Experimento # 28 : La coladera increíble

Si tenemos una botella sin tapa y con agua dentro, al voltearla hacia abajo ¿se puede detener la caída del agua, con tan sólo una coladera (colador)?

Parece imposible, puesto que el agua tendría que escapar por los orificios de la coladera; pero en el siguiente experimento, nuevamente la tensión superficial del agua nos ayudará a resolver este acertijo.





Dificultad: Experimento muy fácil.

Material: una botella de plástico, agua y coladera de metal o plástica.

¿Cómo hacerlo?

1.- Deposita el agua dentro de la botella, no sobrepasando 3/4 de la misma.

2.- Coloca la coladera encima y centrada en la boca de la botella, sujetando firmemente.

3.- Voltea rápidamente la botella, cuidando de no mover o sacudir ni la coladera ni la botella; para que permanezcan lo más vertical posible.

4.- Con cuidado, separa un poco la coladera de la boca de la botella y el agua caerá.

¿Por qué sucede?

• En cada pequeño orificio de la coladera y debido a la tensión superficial en las moléculas del agua, se forma una pequeña película en forma de curva (cóncava).

• Esta curva, ejerce una fuerza hacia arriba; lo cual le permite soportar el peso del agua que se encuentra por arriba del hueco; y de esta manera se detiene la caída del líquido.

¿Qué más puedo hacer?

• Cambia de líquido dentro de la botella: ahora utiliza alcohol o aceite. Observa los cambios en el experimento y compara cual líquido tiene mayor tensión superficial
  


• Cambia de botella por otras de distinta forma o altura del líquido; observa los cambios en el experimento
  


• Consulta el Experimento # 20 : La aguja flotante, para experimentar más de la tensión superficial.

• De la misma manera, Yakov Perelman indica que también es posible llevar agua en una criba. Checa la siguiente página:

http://www.librosmaravillosos.com/fisicarecreativa1/capitulo05.html#diez

Experimento # 27 : El reto del popote

Este es el reto: ¿puedes levantar una botella con un popote (*), sin tocar la botella con tus manos?

Dificultad: Experimento sencillo.

Material: 1 popote (*) , 1 botella de refresco (soda) de plástico, agua.

¿Cómo hacerlo?

1.- Llena la botella con un poco de agua, en nuestro video utilizamos agua con colorante vegetal para hacerlo más llamativo.

2.- Dobla un extremo del popote, en forma de gancho; e introdúcelo en la botella, de manera que el gancho permanezca al atravesar el cuello de la botella.

3.- Cuando sientas que el gancho se desdobla, sube el popote para que se detenga en los "hombros" de la botella.

4.- Jala un poco el popote hacia arriba, y si lo sientes seguro, ¡podrás elevar la botella!

NOTA:
A veces el popote resbala dentro de la botella y se desdobla, por lo que se recomienda:

* Usa una botella de plástico, porque una de vidrio podría romperse y hacerte daño,

* Realiza el experimento sobre una mesa o un lugar donde no haya problemas si llega a derramarse el agua,

* No levantes demasiado la botella.

Si practicas el experimento, no tendrás ningún problema para presentarlo con tus amig@s.

¿Porqué sucede?

• Si tomas un popote completo y lo tratas de doblar aplicando fuerza en sus extremos, esto será muy fácil.
  
• Si cortas un trozo pequeño de popote (unos 2 cms.) y tratas de hacer lo mismo, ¡es difícil! porque es rígido y la forma cilíndrica del popote anula toda la presión que le aplicas.
  
• En el experimento realizado, al apoyar una pequeña parte del popote (el gancho) entre los "hombros" de la botella; sucede que todo el peso de la botella descansa sobre ese pequeño cilindro formado. Y como éste es muy duro, no cede y se sostiene la botella.

La Estática es la rama de la Física que estudia el comportamiento de los cuerpos sometidos a la acción de diferentes fuerzas. En este caso:

• los cuerpos son: la botella y el popote
  
• las fuerzas: el peso de la botella y la rigídez (dureza) del popote

(*) ¿Qué es un popote?

(Del nahuatl popotl)

1. m. Paja semejante al bálago, aunque su caña es más corta y el color tira a dorado, usada en México para hacer escobas.

2. m. Méx. Pajilla para sorber líquidos.

Diccionario de la Lengua Española - Real Academia Española http://www.rae.es/

Experimento # 26 : El botecito mágico

Si tienes un bote con varios agujeros en su fondo, y le llenas de agua... con un sólo dedo ¿podrías impedir que el agua siga saliendo del bote?

¿Acaso hablamos de un bote mágico? Claro que no, porque conociendo un poco de física, esto será sencillo de realizar y podrás sorprender a tus amig@s

Dificultad: Experimento sencillo

Material:

• Un bote pequeño de plástico, con tapa que cierre herméticamente.

Por su tamaño y tapa adecuada, hemos seleccionado un bote que protege un rollo (película) fotográfico, observa las imágenes:

recipiente protector
del rollo


rollo fotográfico de 35mm

Sin embargo, puedes experimentar con otro tipo de botes o recipientes

• Un clavo pequeño
• Un martillo
• Agua

¿Cómo hacerlo?

1.- Toma el recipiente o bote de plástico y con ayuda del clavo y el martillo, perfora su fondo con varios orificios (agujeros). Ten cuidado. También perfora la tapa del bote, únicamente con un orificio en su centro.

2.- Si llenas tu bote con agua, verás que ésta saldrá por los agujeros.

3.- Vuelve a llenar tu recipiente al ras, después cierra rápidamente la tapa y coloca tu dedo índice justo encima del agujero de la tapa. Ahora el agua, deja de escapar por los orificios del fondo.

4.- Si levantas ligeramente tu dedo, puedes controlar la salida del agua a tu antojo.


¿Porqué sucede?

Mientras cubras el orificio de la tapa, la presión del aire que se encuentra debajo del bote soportará la columna de agua que se encuentra dentro del bote perforado, y no permitirá que escape.


¿Qué más puedo hacer?

Si quieres conocer un experimento parecido, consulta el "Experimento #17: La presión del aire"

Experimento # 23 : El desafío del equilibrio

Asombra a tus amigos con el siguiente experimento, y también aprenderás sobre el equilibrio de los objetos.

Dificultad: Experimento sencillo

Material:

• Una regla (de madera o metálica) de 30 cms.

• Un martillo, apenas un poco más largo que la regla.

• 24 cms. de cordel, cuerda, estambre o hilo resistente.

• Una mesa o mueble para sostener la estructura a elaborar.

¿Cómo hacerlo?

Antes de comenzar, cabe aclarar que todas las medidas se ajustan a los materiales descritos; y si alguno de ellos cambia su tamaño, deberán realizarse ajustes al experimento.

1.- Coloca la regla por encima y a lo largo del mango del martillo.

2.- Desliza la regla sobre el martillo, en sentido contrario a la cabeza del mismo; de tal forma que la regla quede "fuera" del mango aproximadamente 7 cms.

3.- Anuda los extremos del cordel, formando un lazo. Desliza la regla y el martillo dentro de la lazada, y deja el lazo en la marca de 18 cms. aproximadamente.

4.- Gira hacia arriba la regla, tomando y elevando el extremo de la regla que está mas cerca de la cabeza del martillo y apoyándote en el extremo del mango. Sube la regla, hasta que el cordel ya no te lo permita.

5.- Lentamente, sube toda la estructura elaborada; ya sea con tu mano o con uno de tus dedos extendidos; como puede verse en el video. Cuida que no se deslize más el martillo o el cordel; sino todo caerá y podría golpearte con fuerza.

6.- ¡Listo! ahora busca una mesa o mueble adecuado y cuidadosamente coloca el conjunto como se indica en la imagen; cuidando que la cabeza del martillo quede debajo.

En el video, sólo 1 cm. de la regla se apoyó sobre la mesa; y aún así se mantuvo el equilibrio.

¿Por qué sucede?

• El equilibrio de los objetos depende de la fuerza de gravedad, en especial de su centro de gravedad.

• El centro de gravedad, es el punto donde parece que se "concentra" todo el peso del objeto; y también es el punto sobre el cual el mismo objeto logrará su equilibrio.

Y ¿porqué no se cae el martillo?

• Cuando unimos la regla y el martillo como se indica en el experimento, el centro de gravedad de este conjunto está cerca de la cabeza del martillo; es decir en la parte más pesada.

• También podemos pensar, que como la cabeza del martillo es más pesada que el mango y la regla; el centro de gravedad está muy cerca de la cabeza del martillo; y debajo de la mesa.

• Así, la fuerza de gravedad se aplica sobre todo, en la parte del conjunto que está debajo de la mesa y no así en el extremo donde se enlaza la regla y el martillo.

Experimento # 22 : Para tí : una flor de papel

En este experimento veremos el fenómeno llamado "capilaridad" del agua

¡Parece una Flor de papel mágica! pero todo se debe a la acción capilar.

Dificultad: Experimento sencillo.

Material : Un recipiente con agua, Papel, Tijeras, Lápiz.

¿Cómo hacerlo?

• Dibuja y recorta una flor de 5 o 6 pétalos en el papel. Después, dobla con cuidado cada pétalo sobre el centro de la flor, porque aún sin agua, la flor se puede abrir.

• Coloca tu flor, cuando tú quieras, en un recipiente con agua y observa como empiezan a abrirse los pétalos con suavidad ¡como si la hubieras tocado con una varita mágica!

¿Por qué sucede?

1.- ¿Cómo es posible que una flor de papel tenga vida?

• Al mojarse el papel, el agua por la capilaridad, infla las minúsculas fibras que lo componen. Al inflar las fibras situadas en los pliegues o dobleces, éstas obligan a los pétalos a estirarse.

2.- ¿Qué es la capilaridad?

• Es un fenómeno físico que hace que el agua “trepe” o suba por las paredes, contra la fuerza de gravedad.

• El agua, en los tubos muy estrechos sube hacia arriba. Esta es la razón por la cuál las plantas son capaces de llevar el agua que toman con las raíces, hasta las hojas.

• Esto también se observa fácilmente en un vaso con agua: en el lugar donde el vaso entra en contacto con el líquido, el agua “sube” ligeramente y forma lo que se llama un menisco. Cuanto más estrecho sea el vaso, más sube el menisco.

¿Qué más puedo hacer?

Ahora intenta realizar este experimento, con diferentes tipos de papel (por ejemplo, papel albanene) y de distintos colores, y también agrega colorante a tu agua. ¡Verás cómo se sorprenderán tus amigos!

Experimento # 20 : La aguja flotante

¿Se puede hacer que una aguja de acero flote en el agua lo mismo que un palillo de madera?

Parece imposible, ya que aunque la aguja es pequeña, debería hundirse en el agua; pero en el siguiente experimento y gracias a la tensión superficial del agua, veremos lo contrario.

Dificultad: Experimento sencillo, requiere ayuda y/o supervisión de un adulto

Material: 2 agujas delgadas de coser, 1 copa o vaso con agua, y un cuadrito de papel higiénico o de pañuelo desechable.

¿Cómo hacerlo?

1.- Recorta el cuadro de papel higiénico o pañuelo descartable, formando una tira de papel un poco más grande que la aguja. NO DESPERDICIES EL PAPEL.

2.- Toma una de las agujas y con mucho CUIDADO, frota tus dedos en ella; para que la aguja se recubra de una fina capa de grasa

PRECAUCIÓN: maneja las agujas con cuidado,
sino podrías dañarte seriamente

3.- Coloca la aguja encima de la tira de papel, y desde sus extremos dóblalo un poco en forma de "cuna" o "barca"; y suéltala suave y rápidamente en el agua del vaso o copa.

4.- Verás que poco a poco se hunde el papel, y para apurar esto, con la otra aguja "pica" los extremos del papel y así se hundirá más rápido; dejando la aguja en flotación.

5.- Con la otra aguja, "pica" el agua en la zona cercana a los extremos de la aguja flotante y verás cómo la aguja se impulsa y choca con las paredes del vaso o copa.


¿Por qué sucede?

• La aguja es mucho más pesada que el agua, pero no se hunde porque debajo de ella se ha formado un hueco (o valle o "colchón") que la sostiene.

• Este hueco se forma debido a que la aguja está recubierta de la grasa de nuestros dedos , y así el agua no puede mojar a la aguja; entonces el agua se ha "curvado" alrededor de la misma, aplicando una fuerza hacia arriba que se opone a que la aguja se hunda.

• 

• Este mismo principio es utilizado por algunos insectos, para sostenerse sobre el agua sin hundirse.

¿Qué más puedo hacer?

¡Sorprende a tus amig@s!

• Prueba el mismo experimento, pero SIN ENGRASAR antes la aguja. Esto sí se puede hacer, teniendo mucho mayor cuidado en la forma de colocar la aguja y el papel en el agua.

• ¿Puedes hacer flotar algo más grande que una aguja? prueba y cuentános tus experiencias.

• Juega a las "Carreras de agujas flotantes" con tus amig@s, usando una aguja flotante para c/u de ell@s, dentro de una bandeja o tina de agua más larga. ¡Pierde el que hunda la aguja del compañero! Has tus propias reglas del juego. Prueba y cuentános tus experiencias.

Experimento # 19 : La Sal y el Hielo

¿Alguna vez te has preguntado que sucede al mezclar la sal con el hielo? pues que la sal derrite o funde al hielo, debido a un fenómeno físico. Esto lo podemos aprovechar en el siguiente experimento:

Dificultad: Experimento sencillo

Material: un vaso o copa transparente, hilo para coser, agua y un cubito de hielo.


¿Cómo hacerlo?

1.- Llena de agua el vaso o copa,
2.- Coloca dentro el cubo de hielo,
3.- Coloca el hilo por encima del hielo,
4.- Agrega un poco de sal (no mucha) justo encima de la zona donde el hilo y el cubo están unidos,
5.- Espera unos minutos y tira del hilo suavemente, y si lo sientes seguro, jala y eleva el cubito de hielo


¿Por qué sucede?

1.- La sal baja el punto de congelación del agua. En otras palabras: el agua normal se congela a 0° centígrados; pero el agua salada se congela a una temperatura más baja.

2.- El hielo se derrite cuando está en contacto con la sal.

3.- Lo anterior, permite que el hilo se encaje en el "charquito" que se forma en la superficie del cubo de hielo.

4.- Conforme la sal se diluye, el charquito se vuelve a congelar y atrapa nuevamente al hilo.


¿ Ahora comprendes porqué en muchos lugares del mundo, la sal es utilizada para "limpiar" la nieve depositada en calles, caminos, carreteras, pistas de aterrizaje, etc. ?

¡Saludos desde México!

Experimento # 18 : Un papel periódico más fuerte que tú

En este experimento, nuevamente observamos que la presión atmosférica interviene para que el papel periódico sea más fuerte de lo que te imaginas.

Dificultad: Experimento sencillo

Material: un papel periódico (no muy maltratado) y dos reglas metálicas.


¿Cómo hacerlo?

1.- Coloca la regla sobre la mesa, de modo que una parte de ella sobresalga del borde y sin caerse.

2.- Extende el periódico en la mesa, cubriendo con él la regla y alisa cuidadosamente los pliegues para no dejar que entre aire debajo.

3.- Toma la otra regla y da un golpe fuerte sobre la parte de la regla que sobresale. ¡Dale con todas tus fuerzas! Ten cuidado, ¡la regla puede romperse o dañarse, antes de mover la regla en la mesa!

¿Por qué sucede?

Para explicar lo sucedido, quién mejor que el notable Yakov Perelman; a través de lo que escribió en su famoso libro "Problemas y Experimentos Recreativos":

"... Sobre el periódico presiona el aire y ... con no poca fuerza: cada centímetro cuadrado de la hoja de periódico es apretado por él con la fuerza de un kilogramo. Cuando se golpea el extremo de la regla que sobresale, ésta presiona con su otro extremo, desde abajo, sobre el papel y el periódico debe levantarse. Si esto se hace despacio, debajo del periódico, que empieza a levantarse, tiene tiempo de entrar aire desde fuera, el cual, con su presión, equilibra la que sufre el periódico por arriba. Pero tu golpe fue tan rápido, que el aire no tuvo tiempo de penetrar debajo del periódico: el borde de la hoja de papel aún estaba en contacto con la mesa, cuando su parte central ya era empujada hacia arriba. Por esto tuviste que levantar no sólo el periódico, sino también el aire que presionaba sobre él. En resumidas cuentas: hubieras tenido que levantar con la regla un peso aproximado igual a tantos kilogramos como centímetros cuadrados tiene la parte del periódico a levantar. Si ésta fuera una parte del papel de sólo 16 centímetros cuadrados -un cuadradito de 4 centímetros de lado-, la presión del aire sobre él sería de 16 kilogramos. Pero la parte del papel que había que levantar era considerablemente mayor, por lo tanto, el peso a levantar era grande, quizá de medio ciento de kilogramos. La regla no aguantó este peso y se rompió."

¿Qué más puedo hacer?

• En lugar de golpear con la regla metálica, hazlo con una vieja regla de madera o de plástico; incluso un palo de madera... ¡y verás que se rompe antes de que puedas tirar la regla de la mesa!
  

PRECAUCIÓN:
no golpees demasiado fuerte; porque al romperse la regla o palo,
podrías dañarte seriamente, o a alguien cercano.

• En lugar de golpear con la regla metálica, hazlo con tu propio puño (como se indica en la figura)... ¡y sentirás la fuerza del papel periódico!

PRECAUCIÓN:
no golpees con la mano abierta, ni demasiado fuerte;
porque podrías dañarte seriamente.

¿Dónde puedo saber más?

Para conocer más obras de Perelman, en versiones electrónicas completas, visita la página: http://www.librosmaravillosos.com

Experimento # 17 : La presión del aire

El aire que nos rodea, genera una tremenda presión uniforme sobre todos los objetos; y se le denomina presión atmosférica.

En el siguiente experimento, podrás observar que la presión del aire es muchísimo más fuerte de lo que te imaginas.

Dificultad: Experimento sencillo

Material: necesitas un vaso casi lleno de agua, otro vaso lleno a la mitad de agua, y una pequeña lámina lisa (sin arrugas) de plástico rígido; te recomiendo la tapa de un CD.

PRECAUCIÓN:

Realiza este experimento en el exterior de tu casa, porque podrías derramar mucha agua y ¡arruinar papeles y objetos importantes!

No hagas este experimento CERCA de aparatos eléctricos o tomas de energía eléctrica.

¿Cómo hacerlo?

1.- Llena de agua un vaso, hasta el borde,
2.- Coloca la tapa del CD encima de la boca del vaso,
3.- Con una mano toma firmemente el vaso y con tu otra mano, sujeta muy bien la tapa,
4.- Voltea rápidamente el vaso junto con la tapa y después, suelta la tapa.


¿Por qué sucede?

• La lámina de plástico se mantiene en su lugar, debido a que la PRESIÓN del aire la empuja fuertemente hacia arriba; y así el agua no puede escapar del vaso.

• La presión del aire es mayor que el peso del agua, que empuja hacia abajo sobre la lámina. Mientras no haya muchas burbujas de aire en el vaso, la lámina se mantendrá en su lugar; sin que se derrame el agua.

¿Qué más puedo hacer?

¿Quieres sorprender a tus amigos y amigas?

• Cambia la lámina de plástico, y repite el experimento con una cartulina o un pedazo de hoja de papel simple.

• CUIDA que el papel o cartulina NO se mojen demasiado, si no el agua escapará del vaso y mojarás todo a tu alrededor.

Experimento # 16 : Parece magia... pero, ¡ es la inercia !

La inercia es la resistencia de un objeto, para oponerse a un cambio en su movimiento.

Por ejemplo, cuando un auto está totalmente inmóvil, tiene un valor de inercia y se necesita una fuerza específica para vencerla y así moverlo.










Y después, cuando ya se mueve el auto, se necesitará una mayor fuerza para vencer su nuevo valor de inercia y así detenerlo. Entonces:

"Cuanto más pesado sea un objeto, mayor fuerza y más tiempo
se necesita para cambiar su movimiento"

En el siguiente experimento veremos este concepto:

Dificultad: Experimento sencillo.

Material: necesitas una tira de papel periódico, un vaso (mejor de plástico), una moneda y una regla rígida.


¿Cómo hacerlo?

1.- Coloca la tira de papel sobre el borde del vaso, y encima coloca la moneda en equilibrio,
2.- Levanta el otro extremo de la tira, hasta ponerlo horizontal y sin mover la moneda,
3.- Después con la regla, golpea fuerte y rápidamente al papel.


¿Por qué sucede?

• El papel es más ligero (menos pesado) que la moneda, y se necesitará una fuerza pequeña para moverlo.

• Cuando golpeamos con fuerza a la tira, ésta se desliza rápidamente y la moneda permanecerá en su lugar; guardando el equilibrio en el borde del vaso.

• Como la aplicación de la fuerza duró muy poco tiempo, no alcanzó lo suficiente para "vencer" la inercia de la moneda, y por eso permanece inmóvil y sin caer.

Esto mismo sucede, cuando un mago sujeta el borde de un mantel, en una mesa llena de platos, cucharas, copas, etc.; y tira de él con mucha fuerza, logrando separar el mantel sin romper un solo objeto.


¿Qué más puedo hacer?

Sorprende aún más a tus amigos, y mejora el truco "de magia":

En lugar de utilizar una moneda, ahora coloca una pila de 3 o 4 monedas encima de la tira de papel... e ¡ intenta de nuevo el truco ! Necesitarás una mayor fuerza y rapidez para tener éxito.