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Tensión superficial. Clip de metal flotando en el agua

Si alguna vez te has preguntado por qué las gotas de agua tienden a ser esféricas, por qué podemos formar pompas de jabón o por qué los mosquitos pueden caminar sobre el agua, deberías saber que la respuesta a todo esto está relacionada con la tensión superficial.

Para ver los efectos de la tensión superficial en el agua puedes hacer este sencillo experimento. Pon agua en un recipiente e introduce en el agua un clip metálico, de los que se usan para sujetar papeles. ¿Qué ocurre? Pues que el clip se va al fondo, porque debido al material con el que está hecho no flota.
Ahora haz lo que puedes ver en el vídeo. Mete el clip en el agua pero con la ayuda de otro objeto (yo usé otro clip abierto, en forma de L) trata de que se mantenga sobre la superficie del agua. Verás que el agua alrededor del clip forma una especie de superficie elástica, deformándose, en la que el clip puede mantenerse a flote.

Esto es debido a que las moléculas que están en la superficie del agua, ya en contacto con el aire, tratan de agarrarse a las que están a su lado y a las que están inmediatamente debajo. El clip flota si lo situamos de esa forma  que puedes ver en el vídeo, aunque esté hecho de metal.

Si añadiéramos aunque fuese sólo una gotita de jabón en el agua, el clip se iría al fondo, porque el jabón tiene la capacidad de disminuir la tensión superficial del agua. Esa es la razón por la que usamos jabón para lavar cualquier cosa, porque el jabón hace que las moléculas de agua no tiendan a agarrarse entre sí, y así pueden distribuirse mejor por la suciedad. La tensión superficial varía además con la temperatura, y por eso cuando queremos lavar algo que tiene mucha suciedad además de jabón usamos agua caliente, ya que cuando más caliente está el agua menor es su tensión superficial.
Creo que la próxima vez que enciendas la lavadora vas a pensar en física y en la tensión superficial. 🙂

Presión hidrostática. ¿Quién gana, la presión hidrostática o la atmosférica?

Este es un experimento muy sencillo de hacer en casa y que nos permite comprobar la importancia de la presión atmosférica en la vida diaria. Para hacerlo solo necesitas un recipiente lleno de agua hasta su borde superior (puede ser una botella, un vaso e incluso la jarra del agua que tienes en la cocina) y alguna lámina fina de cualquier material (un trocito de una bolsa de plástico de las de la compra, un trozo de papel de cocina o higiénico….) para tapar la boca del recipiente.
En este caso yo utilicé una pequeña botella de refresco y un trocito de papel higiénico. Elegí el papel higiénico por ser usar la lámina de material más fina posible que tenía a mano.

Las instrucciones para hacer el experimento están en el vídeo. Si usas una botella de plástico, trata de no apretarla para que todo pueda salir bien. Ten la precaución de hacer este experimento en un fregadero, en un lavamanos, o usando un recipiente donde puedan caer las pocas gotas que podrías escurrir del papel.

¿Por qué no cae el agua?
La explicación es sencilla: la presión atmosférica, de aproximadamente 1 kg/cm2, es mayor que la presión hidrostática ejercida en la superficie del papel por el agua (la llamada presión hidrostática). La presión hidrostática depende de la densidad del agua (1 g/cm3), de la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2) y de la longitud de la columna de agua. En este caso, la presión hidrostática es menor que la atmosférica. Por eso el papel se mete hacia adentro de la botella, porque la fuerza de la gravedad lo empuja.

¿Se cumplirá esto para cualquier longitud de la columna de agua, es decir, para cualquier recipiente lleno de agua? ¿Qué longitud debe tener la botella para que la presión hidrostática gane la batalla y el agua caiga?

La música te hace volar (si eres un objeto pequeño!)

En la letra de muchas canciones se ha dicho algo similar al título de este post. Sin duda la música puede levantar el ánimo y puede hacernos sentir muchas cosas, pero los autores de esas canciones nunca esperaron que la música pudiera hacer levitar objetos y eso se demostrara en un laboratorio.

Recientemente, en la Universidad de Tokio, tres científicos (Yoichi Ochiai, Takayuki Hoshi y Jun Rekimoto) han creado un método para hacer levitar objetos pequeños usando ondas de sonido. De esta manera consiguen una levitación controlada, muy precisa, y por primera vez han conseguido controlar el movimiento de las partículas en las tres dimensiones. El método se basa en ondas estacionarias de ultrasonido. Las partículas quedan atrapadas en los nodos de presión de las ondas estacionarias. Los objetos que levitaron en este experimento tenían tamaños máximos del orden de milímetros.

Puedes ver el vídeo del experimento aquí.