lunes, 15 de agosto de 2016

393 El extraño efecto Kaye

El sorprendente efecto es una propiedad de líquidos viscosos que fue descrito por primera vez en 1963 por el científico británico Arthur Kaye.

Para realizar nuestro experimento dejamos caer champú sobre una superficie plana desde una altura de unos 15 cm. Al principio parece que no sucede nada extraño pero de forma inesperada otro chorro de champú sale disparado desde la superficie y tiende a unirse al chorro descendente. El efecto dura poco tiempo pero se puede apreciar a simple vista.


Al caer el chorro de champú se acumula en la superficie formando una montañita. Y al derrumbarse dicha montañita sale disparado el chorro ascendente.


domingo, 7 de agosto de 2016

392 Jugando con la presión atmosférica

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico con tapón, agua y un globo.

En primer lugar tienes que hacer un pequeño agujero en el lateral de la botella cerca de la base. Luego llena la botella con agua y coloca el tapón.

Primera parte
Si quitamos el tapón de la botella el agua escapa por el agujero con una velocidad que depende de la altura del agua en el interior de la botella. Y si volvemos a colocar el tapón el agua deja de salir.

Segunda parte
Llena la botella con agua y coloca el tapón. Luego quita el tapón y coloca una globo en la boca de la botella. En este caso el agua sigue saliendo por el agujero durante unos segundos.

Explicación
Si dejamos la botella con el tapón puesto la presión atmosférica externa impide que salga el agua. Pero si quitamos el tapón la presión atmosférica que actúa sobre el agujero se compensa con la presión atmosférica sobre el líquido contenido en la botella y el agua sale impulsada por la presión hidrostática (la presión ejercida por la columna de agua sobre el agujero).

¿Qué sucede al sustituir el tapón de plástico por el globo? 
Al salir el agua por el agujero aumenta el volumen disponible para el aire atrapado en la botella y disminuye la presión. Para compensar, el globo se queda sin aire y se mete en la botella para disminuir el volumen disponible para el aire y mantener la presión interna. Finalmente la presión atmosférica externa impide la salida del agua por el agujero.

Si ahora tiramos del globo hacia arriba aumenta el volumen disponible para el aire atrapado en la botella, disminuye la presión, y para compensar entre aire por el agujero.

  

miércoles, 3 de agosto de 2016

391 Disolver un terrón de azúcar en agua.

¿Qué cantidad de agua se necesita para disolver completamente un terrón de azúcar?

La solubilidad es la máxima cantidad de una sustancia (soluto) que puede disolverse en un determinado medio (disolvente) a una temperatura determinada. Si en una disolución ya no se puede disolver más soluto se dice que está saturada.

El cloruro de sodio (la sal de mesa) y la sacarosa (el azúcar común) son dos sustancias solubles en agua pero el azúcar tiene una solubilidad mucho mayor. A 20 ºC la solubilidad en agua del azúcar es de 203´9 gramos en 100 ml de agua y la solubilidad del cloruro de sodio es de 35´9 gramos en 100 ml de agua. Por lo tanto, para disolver en agua un terrón de azúcar de 5 gramos necesitamos unos 2´5 ml de agua.

viernes, 15 de julio de 2016

390 Caída libre

Para realizar nuestro experimento necesitamos una moneda y un disco de papel de diámetro algo inferior al de la moneda.

Si soltamos desde la misma altura la moneda y el disco de papel la moneda que cae con mayor velocidad llegará en primer lugar al suelo. En la caída libre de un cuerpo actúan dos fuerzas: el peso (vertical y hacia abajo) y la fuerza de rozamiento aerodinámico (vertical y opuesta a la velocidad del cuerpo). La resistencia del aire es mayor en el disco de papel y se retrasa en la caída.

Es evidente que si colocamos el disco de papel debajo de la moneda y los soltamos llegarán al suelo al mismo tiempo. La moneda de metal arrastra al disco de papel en la caída.

Pero si ahora colocamos la moneda debajo del disco de papel y los soltamos también  llegarán al suelo al mismo tiempo. En la caída la moneda produce una corriente de aire descendente que arrastra al disco de papel y lo mantiene pegado a la moneda.


martes, 5 de julio de 2016

389 El diablillo de Descartes

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, un tubito pequeño de cristal (por ejemplo un frasco de muestra de perfume) y una probeta o un vaso de tubo.

En primer lugar llenamos de agua la probeta y luego echamos algo de agua en el tubito de cristal. Colocamos el tubito boca a bajo en la probeta procurando que quede flotando casi enteramente hundido. Si luego aplicamos la palma de la mano a la boca de la probeta y ejercemos presión el tubito se hundirá y al retirar la mano el tubito regresará a la superficie.


Explicación
Al colocar la palma de la mano sobre la boca de la probeta incrementamos la presión que, por el Principio de Pascal, se transmite por el agua a todos los puntos del fluido. El agua es incompresible pero el aire atrapado en el tubito si se puede comprimir. Por lo tanto, con el incremento de presión disminuye el volumen del aire atrapado en el tubito, entra más agua y aumenta el peso. Finalmente el tubito se hunde.


Si retiramos la palma de la mano disminuye la presión y el aire atrapado en el interior del tubito recupera su volumen original desalojando algo de agua del tubito. Ahora disminuye el peso y el tubito regresa a la superficie.


sábado, 25 de junio de 2016

388 Péndulo y colisiones.

Con un trozo de hilo, una bola de corcho o de plástico y un cáncamo podemos construir un péndulo. 
Necesitamos dos péndulos de igual longitud para estudiar las colisiones.

El primer péndulo (el proyectil) se eleva una cierta altura, se suelta y golpea al segundo péndulo (el blanco) que se encuentra en reposo en el punto más bajo. Si utilizamos bolas de corcho o de ping pong podemos suponer que se trata de una colisión elástica y que se conserva la energía cinética y la cantidad de movimiento (el producto de la masa por la velocidad).

Se pueden estudiar varios casos dependiendo de las masas de los dos péndulos:

1) Si las masas son iguales el primer péndulo queda en reposo y el segundo asciende alcanzando la misma altura que tenía inicialmente el proyectil.

2) Si la masa del proyectil es mayor que la del blanco las dos masas ascienden del mismo lado.

3) Si la masa del proyectil es menor que la del blanco el proyectil retrocede después de la colisión y el blanco asciende.

Al ser una colisión el resultado de fuerzas internas siempre se conserva la cantidad de movimiento pero la energía cinética suele disiparse parcialmente. En una colisión elástica se conserva la energía cinética y en una colisión inelástica se disipa parte de la energía.

Sustituyendo uno de los péndulos por una bolsa de arena tenemos un ejemplo de colisión inelástica. Después de la colisión el proyectil queda en reposo y la bolsa de arena apenas se mueve. Al colisionar el péndulo con la bolsa los granos de arena se mueven, chocan unos contra otros y disipan la energía por fricción. La energía cinética se transforma en calor por fricción.