenedor para el hielo seco sobre el que se va a colocar la cámara. Una buena opción es el poliestireno expandido (llamado “corcho blanco” o también “poliexpán” e incluso “porexpán”), ya que es un buen aislante térmico.
Funcionamiento Si se mantiene un gradiente de temperatura suficientemente pronunciado entre el fondo y la superficie superior de la cámara a la vez que se garantiza la difusión de vapor desde la superficie más caliente a la más fría a través de un gas inerte (que aquí es aire), será posible obtener una capa, próxima al fondo en nuestro caso, de vapor sobresaturado. Las temperaturas deben ser tales que en esa capa sensible se pueda producir condensación sobre los iones que forman al pasar las partículas cargadas de energía suficiente. Este es un procedimiento para conseguirlo:
Tras haber empapado de isopropanol el fieltro (con una jeringa, por ejemplo, y generosamente), se cierra la cámara de forma estanca tal como se ha indicado y se coloca sobre el hielo seco. Para conseguir un gradiente de temperatura apropiado, la chapa metálica que forma la base de la cámara debe colocarse horizontal y en muy buen contacto térmico con el hielo seco (que estará a su temperatura de sublimación a presión atmosférica, unos -79 ºC), por lo que hay que usarlo pulverizado o en forma de placas o fragmentos pequeños, como granos de arroz. Si se emplean otras presentaciones típicas (como los cilindros del orden de un centímetro de diámetro y varios de altura) es posible que la temperatura de la base no sea suficientemente baja. Por el contrario, la parte superior de la cámara, donde está depósito con el alcohol líquido (un fieltro empapado en nuestro caso) se debe mantener caliente (para tener un buen ritmo de evaporación), evitando utilizar la cámara en ambientes fríos y -si es necesario- calentándola con una lámpara halógena, por ejemplo. Tras dejar la cámara así montada durante unos diez o quince minutos, se debería empezar a ver trazas en la región sensible, cerca del fondo de la cámara si la iluminación es la apropiada, como la de un proyector de diapositivas e incluso una lámpara halógena de escritorio dirigidos hacia el fondo con un ángulo pequeño. Si todo funciona bien y con estas dimensiones, habría que esperar del orden de una traza por segundo. ¿Y si no se ve nada? Habrá que comprobar que han pasado esos quince minutos, que la cámara es estanca y su fondo está bien iluminado, que la parte superior no está muy fría pero el fondo sí (¿qué tal el contacto de la chapa con el hielo seco?)... Si aún así no funciona y sólo se ve una niebla muy densa de gotitas de alcohol (al principio es normal ver una ligera niebla como esta), se puede probar a abrir la cámara, dejar salir algo de la niebla y volver a cerrarla. Y si aún eso falla, habrá que pensar en hacer la cámara algo más alta
o algo más baja (la altura es un parámetro importante; véase la bibliografía que cito más abajo, pero no es fácil ser más preciso). Y si se ve algo, ¿qué se ve? Cualquier partícula cargada de suficiente energía puede dejar su rastro en la cámara, pero con esta configuración lo más probable es que se trate de muones de los rayos cósmicos secundarios. También será posible ver alguna traza de partículas de la radiactividad ambiental, por ejemplo electrones. Una de las mejores cosas que nos puede pasar es ver una traza que súbitamente cambia de dirección. Eso no es posible sin que haya sucedido algo (¡el momento lineal se conserva!) y una de las posibilidades es que un muón se haya desintegrado en un electrón y dos neutrinos dentro de nuestro detector.
Tampoco está mal del todo una traza que en un punto se bifurca, ya que eso podría suponer la colisión de un muón con un electrón atómico que de este modo es arrancado (figura de la derecha). Una traza con múltiples cambios de dirección podría corresponder a una partícula de baja energía (como un electrón de la radiactividad beta ambiental...) teniendo múltiples colisiones atómicas en la cámara. NOTAS
¿Por qué esas dimensiones? (sobre todo la altura) Ya lo he dicho antes; la gente lo aconseja así y así lo hemos probado con éxito. Eso no quiere decir que sean las únicas posibles, pero en principio la altura de la cámara influye sobre el gradiente de temperatura y la evolución del alcohol que se evapora (ver bibliografía), así que hay que estar preparados para que no cualquiera funcione igual de bien y de hecho hay informes de gente que dice que si el depósito de alcohol está muy alto, la cosa no marcha. Todo se complica aún más al tener en cuenta que la temperatura de la parte superior de la cámara (o mejor aún, los detalles del gradiente) también influye de manera “no trivial”...
¿Por qué isopropanol y no alcohol normal ? Es fácil deducir el motivo de usar un alcohol como etanol, metanol o incluso nuestro isopropanol. Son líquidos de baja presión de vapor (que se evaporan con facilidad) y baja energía de ionización (para que se formen núcleos de condensación para las estelas), además, no se congelan en contacto con la base fría de la cámara, lo que fastidiaría la visibilidad de las trazas, para empezar.
Por ahí (¿y la referencia?) se puede leer que lo mejor es usar etanol bastante puro “por su baja tensión superficial y su baja relación presión de vapor / presión de saturación” y que estas cifras son algo peores para el metanol y el isopropanol (que sin embargo otros recomiendan...) pero que estos se pueden usar a falta del primero ¡como si fuera más difícil conseguir etanol más o menos puro...!
NOTA SOBRE LOS MATERIALES En muchas ciudades grandes es fácil comprar hielo seco, que no resulta muy caro, en los polígonos industriales donde se encuentran proveedores de Air Liquide, Carburos Metálicos, etc. Además, es posible encontrar empresas (como BDP Frío) que lo sirven en muchas otras ciudades (bastante más caro). Con unos cuantos kilos podemos hacer una sesión de varias horas. Hay que tener algo de precaución con el hielo seco (CO2 sólido) a causa de su baja temperatura. El alcohol (de cualquiera de los tipos mencionados) es barato y bastante más fácil de conseguir. Sobre el resto de los materiales no hay nada que decir.
BIBLIOGRAFÍA En primer lugar hay que mencionar a la página de Andrew Foland, http://www.lns.cornell.edu/~adf4/cloud.html que es donde mucha gente (como yo) ha aprendido a construir cámaras de niebla caseras, pero si se quiere profundizar, es mejor recurrir a los clásicos, que estudiaron este instrumento cuando aún se utilizaba en investigación (nuestro modelo, la “cámara de niebla de difusión continuamente sensible” lo inventó Alexander Langsdorf hacia 1936). Por ejemplo: "On the Operation of the Diffusion Cloud Chamber”. C. Succi; G. Tagliaferri, Nuovo Cimento, 9, 1092 (1953)
“Continuously Sensitive Diffusion Cloud Chambers”. E. W. Cowan, Rev. Sci. Instrum. 21, 991 (1950) "On Diffusion Cloud Chambers”. H. Slätis, Nuclear Instr. 1, 213 (1957) Y para los rayos cósmicos, en español, se puede echar un vistazo al artículo publicado por F. Arqueros en la revista “A Distancia” de la UNED, primavera 1994 (disponible aquí: http://www.gae.ucm.es/fisica/report.html y sólo algo anticuado en su segunda parte, dedicada a las técnicas de observación). Para hacer unos números sobre lo que se puede ver -o no- y si merece la pena poner un imán potente en la cámara... un buen sitio es el la sección de rayos cósmicos de la 2008 Review of Particle Physics [C. Amsler et al., Physics Letters B667, 1 (2008)], disponible aquí: http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/contents_sports.html Otros EXPERIMENTOS Copy Left: Salvo indicación expresa, todos los contenidos de esta página se encuentran bajo una licencia Creative Commons. Puedes usarlos, siempre que no se haga con fines comerciales y se cite su origen y al autor.
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Crear un calentador de agua 1 comentarios
En este artículo te presentamos un nuevo experimento de energia solar. En esta oportunidad podrás crear un calentador de agua solar. Normalmente, para calentar agua utilizamos un calefón comercial, una caldera, gas, fuego y demás. Pero desaprovechamos la fuente de calor y luz más grande que tenemos disponible: el Sol. El Sol es una estrella que aporta todo el calor que podemos llegar a necesitar. Debido a la distancia que se encuentra, obviamente, el calor que aporta es gradual y lento, pero es gratis y no contamina. Te enseñamos cómo hacerlo rápidamente. Si haya algo que no entiendes, te invitamos a escribirnos comentarios para que te expliquemos y te quitemos las dudas.
Materiales que vamos a utilizar:
Tubos de PVC
Plancha de chapa
Procedimiento del experimento de crear un calentador de agua:
Se trata de un sistema muy simple de realizar por cualquier persona, sin conocimientos previos de ciencia o de manualidad alguna.
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Experimento para imantar el aluminio 6 comentarios
El aluminio es un material que todos conocemos y sabemos que no tiene la posibilidad de ser atraído por los imanes. Para poder comprobar esto basta con acercar un imán al mismo y veremos que no sucede nada. Para lograr que un imán pueda ejercer fuerza sobre este metal te vamos a enseñar a hacerlo por medio de un sencillo experimento casero para imantar el aluminio.
Materiales necesarios:
Un pequeño recipiente de aluminio que se utiliza normalmente para hornear postres o para hacer flanes.
Un imán
Un hilo fino
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Ultimos Comentarios
super bueno el experimento lo recomiendo..
para que sirve el algodon
bueno no entendi mucho, pero tratare
esta genial el experimentoseguro optendre un 20 ...
esta super este experimento gracias
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INTRODUCCIÓN
Vamos a ver cómo diferentes materiales reaccionan entre sí. Esto ocurre cuando están en contacto, cuando se mezclan. Veremos que el lenguaje de la física y la química no es misterioso, puede ser simple y entretenido. Antes de mostrar un experimento a sus alumnos confirme que tiene todos los materiales necesarios, tenga la seguridad que "todo sale" correctamente, de acuerdo a lo planificado.
Los materiales que utilizaremos son muy fáciles de obtener, diría que ya los tienen en sus casas. Pero tenga en cuenta que los materiales utilizados por nosotros no serán exactamente iguales a los empleados por Ud. Por ejemplo, diferentes marcas de vinagre tienen diferentes proporciones de ácido acético. Trabajaremos con materiales de uso diario. Esto nos da una importante ventaja para entender ciencia, lo que hacemos, lo que ocurre, parte de "cosas" ya conocidas por los chicos. Estamos más cerca de entender lo que sucede si trabajamos con materiales conocidos. Muchas veces enseñaremos lo "obvio". Pero lo obvio es, en determinadas ocasiones, muy difícil de explicar. Con el conocimiento previo de los materiales, la sencillez de los experimentos y la claridad de las explicaciones haremos muy divertida la enseñanza de la ciencia... Por último, lea cuidadosamente las instrucciones y vivencie cada experimento. Recuerde: Si enseñamos con entusiasmo, los alumnos aprenderán entusiasmados. EL BAILE DE LOS PAPELES Y LOS CORCHOS
Necesitaremos: Un pequeño trozo, cuadrado (20 X 20 cm), de vidrio transparente. Dos libros gruesos. Un pañuelo de seda. Papelitos del tipo tissue. Trozos de corcho. Unas gotas de glicerina. De manera rápida y fácil se puede inducir, en un vidrio, electricidad estática. Sólo hay que frotar el vidrio con el pañuelo. El vidrio está levantado, unos 1,5-2,0 cm, de la tabla de un escritorio, mesa o pupitre, colocando dos de sus lados entre las hojas de dos libros. En el espacio que deja el vidrio sobre la tabla esparcimos unos pequeños trozos de papel tissue. Frotamos, vigorosamente y con mucho cuidado, la parte superior del vidrio. En unos segundos los papelitos comienzan a moverse, a bailar. Estos son atraídos por la electricidad estática generada en el vidrio. Hacemos lo mismo con unos trozos, pequeños y finos, de corcho. ¿Qué sucede si hacemos "corcho en polvo"? El corcho en polvo es tan obediente
que podemos moverlo y formar la inicial del nombre de cada alumno. El secreto es muy simple. Hay que "preparar" el vidrio en la superficie inferior (la que está más cerca del corcho en polvo). Escribimos la primera letra del nombre del alumno con glicerina (hay que invertir la forma de la letra para que luego se la pueda leer correctamente). Cuando frotamos la parte superior del vidrio con el pañuelo, el corcho en polvo se adhiere a los lugares donde hay glicerina. Retiramos rápidamente el excedente de corcho en polvo que se encuentra aún sobre la mesa. Hemos dejado de frotar y, poco a poco, la electricidad estática desaparece. El corcho en polvo "cae" sobre la mesa. La letra queda formada... AGUA Y ALGODÓN
Necesitaremos: Dos vasos. Agua. Algodón. Llenamos el vaso A con agua. El vaso B es llenado con algodón, de tal manera que una parte del mismo supere el nivel del vaso. Suavemente introducimos el agua del vaso A en el vaso B. El algodón empieza a absorber agua y disminuye su tamaño. ¿Podemos vaciar totalmente el contenido del vaso con agua dentro del vaso con algodón sin que sobre una pequeña cantidad de agua? Apreciamos que el agua logró ubicarse en los espacios "libres" existentes entre las moléculas del algodón. ¿Dichos espacios con qué estaban ocupados? LA PIEL DEL AGUA
Necesitaremos: Agua. Un vaso. Un gotero. Papel tipo tissue. Una aguja de coser mediana. Un plato hondo. En realidad el agua no tiene una piel. Lo que si posee es una superficie externa especial, una "capa" externa denominada "tensión superficial".
Un vaso vacío lo ponemos en el centro de un plato hondo. Llenamos el vaso con agua hasta que esté totalmente colmado. Controlamos que el nivel del agua no supere el nivel del vaso. Cuidamos que no se derrame ninguna gota de agua. Con el gotero colocamos ahora una gota más de agua y observamos que la misma no se derrama. Agregamos más gotas, el vaso se "sobre llena". El nivel del agua comienza a superar el nivel del vaso. La superficie externa (superior) del agua está curvada hacia afuera (de manera convexa). ¿Quién mantiene unidas a las gotas de agua para que no se "caigan"? ¡La tensión superficial! ("La piel externa del agua"). Hagamos una nueva prueba. Sobre un trozo plano y pequeño de papel tissue colocamos una aguja. El papel y la aguja son suspendidos cuidadosamente sobre la superficie del agua. El agua "moja" el papel tissue, cuando está totalmente mojado (lleno de agua) se hunde al fondo del vaso con agua. Pero ocurre algo totalmente desconcertante, la guja queda flotando. ¿Quién no permite que la aguja se hunda dentro del agua? EL AIRE MUESTRA SUS MÚSCULOS
Necesitaremos: Globos. Libros pesados. Hilos o banda elástica. Cuando una rueda (goma) de un coche está pinchada y sin aire el coche queda inclinado hacia el lado de la goma sin aire. Arreglamos la goma e introducimos nuevamente aire en su interior. El coche se "endereza". El aire puede mover el coche. El aire puede mover "cosas" muy pesadas (un coche mediano pesa alrededor de 1000 kilos). Coloquemos un globo desinflado debajo de un libro pesado. Al inflar el globo, con el aire que sale de nuestros pulmones, el libro se mueve. El aire mueve el libro. Realizamos el mismo experimento pero ahora colocamos dos libros pesados sobre el globo (los sujetamos con una banda elástica o los atamos con un hilo). Para mover, ahora los libros, hay que hacer más fuerza con el aire que sale de nuestros pulmones. Debemos ejercer una mayor presión para que los libros se muevan. El aire, dentro del globo, se encuentra a una mayor presión.
Seguimos agregando libros y tratamos de moverlos, tratando de inflar los globos. Deberemos aumentar la presión (la fuerza) que realizamos para lograr el objetivo buscado. Llegará un momento en el cual no podremos mover los libros. Estamos en el límite de la presión que podemos ejercer. Acabamos de demostrar que el aire comprimido (con presión) tiene unos músculos fabulosos... PELOS MÁGICOS
Necesitaremos: Globos. Pelos mágicos. Volvemos a jugar con la electricidad estática, pero ahora jugamos con nuestros cuerpos. Inflamos un globo, lo anudamos, y lo frotamos contra un pulóver de lana. Inmediatamente lo acercamos al pelo de un compañero (que debe estar seco). Los pelos se paran. Movemos el globo y los pelos se mueven. Realmente estos pelos son mágicos... BRÚJULA CASERA Materiales: Una aguja. Un corcho. Un cuchillo. Una ensaladera pequeña. Un imán tipo herradura. Agua. Primeramente necesitaremos un trozo de corcho, de aproximadamente un centímetro y medio de altura, y con un diámetro semejante al de un tapón común de vino. Marcamos el corcho con el cuchillo, un diámetro del disco de corcho es transformado en "un canal" de un milímetro de profundidad. En el canal apoyaremos la aguja (esta debe ser más larga que el diámetro del corcho, debe quedar fuera del corcho, en ambos extremos). Antes de colocar la aguja la debemos "magnetizar". Esto se realiza deslizando fuertemente la aguja sobre un extremo del imán. Siempre hay que poner en contacto el mismo lado de la aguja sobre el mismo extremo del imán. La operación se repite unas 25 veces. Cuando la aguja esté magnetizada (lo comprobamos apoyándola sobre una superficie metálica) la colocamos en el canal existente en el corcho.
Llenamos la ensaladera con agua y, con muchísimo cuidado, suspendemos el corcho con la aguja hacia arriba. Alejamos el imán empleado de nuestro lugar de trabajo y nos aseguramos que ningún metal se encuentre cerca de la ensaladera. ¿Qué observamos? El corcho gira libremente hasta que la aguja se coloca en la posición norte-sur. Analicemos lo obtenido y determinemos los cuatro puntos cardinales. ATRAEMOS Y REPELEMOS AGUA Materiales: Ensaladera con agua.
Fósforos. Terrones de azúcar. Trozo de jabón. El azúcar y el jabón producen diferentes acciones cuando los ponemos en contacto con la superficie del agua. Colocamos varios fósforos sobre el agua y estos flotarán. Cuando el terrón de azúcar toca la superficie del agua, en el centro de la ensaladera, los fósforos se acercan a él. Esto no ocurre porque el azúcar tiene "propiedades magnéticas" (si las tuviera tampoco atraería a los fósforos ya que no son de metal). El azúcar es sumamente poroso y el agua entra en los espacios existentes. Como pudimos apreciar en el artículo anterior, el agua se mueve desde el lugar de mayor concentración (ensaladera con agua) al lugar de menor concentración (interior del terrón de azúcar). Ahora reemplazamos el terrón de azúcar por un pequeño trozo de jabón. Observamos un fenómeno inverso, los fósforos se alejan. El jabón "entrega" rápidamente sobre la superficie del agua una película "aceitosa" (jabonosa) que cambia (disminuye) la tensión superficial del agua. El movimiento de esta película (alejándose del jabón) arrastra en su movimiento a los fósforos. Hemos comprobado como dos diferentes tipos de fenómenos físico-químicos pueden transformarse en "combustible" para mover "cosas". EL DEDO MÁGICO Materiales: Una lata de metal con tapa hermética. Jarra con agua. Martillo. Clavo. Palangana. Con el martillo y el clavo hacemos un pequeño agujero en el centro de la parte inferior de la lata. También hacemos un agujero en el centro de la tapa. Tomamos la lata destapada, la sostenemos sobre la palangana y le agregamos agua. El agua "sale" por el agujero inferior de la lata.
Ahora llenamos totalmente la lata con agua y rápidamente le colocamos la tapa. Obturamos el agujero de la tapa con el dedo y... el agua "deja de salir". Corremos el dedo, el agujero de la tapa queda libre y el agua sale nuevamente. Tapamos y destapamos el agujero de la tapa y el agua "no sale" y "sale". ¿Qué está sucediendo? ¿Nuestro dedo es mágico? Muy sencilla es la explicación. Cuando el agua "sale" del interior de la lata el espacio (volumen) que ocupaba debe ser llenado por aire. Si tapamos el agujero de la tapa el aire no tiene por donde entrar al interior de la lata... y el agua no puede salir. EL MAR MUERTO Materiales: Un huevo fresco. Una jarra o vaso. Agua. Sal. Una cuchara. El agua líquida y el agua sólida (hielo) poseen las mismas moléculas pero las densidades son diferentes. El hielo puede flotar en agua líquida. También podemos aumentar la densidad del agua líquida, aumentando la posibilidad de flotación de ciertos materiales que colocamos en el agua. En el vaso o jarra con agua introducimos un huevo fresco. La densidad del agua líquida es menor que la densidad del huevo. El huevo fresco no flota en agua líquida. Podemos aumentar la densidad el agua con el agregado de sal. Mezclamos varias cucharadas con sal en el agua e introducimos nuevamente el huevo. Ahora el huevo flota ya que el agua salina tiene una densidad superior al agua sin sal. El agua del Mar Muerto (en la frontera entre Israel y Jordania) es un claro ejemplo de agua con una altísima proporción de sal en su interior. Nos podemos "sentar" en el Mar Muerto sin hundirnos... LIMPIANDO EL AGUA
Materiales: Jarra con agua. Vasos. Papel de filtro. Algodón. Gasas. Colador metálico de fideos.
Piedras muy pequeñas. Tierra. Arena. Azúcar. Existen filtros "purificadores" de agua. El agua puede tener "impurezas" que no atraviesan la superficie de algunos filtros y quedan retenidas. El agua si puede pasar entre los agujeros de esos filtros y es "purificada". Los filtros son separadores, no permiten que "pasen" los materiales que tienen un tamaño superior a los agujeros existentes en su composición. Tomamos agua y le agregamos unas piedras. Filtramos este agua por el filtro de papel, por el filtro de papel con algodón en su parte superior, por gasas y por el colador de fideos. Anotamos los resultados. ¿Cuáles filtros fueron efectivos y cuáles no para separar las piedras del agua? ¿El agua filtrada está, en cada caso, limpia o sucia? ¿Por qué? Trabajamos con agua con tierra, agua con arena, agua con azúcar. Luego comenzamos a agregar "los contaminantes" de a dos, luego de a tres. Podemos también combinar los filtros y colocar las gasas sobre el colador de fideos. Tomamos nota de todos los resultados. ¿Qué sucede con el agua con azúcar? ¿El azúcar "pasa" o "no pasa" por los filtros? ¿Puede darse el caso que una porción de azúcar "pase" y que otra "no pase"? ¿Por qué? Espero que disfruten realizando estas diez propuestas con sus alumnos. No olvide de "probar" los experimentos antes de mostrarlos a los chicos. Asegúrese que tiene todos los materiales de trabajo. Analice el ¿por qué? de los resultados. Disfrute enseñando ciencia. EXPLORANDO Caminos Proyectos Educativos Teléfono: Buenos Aires 4555-0436
e-mail:
[email protected] web site:explorandocaminos.com.ar
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