Experimentos en casa para comprender la Física II

LA COMPRESIÓN DEL AIRE

Llena un barreño bastante hondo de agua y trata de introducir en él, hasta el máximo, un vaso vacío con la boca hacia abajo.

Observa que el vaso no llega a penetrar totalmente en el agua si procuras que no se escape ninguna burbuja de aire. Cuanto más se profundiza en el agua, más cuesta empujar el vaso hacia abajo.

Explicación: El agua hace de tapón del aire que hay dentro del vaso y lo comprime cada vez más cuanto más se introduce el vaso en el agua. Las moléculas de los componentes del aire se acercan unas a otras reduciendo las distancias que las separan normalmente. La expansión de este aire comprimido es una fuente importante de energía y muchas máquinas funcionan según este principio.

LAS SORPRESAS DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Cuelga dos globos llenos de aire (también puedes hacerlo con dos hojas de papel) de forma que queden separados unos cinco centímetros y sopla fuertemente entre ambos, intentado no soplar directamente sobre ninguno de ellos.

Observa que los globos (las hojas de papel), en lugar de separarse, se acercan el uno al otro mientras tú estás soplando.

Explicación: La corriente de aire que produces al soplar entre los globos o las hojas de papel hace que disminuya la presión atmosférica en el espacio que queda entre ellos. Ello provoca el extraño efecto de acercamiento de ambos globos. Este fenómeno, que aquí vemos tan sencillo, es el que permite a los aviones que se eleven del suelo.

EL PULVERIZADOR

En una pajita de refresco haz una corte trasversal que no la corte del todo, más o menos una tercera parte de la sección total. Dobla la pajita en ángulo recto por el corte e introduce la parte más corta en un vaso de agua. El corte no debe estar a más de 1 cm de la superficie del agua. Ahora sopla muy fuerte por el otro extremo de la pajita.

Observa que el agua del vaso penetra en la pajita hasta llegar a la parte seccionada, desde donde será expulsada violentamente en forma de nube de diminutas gotitas de agua, como en un pulverizador.

Explicación: La corriente de aire que llega a la parte superior de la pajita seccionada produce en esa zona una cierta depresión. Como la presión del aire situado sobre el agua del vaso es la normal, empujará a ésta y penetrará en la parte más corta de la pajita hasta alcanzar la zona seccionada. En esta sección entrará en contacto con la fuerte corriente de aire que estás generando al soplar. Ello dispersará el agua en pequeñas gotitas. Este es el fundamento de los perfumadores y pulverizadores de insecticidas que se usan en la vida cotidiana.

Nora Pérez Mateos, física y profesora de Didactia.

Experimentos en casa para comprender la Física

UNA PIPETA CASERA

Rellena un vaso largo con agua y coloréala con un poco de acuarela oscura. Introduce en el líquido una pajita de refrescos de manera que el nivel del líquido llegue hasta la mitad de la pajita. Ahora tapa con un dedo el extremo superior de la pajita y saca ésta del vaso. Observa lo que ocurre. Después, retira el dedo.

Observa que, mientras el dedo tapa el extremo superior de la pajita, parte del líquido permanece dentro de ella sin caer. Cuando retiras el dedo, el líquido cae.

Explicación: El dedo impide que el aire entre en la pajita y así la atmósfera no ejerce presión en la parte superior del líquido, de forma que el aire solo ejerce presión en la parte inferior, equilibrando el peso del líquido interior e impidiendo que caiga. Cuando quitas el dedo, la presión se ejerce también en la parte superior de la pajita y ésta, sumada a la presión del líquido, hace que el agua caiga fuera de ella.

La pipeta se usa para trasladar pequeñas cantidades de líquidos de un recipiente a otro en los laboratorios.

UN HELICÓPTERO DE PAPEL

Corta una hoja de papel de unos 14 cm x 4 cm. Haz una serie de 10 ó 12 pliegues de medio centímetro cada uno, comenzando por uno de los extremos del papel. Por el otro extremo haz un corte bien centrado de unos 6 cm de profundidad y pliega cada una de las mitades obtenidas hacia lados opuestos, a modo de alas.

Sostén el helicóptero con la mano por una de las aletas y déjalo caer desde una altura por encima de tu cabeza.

Observa que el helicóptero gira muy rápido y cae en vertical desde el punto en el que lo has soltado.

Explicación: La corriente de aire que pasa por las alas, junto con la forma del dispositivo, es la razón de que el helicóptero gire. Si el motor de un helicóptero se parara en pleno vuelo, las aspas seguirían girando sin que el aparato detuviera su vuelo.

¿QUÉ CAE MÁS DEPRISA?

Toma dos trozos de papel del mismo tamaño y forma. Haz con uno de ellos una pelota de papel. El otro, alísalo muy bien. Coge un trozo con cada mano, sujétalos por encima de tu cabeza lo más alto que puedas y déjalos caer al mismo tiempo.

Observa que llega antes al suelo la pelota de papel que el trozo bien alisado. Si quieres hacer el experimento desde más arriba, súbete a una silla. ¡Cuidado, no te caigas!

Explicación: El aire ofrece resistencia al avance de los cuerpos a través de él. Esta resistencia depende en gran medida de la forma de los cuerpos y, especialmente, de la superficie que presentan. Un cuerpo de gran superficie como una hoja de papel ofrecerá una gran resistencia a su paso por el aire mientras que la pelota de papel, de superficie menor, ofrecerá una resistencia menor y se moverá a través del aire a mayor velocidad.

Los aviones, trenes y coches se construyen con formas especiales, llamadas aerodinámicas, que consiguen minimizar la superficie de choque con el aire para tener la menor resistencia posible y conseguir así mayor velocidad.

Nora Pérez Mateos, física y profesora de Didactia.