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Manual de experimentos para CONACIENCIA | CONALEP
En mi paso en el área de Divulgación Científica tuve la oportunidad de realizar un manual de
experimentos con el objetivo de que los jóvenes y niños puedan realizar actividades
experimentales con ingredientes que tenemos muy común en nuestros hogares.
LA TRAMPA
Se debe de hablar de manera breve del reino animal, llevando a los visitantes a reflexionar acerca
de las características de algunos insectos, por ejemplo, preguntar a los visitantes si
pueden trepar por las paredes, pueden volar, pueden hacer telarañas, etc., llevando la
reflexión a que pasa con las arañas, y mencionar que algunas pueden hacer estas
cosas, cerrar esta parte con la siguiente pregunta: ¿las arañas se quedan pegadas en la
telaraña que tejen?¿Por qué pasa e sto?
Material necesario
o Cinta adhesiva transparente
o Regla
o Hoja de cartulina negra
o Lápiz de goma
o Aceite de cocina
o Cartulina de color obscuro
o Tijeras
Procedimiento
Corta una tira de cinta adhesiva de 10 a 15 centímetros. Pégala en la cartulina. Repite el
procedimiento con otras tres cintas y ve formando dos cruces una encima de la otra.
Con tu dedo índice recorre cada tira de cinta pegada sobre la cartulina. Observa que le sucede
a tu dedo.
Corta una quinta tira de cinta adhesiva del mismo largo que las primeras y colócala sobre las
demás, pero con el lado pegajoso hacia arriba. Dobla los extremos de esta cinta hacia
abajo para pegarlos sobre la cartulina.
Con la goma de tu lápiz golpea ligeramente a lo largo de la cinta pegajosa. Observa que le pasa
a la goma.
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Observa lo que ocurre
Entonces ya sabes que las telarañas están hechas de hilos pegajosos y otros no pegajosos. Las
partes de la telaraña de hilos no pegajosos son similares a los ejes de una rueda. Las
primeras cuatro tiras de la cinta adhesiva de tu modelo representan los hilos que dan
sostén tu telaraña. Tu dedo representa una pata de la telaraña. Las arañas no quedan
pegadas a la telaraña si caminan a lo largo de los hilos de sostén de su telaraña. Los hilos
tejidos en espiral sobre los ejes de la telaraña están cubiertos con una sustancia
pegajosa, al igual que la quinta tira adhesiva. Cuando un insecto llega volando a la
telaraña, su patas, del mismo modo que la goma de tu lápiz, queda atrapada en los hilos
pegajosos.
Aunque caminen sobre hilos pegajosos, es muy raro que las arañas queden pegadas en su
telaraña, ya que tienen grasa en sus patas. Moja tu dedo índice con aceite y toca la cinta
pegajosa del experimento anterior. Tu dedo no queda pegado.
Las arañas del mismo tipo construyen telarañas iguales.
PULMONES
En este experimento se puede hablar de las partes del cuerpo humano y de cómo funcionan los
órganos, en este caso, de los pulmones y si alguien tiene una inquietud sobre
cómo funcionan otras partes del cuerpo humano.
Material necesario
o Botella de refresco de plástico
o Ligas
o Globo
o Curita
o Bolsa de plástico
Procedimiento
Recorta la base de la botella. Pon el globo dentro de la botella y ajusta la boca del globo sobre la
boca de la botella. El globo representa los pulmones. Coloca una bolsa de plástico.
Voltea la botella. Coloca la bolsa de plástico sobre la base recortada de la botella.
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Estira los bordes del plástico alrededor de la botella y sujetarlos a la liga. El plástico
representa el diafragma.
Con la mano, sostén la botella boca arriba y, con la otra, jala con suavidad hacia abajo la bolsa.
Observa como se llena el globo cuando jalas el diafragma hacia abajo. Ahora empuja el plástico
hacia arriba y observa como el globo se desinfla.
Observa lo que ocurre
Ahora ya sabes que en tu pecho tienes dos bolsas llamadas pulmones que se llenan de aire
cuando inhalas. Y cuando exhalas, el aire sale de tus pulmones. Tu pecho es como un
cuarto que tiene un musculo por piso. Este musculo se llama diafragma. Tus pulmones
ocupan la mayor parte del cuarto. Cuando el diafragma sube el cuarto se achica y el
aire tiene que salir de tus pulmones. Cuando el diafragma baja, el cuarto se hace más
grande y el aire entra en tus pulmones.
EL LUDIÓN O DIABLILLO DE DESCARTES
Un poco de historia. En su versión original fue obra de Descartes. El nombre “Ludión” se debe a
que su propósito era eminentemente lúdico. En una botella llena de agua, se
encontraba sumergido un diablillo que se movía según se presionase más o menos.
Material necesario
o Botella de plástico transparente de aproximadamente 1.5 litros. Si es posible con tapón
de rosca.
o Frasco de muestra de perfume de 4 mililitros, de preferencia de color ámbar. O
o Popote
o Clips o balines que se puedan introducir en el interior del popote
Procedimiento
Tapa un lado del popote con plastilina y del otro pon varios clips, para darle peso. Se llena la
botella con agua. Se pone el material denso en el interior del bolígrafo, de tal manera
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que quede flotando, prácticamente sumergido, una vez tapado el agujero superior. El
agujero interior no debe quedar completamente tapado. Se cierra la botella.
Cuando se presiona la botella lo suficiente, se observa como el bolígrafo desciende hacia el
fondo. Al disminuir la presión ejercida, el popote asciende de nuevo.
Observa lo que ocurre
Al presionar la botella se puede observar como disminuye el volumen de aire contenido en el
interior del popote. Al dejar de presionar, el aire recupera su volumen original. Esto es
consecuencia del principio de Pascal: un aumento de presión en un punto cualquiera
de un fluido encerrado se transmite a todos los puntos del mismo.
Antes de presionar la botella, el popote flota debido a que su peso queda contrarrestado por
la fuerza de empuje ejercida por el agua. La disminución del volumen del aire en el
interior del popote, lleva consigo una reducción de la fuerza de empuje ejercida por el
agua. Esto es una consecuencia del principio de Arquímedes (todo cuerpo parcial o
totalmente sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascendente que es
igual al peso del fluido desalojado).
PRESIÓN INCREÍBLE
Material necesario
o Un vaso
o Agua
o Un cuadrado de cartulina
Procedimiento
Llene un vaso de agua hasta el borde. Coloque una cartulina en la superficie sin que queden
burbujas de aire. Ahora gire el vaso sobre el lavatorio, sosteniendo firmemente la
cartulina. Quite su mano de la cartulina y observe.
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Observa lo que ocurre
Lo que mantiene la cartulina en su ligar es la presión de aire que empuja hacia arriba. La presión
del aire es mayor que el peso del agua hacia abajo sobre la cartulina. Mientras que la
cartulina no se humedezca y no haya muchas burbujas de aire en el vaso, se
mantendrá en su lugar.
¿CUÁNTOS ALFILERES CABEN?
Material necesario
o Una copa
o Agua
o Una caja de alfileres
Procedimiento
Llena la copa con agua hasta el borde. Estima cuantos alfileres crees que puedas meter en la
copa sin que se riegue el agua. Ahora mete alfileres de uno en uno. Para de cuando en
cuando y ajuste su estimación. ¿Cuántos alfileres cree que caben?
Observa lo que ocurre
Los vidrios, por haber sido manipulados, generalmente conservan una cantidad de grasa en los
bordes. Esta grasa repele el agua. Como consecuencia, el agua que desalojan los
alfileres, en vez de desbordarse, forma una prominencia (menisco) en la superficie.
MIENTRAS MÁS NOS ACERCAMOS, MAS RÁPIDO VAMOS
Los planetas no están siempre a la misma distancia del sol. ¿Giran siempre a la misma velocidad?
Material necesario
o Un cordel de 50 centímetros
o Una goma para borrar
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Procedimiento
Amarra el cordel a la goma de borrar. Haz girar la goma de borrar de manera que el cordel se
enrolle alrededor de tu dedo. Seguramente, lanza la goma de borrar para desenrollar
el cordel. A medida que la goma de borrar se aleja del dedo, ¿se acelera o reduce
la velocidad?
Observa lo que ocurre
La goma de borrar acelera cuando se acerca al dedo y reduce su velocidad cuando se aleja de él.
A medida que la goma de borrar se acerca al dedo, la longitud de los círculos que describe el
cordel se reduce; en un momento del recorrido, no quedan sino 25 centímetros de
cordel, la mitad de la longitud que tenía a su partida. Va tan rápido como al principio y
da dos vueltas pequeñas en vez de una grande; se puede decir que recorriendo la
misma distancia en el mismo tiempo, la goma de borrar gira más rápido al comienzo que
al final. La disminución observada, es causada por el alargamiento del cordel y, en
consecuencia, por la ampliación de los círculos que recorre.
Siguiendo su órbita, “su trayectoria alrededor del sol”, los planetas aceleran cuando se
aproximan a él, y disminuyen la velocidad cuando se alejan. El astrónomo alemán Kepler
fue el primero en hacer esta observación a principios del siglo XVII.
ONDAS QUE VIAJAN EN EL AGUA
Te habrás fijado que al tirar piedras en un estanque o lago se forman círculos que crecen a
partir del mismo centro (concéntrico), se trata de ondas que viajan. En el siguiente
experimento aprenderemos un poco más sobre cómo se forman las ondas y la forma
que adquieren. Presta atención al momento en que dos ondas pasen al mismo tiempo
por un lugar, ya que a esto se le conoce como interferencia.
Material necesario
o Recipiente con agua
o Popotes
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Procedimiento
Primero utilizaremos un popote: coloca uno de sus extremos en tu boca y el otro extremo en la
superficie del agua; ahora sopla suavemente a través de él. Para que el ejercicio funcione
mejor el popote solo debe rozar la superficie del agua.
Observa lo que ocurre
Al soplar por el popote se forman ondas, las cuales viajan por todo el recipiente. La fuerza del
soplido modifica la forma y la amplitud de las ondas. Si colocas el popote perpendicular
a la superficie los círculos serán concéntricos.
¿Dónde está la interferencia?
La forma circular de las ondas en el agua se modifica cuando las ondas rebotan en la orilla del
recipiente y se regresan hacia el centro. Estas ondas, al chocar con las que siguen
saliendo de la punta del popote se sobreponen, entonces ocurre que dos ondas
pasaran por un mismo lugar al mismo tiempo; en ese momento ocurre la interferencia.
Cuando las crestas de dos ondas se encuentran entre ellas sus amplitudes se suman,
produciendo una anda aun más grande; mientras que si se encuentran una cresta con
un valle, la amplitud de la onda resultante disminuye.
Variante con dos popotes
Para hacer más notoria la interferencia vamos a modificar ligeramente el experimento. Ahora
utilizaremos dos popotes.
Procedimiento
Coloca una punta de cada popote en tu boca y ábrelos en forma de “V”; pon el extremo de cada
popote sobre la superficie del agua. Ahora sopla suavemente a través de ellos.
Observa lo que ocurre
A partir de la punta de cada popote se forman dos conjuntos de círculos concéntricos.
Después de unos segundos, los círculos al crecer se sobrepondrán y comenzaran a
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interferir entr e sí. Este conjunto de ondas al sumarse, forman en la superficie del agua
una figura que se conoce como “patrón de interferencia”.
Los tsunamis o maremotos
Son olas muy grandes que pueden ser generadas por un sismo, un volcán, una avalancha en el
fondo marino, o la caída de un meteorito. La diferencia de una ola playera y un tsunami,
además de su tamaño, es que la primera solo mueve las partículas cerca de la
superficie, mientras que en la segunda, la onda abarca todo el cuerpo del agua,
hasta el piso oceánico.
CROMATOGRAFÍA. ¿QUÉ HAY EN UNA TINTA?
Los biólogos, médicos y químicos necesitan con frecuencia separar los componentes de una
mezcla como paso previo a su identificación.
La cromatografía es una técnica de separación de sustancias que se basa en las diferentes
velocidades con que se mueve cada una de ellas a través de un medio poroso
arrastradas por un disolvente en movimiento.
Vamos a utilizar esta técnica para separar los pigmentos utilizados en una tinta comercial.
Material necesario
o Una tinta de papel poroso (papel de filtro para cafetera)
o Marcador para pintaron de distintos colores
o Un vaso
o Un poco de alcohol
Procedimiento
Recorta una tira de papel poroso que tenga unos 4 centímetros de ancho y que sea un poco
más larga que la altura del vaso. Enrolla un extremo en un bolígrafo (puedes ayudarte de
cinta adhesiva) de tal manera que el otro extremo llegue al fondo del vaso. Dibuja una
mancha con un rotulador negro en el extremo libre de la tira, a unos 2 centímetros
del borde. Procura que sea intensa y que no ocupe mucho espacio en el papel. Hecha en
el fondo del vaso alcohol, hasta una altura de 1 centímetro aproximadamente. Sitúa la
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tira dentro del vaso de tal manera que el extremo quede sumergido en el alcohol pero la
mancha que has hecho sobre ella quede fuera de él.
Observa lo que ocurre
A medida que el alcohol va ascendiendo a lo largo de la tira, arrastra con él los diversos
pigmentos que contiene la mancha de tinta. Como no todos son arrastrados con la
misma velocidad, al transcurrir unos momentos, se ven franjas de colores.
FORMANDO NUBES
¿Cómo se forma una nube? Recordemos el ciclo del agua: Evaporación, Condensación y
Precipitación.
Las nubes se forman por el enfriamiento del aire, es decir; para que una nube se forme es
necesario que se presenten dos condiciones: Temperatura y presión bajas. Indaguemos
en esto, ¿Cómo es la temperatura en la parte superior de la atmosfera? Sabemos que a
esa altura hay una menor presión atmosférica y si hay menor presión, hay menor
fricción entre las moléculas del aire y por ende, la temperatura es menor.
Material necesario
o Botella de refresco grande
o Bomba de aire
o Corcho de caucho
o Válvula de aire
o Un poco de alcohol
Procedimiento
Vertimos un poco de alcohol dentro de la botella, con el corcho tapamos la botella,
conectamos la bomba a la botella a través de la válvula, pedimos a uno de los asistentes
que nos apoye a introducir aire dentro de la botella, mientras el expositor detiene la
botella. Llega un punto en que la introducción de aire se vuelve más pesada, en ese
momento se le pide que deje de bombear el aire.
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Observa lo que ocurre
Dentro de la botella se genera una presión alta, ya que el aire se está acumulando, mismo que
se comienza a comprimir, lo que provoca que la presión del aire dentro de la botella
aumente considerablemente. Otro fenómeno que está ocurriendo es que las
moléculas de aire están friccionando gracias a presión que tenemos dentro de la botella,
lo que provoca que la energía cinética de las moléculas aumente, lo que provoca un
aumento de temperatura dentro de la botella.
En ese momento, dentro de la botella tenemos; presión y temperatura alta. Condiciones
contrarias requeridas para la generación de una nube.
El paso final es quitar el corcho, veremos instantáneamente dentro de la botella se forma
una intensa niebla, ahora si tapamos nuevamente la botella con el corcho,
conectamos la bomba e introducimos aire de nuevo, veremos como la nube comienza
a desvanecerse, hasta quedar completamente disuelta.
Explicación
Dentro de la botella tenemos presión y temperatura alta, para que la nube se forme
requerimos lo contrario es decir; presión y temperatura baja.
Cuando quitamos el corcho, inmediatamente la presión baja, ya que sale al aire libre, y por ende
la temperatura baja, estas condiciones provocan que el liquido que esta dentro de
la botella se evapore, es decir; pase el liquido al vapor… es decir una nube. Cuando
volvemos a introducir aire a la botella con la nube, el vapor se condensa, es decir se
refresca el aire y el vapor se convierte en liquido.
HIDROCOHETE
Material necesario
o Botella de refresco grande
o Bomba de aire
o Corcho de caucho
o Válvula de aire
o Agua
o Base
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Procedimiento
Prueba 1 Tapar la botella con el corcho, colocar bocabajo la botella en la base y conectar
la bomba a la botella a través de la válvula. Introducir aire a la botella…
después de varios segundos… veremos como la botella sale disparada, pero a
una distancia muy corta.
Prueba 2 Verter lo equivalente a una taza de agua en la botella, mismo procedimiento que
en la prueba 1. Comenzar a introducir el aire a la botella… después de varios
segundos… veremos como la botella sale disparada, pero en esta ocasión a una
distancia mucho mayor que la prueba 1.
¿Por qué?
Analicemos todas las variables, cuando introducimos aire a la botella generamos un efecto de
presión alta, ya que el aire que ya tiene la botella, mas el aire que estamos introduciendo
genera que dentro de la botella las moléculas de aire se comiencen a comprimir,
generando así una presión muy alta dentro de la botella, ahora bien, llega un momento
en la presión es tan grande que el corcho (parte más frágil por donde podría salir el
aire), no soporta la presión generada y el aire tiende a salir. Lo que provoca que la
botella salga disparada.
En la prueba 2, es el mismo procedimiento solo que aquí la variante es el agua, la presión es
grande dentro de la botella, el aire tiende a salir, en este caso el aire se encuentra con
el agua, y lo que ocurre es que el aire empuja al agua y el agua empuja a su vez a la
botella, es decir; el agua impulsa a la botella, por eso sale disparada con mayor fuerza.
En la prueba 1, como no tenemos agua, no hay impulso y no tiene una mayor altura.
¿Por qué la botella vuelve a caer?
Dentro de la botella tenemos presión muy alta, en comparación con la presión que hay fuera
de la botella, la botella sale disparada y cuando la presión de adentro se estabiliza
con la presión de afuera, por acción de la gravedad, la botella cae.
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MÁS LIVIANO QUE AIRE: CUÁNTO PESA EL AIRE
Material necesario
o Un palo delgado, de unos 60 centímetros de largo
o 2 globos de la misma forma y tamaño
o 3 piezas de cuerda, de unos 30 centímetros de largo cada uno
o 1 alfiler
Procedimiento
Anuda fuerte el extremo de una cuerda en el centro del palo. Por el otro extremo levanta el palo
hasta que quede perfectamente nivelado. Llena un globo de aire y haz un nudo en el
cuello con la otra cuerda. Infla el segundo globo hasta que tenga el mismo tamaño al
primero y cierra el cuello con la tercera cuerda.
Anuda los globos uno en cada extremo del palo. Desliza las cuerdas a lo largo del palo hasta que
el palo este exactamente nivelado otra vez. Ahora pincha un globo con el alfiler y
observa lo que pasa. Ahora revienta el otro globo y tu balanza se nivelara otra vez.
Observa lo que ocurre
Cuando tú explotas un globo, sale todo el aire que contenía. El otro globo, aun lleno de aire,
pesa más que el vacio, y por eso tu “balanza” se inclina hacia el globo inflado. Por eso,
si pesas una botella llena de un litro de aire y luego vacías todo el aire y la vuelves a
pesar de nuevo, la botella con aire pesaría un gramo más que la botella sin aire.
LA VELA QUE HACE SUBIR EL AGUA
La combustión se da en presencia del aire, más específicamente de oxigeno.
Material necesario
o Vela
o Vaso transparente
o Tres monedas
o Plato hondo con agua
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Procedimiento
Pega la vela con su misma cera en el centro del plato. Al plato ponle agua, más o menos
tres centímetros de alto, y acomodar las monedas sobre las que apoyaras el vaso.
Prende la vela y pon el vaso boca abajo, sobre las monedas, cubriéndola, cuidando que
pueda pasar el agua dentro del vaso.
Observa lo que ocurre
La vela se apaga en cuanto se termina el oxigeno. Durante la combustión, se consume el oxigeno
y se desprende carbón de la vela formando dióxido de carbono. Una vez que se enfría,
el aire con dióxido de carbono estará a una presión menor, por lo que el agua fluye
hacia esa zona.
Vientos, corrientes marinas
Hay muchos factores que influyen en el movimiento de los fluidos (como agua y el aire), entre
estos factores están los cambios en la temperatura y la presión. Los fluidos
calientes tienden a subir y a desplazar a los fluidos fríos los cuales tienen a bajar. El aire se
desplaza de las áreas de mayor a menor presión formándose de esta manera los
vientos y las corrientes marinas.
MÁNDALOS A VOLAR
Los objetos pesados a veces caen primero que los ligeros, ¿Por qué a veces?
Material necesario
o Libro
o Hoja de papel
Procedimiento
Sujeta los dos objetos planos, el libro y la hoja, y déjalos caer al mismo tiempo. Enseguida, pon la
hoja encima del libro.
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¿Qué paso?
Observaras que el libro cae mucho más rápido que la hoja, pero cuando la hoja esta encima del
libro caen al mismo tiempo. Nada puede fallar en un experimento tan sencillo.
Explicarlo
En el primer intento, el libro es más pesado y vence la resistencia del aire mientras que la hoja
será sostenida por esta. En el segundo intento le abre el camino a la hoja y por lo
tanto caen juntos.
Ley de gravedad contra la resistencia del aire
Hay dos factores que afectan la caída de los cuerpos. Uno de ellos, el más importante, es la
gravedad. El otro es la resistencia del aire, la cual depende de:
o La velocidad (cuanto más rápido se mueve un objeto en el aire, mayor la resistencia)
o La forma del objeto (mientras mayor sea la superficie, mas impedirá el paso del aire
que desplaza aumentando la resistencia)
o El contraste de densidades entre el aire y el objeto (si este es muy ligero se
suspenderá en el aire)
La gravedad afecta a todos los cuerpos que se encuentran en la tierra e incluso a objetos que
se encuentran fuera de ella. El ejemplo más simple, es cuando pasa un meteorito cerca de
la influencia de la gravedad terrestre, este será atraído hacia ella.
BAJO EL AGUA Y SIN MOJARSE
El aire siempre trata de escapar hacia arriba mientras que el agua fluye hacia abajo.
Material necesario
o Cubeta o un vaso grande con agua
o Vaso pequeño
o Pedazo de papel
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Procedimiento
o Mete el pedazo de papel en el vaso pequeño arrugándolo y apretándolo en el fondo.
o Sumerge el vaso (con el papel) boca abajo dentro de la cubeta hasta que
quede completamente sumergido en el agua.
o Saca el vaso del agua.
Lo que puede fallar
El papel debe salir completamente seco. Si el vaso no entra de manera vertical al agua, el aire
podrá salir del vaso y el agua mojara el papel. El vaso se puede voltear fácilmente si no se
sujeta firmemente.
Explicarlo
El aire que está dentro del vaso se sumerge en el agua junto con el papel, el aire intenta salir por
arriba pero la base del vaso pequeño se lo impide. El aire se comprime contra el fondo
del vaso e impide que el agua suba y moje el papel. La presión adentro de un líquido
actúa con la misma intensidad en todas las direcciones, el aire asciende porque al ser
mucho más ligero que el agua toma el camino hacia donde el tamaño de la columna
de agua es menor, es decir hacia arriba.
El lugar que ocupe un material solido, líquido o gaseoso dentro de un fluido depende de un
balance de fuerzas. Imagina una pelota que la empujas al fondo de una alberca. Sabes
que la pelota tiene peso porque es atraído a la tierra, “cae” cuando esta fuera del
agua; sin embargo, en la alberca podrás sentir que hay una fuerza que la empuja hacia
arriba, es la flotabilidad y depende de la diferencia de densidades. Ahora imagina que la
sumerges en aceite de coche
TUBO MUSICAL
Material necesario
o Tubo de plástico para cubrir cableado de un metro de largo
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Procedimiento
Girar el tubo de plástico al aire por encima de la cabeza.
Explicarlo
Si hacemos girar rápidamente el tubo de plástico por encima de nuestra cabeza, ¿Podemos
generar un sonido? ¿El sonido es producto del aire que pasa en el interior del tubo, o
del aire que lo rodea? Cuando hacemos girar rápidamente el tubo se genera un
sonido – como si fuera un instrumento musical -, pues hay una alteración del medio, es
como si con las manos golpeáramos la superficie del agua. Esta alteración será mayor,
entre más rápido se gire el tubo, pues se produce una mayor frecuencia y el tono resulta
más agudo. Si tapamos el tubo de ambos extremos, el sonido seguirá produciéndose,
pues al girar el tubo, es el aire de su alrededor el que vibra. La rapidez con que viaja el
sonido depende del medio en el cual se propague – no es lo mismo en el agua que en
el aire -, y de la temperatura de dicho medio. Esta demostración se puede realizar con
distintos materiales como un cinturón, una manguera, etc.
DIAPASÓN
Material necesario
o Diapasón
o Recipiente transparente
o Agua
o Guitarra o cualquier instrumento musical de cuerda
Procedimiento
Golpear el diapasón y después poner la punta del diapasón en la pansa del instrumento.
Explicarlo
El diapasón es una herramienta que sirve para afinar instrumentos musicales, pues genera
vibraciones de una única frecuencia. Cuando se genera un sonido, se producen
vibraciones de diversas frecuencias, aunque exista una principal, estos sonidos se
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llaman armónicos. La frecuencia de los armónicos, siempre es un múltiplo de la
frecuencia más baja llamada frecuencia fundamental o primer armónico, sonido que
emite el diapasón. Si hacemos vibrar un diapasón y lo acercamos a un recipiente con
agua o arena, ¿Qué sucede? Al hacer sonar el diapasón vibrante, se producen olas en el
agua, o en la arena y las olas se mueven hacia los lados del recipiente. Al pegarse en los
lados rebotan y chocan con las nuevas olas que llegan. El diapasón también produce
ondas ene l aire, por eso es que se escuchan el zumbido del diapasón. El sonido necesita
un medio, como el aire, para propagarse, en este caso, la arena, aire y el agua fueron los
medios. Otra característica del diapasón, es que al acercarlo a distintos materiales, el
sonido que emite es distinto, más leve en unos casos, más fuerte en otros. Esto se
debe a que las vibraciones que emite el diapasón, chocan de manera diferente en cada
material – madera, metal, etc. – lo que produce el cambio en el sonido. Es como cuando
hacemos una casita con las manos y no s acercamos a una pared, el sonido se amplifica,
por las ondas que chocan con la pared.
¿ESTÁTICA?
Material necesario
o Globo
Procedimiento
Frotar el globo en los cabellos de la cabeza.
Explicarlo
Si acercamos un objeto cargado a un objeto con carga neutra, las moléculas de este último se
polarizan, es decir, lo lados de las moléculas cuya carga es contraria a la del objeto
están más cerca de este, la proximidad prevalece y por ello se experimenta una
fuerza de atracción. Si frotamos un globo al cabello con mucha fuerza y después lo
ponemos junto a una pared, el globo se adhiere a esta. El globo, de carga negativa,
polariza las moléculas de la pared y crea una superficie de carga positiva. Cargas
contrarias se atraen. Lo mismo sucede con piezas de hielo seco, al frotarlas al cabello se
adhieren a la pared.
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LATA QUE RUEDA SOLA
Material necesario
o Globo
o Lata de soda (aluminio)
Procedimiento
Frotar el globo en los cabellos de la cabeza y después colocarlo cerca de la lata.
Explicarlo
Al frotar un globo inflado sobre el cabello – o un pedazo de lana – se le carga con electroestática.
A medida que se aleja el globo del cabello, este es atraído al globo. Ahora, si frotamos el globo
al cabello con mucha fuerza, y lo pasamos cerca de una lata de aluminio vacía – para
intentar moverla sin tocarla – esta rodara. En un principio, el globo no posee
electroestática, pues sus cargas están equilibradas, al frotarlo con el cabello, el globo
gana electrones y se carga negativamente, y el cabello los pierde, y se carga
positivamente. Como cargas diferentes se atraen, el globo atrae al cabello, a medida
que los separamos. La lata de aluminio no posee carga electroestática, pero al acercar el
globo – electroestáticamente cargado al frotarlo con fuerza al cabello – causa que los
electrones que se encuentran cerca del globo se muevan – porque cargas iguales se
repelen – así, las cargas positivas y negativas de la lata ya no están balanceadas en el área
cercana al globo, por lo que esta tiene ahora carga positiva. La carga negativa del globo
atrae la positiva de la lata y esta comienza a rodar atraída por el globo. Un objeto cargado
atrae a otro neutro porque la fuerza de atracción que ejerce sobre las cargas del lado
más próximo es mayor que la fuerza de repulsión que ejerce sobre las cargas más
alejadas, a esto se le llama carga de inducción.
BRAZO HIDRÁULICO
¿Podemos comprimir un líquido?
La respuesta es NO, porque no existe espacio para poder comprimirlo, este efecto tiene su
explicación en un área de la física conocida como hidráulica, podemos tener muchas y
diversas aplicaciones prácticas en nuestro entorno, una de ellas son las grúas de las
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construcciones y el freno de los autos entre otros, para ejemplificar estos dos
fenómenos, utilizamos el brazo hidráulico, instrumento que está conformado por cuatro
juegos de dos de jeringas unidas entre si, una de ellas montada en la estructura del
brazo, y otra suelta, al momento en que empujamos el liquido de una jeringa veremos
cómo pasa a la otra jeringa, lo que produce un movimiento a una parte del brazo, así
cada par de jeringas le da movimiento a una parte diferente del brazo.
Las aplicaciones antes mencionadas de este efecto, ejemplifican este fenómeno, por ejemplo, el
freno de los autos, cuando se pisa el freno, el auto se detiene, ya no avanza, esto
porque el mecanismo de funcionamiento lo que hace es que al pisar el pedal se
empuja un liquido, ese liquido por el sistema que tiene el carro llega a las balatas, que
se ubican en las llantas del carro, estas presionan el disco y no permiten que se
mueva, efecto que conocemos como frenado.
LÁMPARAS DE LUZ BLANCA
¿Puedes encender una lámpara con tu dedo?
Pensarías que no es posible, pero que tal si nos apoyamos del Generador de Van Der Graff,
aparato que acumula grandes cantidades de carga eléctrica dentro de la esfera de
metal. En el interior de una lámpara de luz blanca, tienen un gas, que al recibir una
corriente eléctrica, los átomos del gas que están dentro de la lámpara se alteran,
es decir los electrones aumentan su nivel de energía y al regresar a su estado
normal liberan una partícula conocida como fotón (luz invisible).
Veremos que la lámpara se enciende un instante, mientras la corriente está llegando a la lámpara.
¿Por qué la lámpara no enciende todo el tiempo? Porque la corriente no es continua, como
sucede en las casas.
Este tipo de lámparas requieren para encender una corriente baja, contrario de los focos
incandescentes que requieren una corriente muy alta para poder encender.
MONEDA INVISIBLE
Material necesario
o Un vaso
o Una moneda
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o Agua
Procedimiento
Hecha una pequeña moneda en un vaso con agua, de unos dos centímetros de profundidad.
Levanta el vaso a la altura de tus ojos. Veras una moneda grande en el fondo y una
pequeña justo encima del agua.
Observa lo que ocurre
Cuando miras el agua quieta de una piscina, estanque o alberca puedes ver tu cara reflejada
en ella. El agua actúa como espejo. Si miras hacia arriba desde debajo del agua, la
parte superior de esta actuara también como espejo.
EL RAYO QUE REBOTA
Material necesario
o Linterna
o Un recipiente de cristal o de plástico transparente
o Una cucharita
o Leche en polvo o talco
Procedimiento
Coloca el recipiente de cristal lleno de agua. Fija una hoja de papel en uno de los lados. Enciende
una linterna. Enfoca la linterna en ángulo y el rayo de luz sale hacia fuera en ángulo
sobre el papel.
Para ver el rayo de luz con más claridad, remueve con una cucharadita de leche el agua. Luego
intenta iluminar el agua desde diferentes ángulos para ver como el rayo de luz se dobla.
Observa lo que ocurre
Cuando la luz brilla directamente dentro del agua, va en línea recta. Cuando el rayo de luz
alcanza la superficie del agua en ángulo, es rebotado hacia atrás en ángulo por el agua.
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En un día muy caluroso, algunas veces se ven charcos en el suelo. Cuando te
acercas desaparecen. Esto se llama espejismo y se ve en los desiertos. En este caso, el
hombre recibe la luz del cielo. Una capa de aire caliente los dobla sobre el suelo y ve el
reflejo del cielo y de las nubes sobre la tierra, que parecen como charcos de agua azul.
METRO DE MADERA
Material necesario
o Palo de madera de 60 centímetros
Procedimiento
Colocar nuestro dedo buscando el centro del trozo de madera hasta tenerlo balanceado.
Observa lo que ocurre
Si intentamos localizar el centro de gravedad de un metro de madera ¿en donde se localizara?
Un metro de madera es un objeto regular, es decir, posee el mismo peso de un lado que de
otro, por ello, para localizar su centro de gravedad, basta con que pongamos nuestro
dedo justo en su centro geométrico – mitad - para que este se pueda equilibrar y no
caiga para un lado ni para el otro. ¿Qué sucede si movemos el dedo un centímetro del
centro a cualquiera de sus lados? El metro se desequilibra y no se sostiene. Con esta
demostración es fácil comprobar que, en los objetos regulares, su centro de gravedad se
localiza en el mismo punto que su centro geométrico. Otra forma de demostrarlo es
que le visitante comience con los dedos abiertos, uno en cada extremo de la madera, y
que poco a poco los vaya dirigiendo hacia el centro ¿en qué punto, con los dedos
juntos, se mantiene en perfecto balance?
DONDE QUEDO LA BOLITA
Material necesario
o Palo de madera de 90 centímetros de largo por 1.25 centímetros de ancho
o Plastilina de cualquier color
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Procedimiento
Colocar un pedazo de plastilina en la punta a 8 centímetros de distancia de la punta, y después
colocar en manera vertical siendo la palma de la mano la base que detendrá el palo
de madera.
Observa lo que ocurre
Si quisiéramos equilibrar un palo vertical de madera sobre la palma de la mano, ¿Cómo lo
podríamos lograr? Tiene una característica peculiar: en uno de los extremos tiene una
bola de plastilina, que sirve de peso. La demostración consiste en buscar la mejor manera
para lograr el balance vertical del palo de madera. ¿Cómo se puede lograr mejor el
balance, con el peso arriba o abajo? Un objeto con gran cantidad de masa, se dice
que tiene mucha inercia. Así como es difícil cambiar el movimiento de un objeto que
tiene mucha inercia, es difícil cambiar el movimiento rotatorio de un objeto con una
inercia de rotación grande. Al hacer esta demostración, se puede sentir el cambio de
inercia. Cuando el peso está arriba, el palo de madera se mueve menos, lo que permite
que se pueda mantener el balance por más tiempo. Cuando el peso está en la parte
inferior, el palo tiene menor inercia de rotación y se inclina más rápido. Entre más el
peso se encuentro lejos del punto de apoyo – la palma de la mano -, posee mayor
inercia de rotación y el palo se mueve menos.