* Caja de CD o DVD
* Vaso con agua

Como prometí en el título de este experimento, vamos a realizar una experiencia realmente sencilla, pero verás que es impresionante. Hasta podrías pensar que es un truco, pero no, sólo ciencia .

Primero debemos desarmar la caja de CD/DVD para o obtener una de sus partes. Recomiendo la tapa ya que es mas liviana. Ahora coloca agua en el vaso, dejando líquido hasta un centíemtro o menos de la boca. Pon la tapa sobre la boca del vaso y con cuidado da vuelta todo. Como notarás, ni la tapa ni el agua sea caen!! En el siguiente video se muestra cómo hacer este sencillo experimento sobre presión atmosférica paso a paso:

Estamos biológicamente preparados para vivir bajo algo que nos presiona todo el tiempo, y que llamamos “presión atmosférica“. Ésta no es más ni menos que presión que el aire ejerce sobre cualquier cuerpo sobre la tierra. Para entenderlo de un modo sencillo, todo el aire atmosférico que va desde la superficie de la tierra, hasta la parte que limita con el espacio exterior, esta haciendo “un peso” y eso se manifiesta bajo presión (por ser el aire un gas).
Ahora ya sabemos que no podemos prescindir de la presión atmosférica, y como se genera la misma.

Cuando colocamos la tapa plástica en la boca del vaso estamos creando un sello prácticamente hermético entre el interior y el interior del mismo. Al girar el sistema (el vaso boca abajo) el líquido intenta caer, pero para lograr ello el espacio de aire que esta sobre él debería aumentar. Como sabemos, si a un gas le aumentamos su volumen (a temperatura constante) disminuirá su presión (Ley de Boyle-Mariotte). Entonces ahora tenemos la presión atmosférica “presionando” sobre toda la superficie exterior del vaso y la tapa, y una presión menor a la atmosférica dentro. Es por ello (la diferencia de presiones) que la tapa no se cae. Para explicarlo de un modo mas sencillo, la presión atmosférica ejerce una fuerza sobre la tapa e impide que ésta y el líquido caigan.

Aunque no lo notemos, la presión atmosférica es realmente alta. Para que tengas una idea, imagina que tienes un cubo de 10 cm de lado, el cual es hueco. Si logramos que en el interior del cubo haya vacío absoluto, cada cara del mismo recibirá una fuerza de 100 kg (600 kg si sumamos la presión en las 6 caras). Como dije al comienzo de este experimento, estamos biológicamente adaptado para soportar esta presión. Pero si por algún motivo, salimos de nuestro planeta y nos ubicamos en el espacio sin un traje presurizado, “explotaríamos” ya que nuestra presión sanguínea sería mayor (obviamente) que el vacío.

Hoy veremos un experimento similar, pero que se aproxima más a las experiencias que realizó Thomas Alba Edison en su afán por Inventar una lámpara.

Hacer una lámpara casera y entender el principio de la física que rige su funcionamiento.

* Tubo de plástico
* 8 Baterías de 1,5V
* Cinta adhesiva
* 60 cm de conductor eléctrico
* 2 Pinzas cocodrilo
* 2 Clips o sujetadores
* 1 Mina de lápiz
* 1 Frasco de vidrio
* 1 Plato

Si tienes una batería de automóvil o motocicleta, obviamente puedes utilizarla en vez de las baterías de 1,5V. Como verás en el video, utilizan un tubo de cartón. Nosotros necesitamos que el tubo no se dañe con el agua, pero si no tienes uno de plástico no te preocupes, puedes tomar uno de cartón y pintarlo con cola de pegar. Cuando ésta seque, quedará impermeabilizado.

Su utilizas las baterías o pilas de 1,5 voltios, lo primero que debes hacer es colocarlas en serie. Para lograr ésto, colocas una seguida de la otra y las sujetas con con cinta adhesiva. Al final te quedarán 2 extremos, un polo positivo y uno negativo.

Para seguir con este experimento de física, corta dos trozos de conductor de 30 cm de longitud y “pela” sus extremos. Coloca una pinza cocodrilo en un extremo de cada conductor. Ahora tomas eso y los pegas en el tubo de cartón como se muestra en el video. Los clips o sujetadores los aprietas con las pinzas.

Sobre estos sujetadores colocaremos con mucho cuidado, una mina de lápiz (las que utilizan los portaminas). Todo ésto lo ubicamos sobre el plato y lo tapamos con el frasco. Ahora agregamos un poco de agua en el plato, la suficiente como para que selle la entrada de aire hacia el frasco.

Para terminar con nuestra lámpara casera, debemos conectar los extremos de los conductores a las baterías. Como verás, la mina se pondrás incandescente y emitirá luz debido a su altísima temperatura.

Hace más de 100 años, un físico llamado James Prescott Joule, descubrió que cuando una corriente eléctrica circulaba por un conductor, se generaba calor en éste. El efecto es mayor con el aumento de la resistencia del conductor y también con el aumento de la corriente eléctrica que circula por él.

Todo esto se debe a que la corriente eléctrica esta formada justamente por electrones en movimiento, y por tener masa y una velocidad, poseen energía cinética. Cuando un electrón choca contra los átomos del conductor, se produce una pérdida de su energía cinética, la cual termina por convertirse en calor (recuerda que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma).

La mina del lápiz esta construida en grafito, que si bien conduce la electricidad, tiene una resistencia eléctrica elevada. Ello da como resultado un aumento de su temperatura al hacerle circular una corriente eléctrica (por el efecto Joule). Como la mina es muy delgada, el calor que se genera es suficiente para elevar su temperatura a niveles que le permiten emitir luz visible.

Luego de unos segundos/minutos, nuestra lámpara casera deja de funcionar. Ello debido a que el grafito se ha quemado por la alta temperatura y la presencia de oxígeno.

Como habrás notado, en este experimento utilizamos agua, mientras que en el video no. Lo que logramos con ésto, es una mayor duración de nuestra lámpara, al evitar que más oxígeno entre al interior del frasco y facilite la combustión del grafito. Es decir, utilizamos el agua como un sello.

Las lámparas de filamento comunes (que cada vez se utilizan menos) no poseen oxígeno en su interior, sino una mezcla de gases que evitan la combustión del mismo. Sin ellos, ese tipo de filamentos duraría incluso mucho menos que el de este experimento casero.

* 1 Vaso
* 2 o 3 Naftalinas
* Bicarbonato de Sodio
* Vinagre

Primero colocas 2 o 3 naftalinas dentro del vaso. Luego, agregas un par de cucharadas soperas de bicarbonato de sodio. Es hora del agua, pero no debes llenar vaso, con unos 3/4 lleno estará bien. Para terminar y que comience “el show”, vierte un poco de vinagre al agua. Como verás, las bolas de naftalinas comienzan a subir y bajar repetidamente.

El principio de Arquímedes no es nuevo para nosotros, ya lo vimos en varios experimentos, como por ejemplo el llamado Globo Aerostático Solar Casero.

Igualmente, recordaremos lo que este señor nos enseñó:

Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido, el mismo recibe un empuje hacia arriba, igual al peso del volumen de fluido que desaloja.

Esto se relaciona con la densidad de los cuerpos, es decir, con la masa de los mismos por unidad de volumen. Dos cuerpos iguales en forma y tamaño que se coloquen en un fluido (agua por ejemplo) no siempre se comportarán del mismo modo. Imagina que pones dos cubos de igual tamaño en un recipiente con agua, solo que uno es de plástico y el otro de acero. El primero flotará, mientras que el segundo se hundirá. Esto se debe a que el plástico posee menor densidad, y el peso del volumen de agua que desaloja es suficiente como para contrarrestar su peso. Pero no sucede lo mismo con el cubo de acero.

¿Y por qué flotan los barcos de acero entonces? Si nosotros tomamos nuestro cubo de acero, y con él podemos armar otro cuerpo con la forma del casco de barco (por ejemplo) pesará lo mismo que antes, solo que ahora desalojará mas volúmen de agua, lo que se transformará en un empuje hacia arriba mayor (por el principio de Arquímedes).

Entendiendo ésto, veamos que es lo que esta sucediendo en este experimento de física. Las naftalinas poseen mayor densidad que el agua, por lo que al colocarlas en este fluido, simplemente se hunden.

La reacción del bicarbonato de sodio con el viangre, da como resultado un gas llamado dióxido de carbono, el cual es menos denso que el agua. Esas burbujas se adhieren a las bolas de naftalina, dando como resultado un “nuevo cuerpo de menor densidad” (naftalinas + burbujas). De modo que ahora este nuevo cuerpo tiene menor densidad que el agua, y sube debido al empuje de arquímedes.

Al llegar a la superficie las bubujas revientan, la naftalina cae por su pripio peso, y el proceso vuelve a comenzar nuevamente.

Otra variante de este experimento, es la siguiente. Toma un trozo de plastilina y forra con una fina capa a las bolas de naftalina. Luego las haces rodar sobre una lija (o tela esmeril) gruesa. Como resultado tendrás una superficie porosa, que permitirá que las burbujas de dióxido de carbono se adhieras más fácilmente.

Puedes probar con otros cuerpos u objetos, por ejemplo, este experimento puede realizarse también con determinadas pasas (fruta seca).

* 25 cm de alambre de cobre
* 1 metro de cordel delgado
* Imán potente

Corta el trozo de alambre de cobre por la mitad. Harás con eso dos aros o círculos. Uno de ellos debe quedar abierto, mientras que al otro debes unirle los extremos para cerrarlo. Es importante que los extremos hagan contacto eléctrico, de modo que deberás quitarle el esmalte (en esos extremos solamente).

Corta 4 trozos de cordel de unos 25 cm cada uno aproximadamente. Con ellos debes suspender ambos aros, como se muestra en el video.

Para terminar, mueve el imán por dentro de los aros ¿qué sucede en cada caso?

El siguiente video explica paso a paso el experimento, además de describir que es lo que esta sucediendo.

Sabemos por otros experimentos de física que ya publicamos, que cuando un conductor se mueve bajo la influencia de un campo magnético (o viceversa), se genera en éste una f.e.m. (fuerza electro motriz). Esta última es capas de generar a su vez, una corriente de electrones o corriente eléctrica.

Cuando movemos el imán por el anillo abierto, el campo magnético que varía genera dicha f.e.m., pero como el circuito no se cierra, la corriente no puede circular.

Pero cuando lo movemos por el aro cerrado, la f.e.m sí puede generar una corriente eléctrica ya que el circuito eléctrico esta cerrado, y permite que los electrones fluyan con facilidad. Todo ésto se llama “Inducción Electromagnética” y fue descubierta por Michael Faraday (Ley de Farady).
Pero no fue el único que trabajó en este campo de la física, sino que hubo otros, como por ejemplo Heinrich Lenz, quien descubrió lo siguiente (Ley de Lenz):

La fuerza electro motriz (f.e.m.) que se induce, es tal que se opone al cambio de flujo magnético, de modo que la corriente generada tiende a mantener el flujo.

Para decirlo de un modo mas fácil, la corriente que se genera en el aro cerrado es tal que el campo magnético que ésta genera, es opuesto al del imán. Es justamente por eso que el campo magnético generado en la espira interactúa con el campo magnético del imán, y el aro se mueve.

Podríamos resumir todo lo que sucede de la siguiente manera:

Campo magnético imán —> induce corriente en el aro —> campo magnético generado por el aro —> Campo magnético imán

* Papel aluminio
* Tijera
* Pegamento
* Globo

Toma el rollo de papel aluminio y corta dos tiras angostas de aproximadamente un centímetro, y un largo igual al ancho del rollo. Con el pegamento, une los extremos de cada una, para formar una figura cerrada. Luego tomas ambas figuras y las colocas perpendicularmente, y también lo pegas en una de las esquinas, para formar ese “cuerpo”. Otra opción, es luego de cortar las tiras, pegarlas todas juntas en un punto en donde coinciden. Sin importar cómo lo hagas, debe quedarte similar a como se ve en el video.

Luego de secado el pegamento, dejas “el cuerpo” sobre la mesa, inflas un globo, lo cargas y comienzas a acercarlo y alejarlo. Para cargar con electricidad estática al globo, debes frotarlo con fuerza contra un paño de lana o gamuza, aunque si no tienes uno, puedes frotarlo con tu cabello que igualmente se cargará muy bien.

Cuando acercamos un cuerpo cargado con electricidad estática a otro que no lo esta, se produce un fenómeno llamado inducción electrostática. Lo que sucede es este caso es que las cargas del globo generan un campo eléctrico que interactua con el papel aluminio y produce en este último, una redistribución de cargas eléctricas. Es decir, si el globo esta cargado positivamente, atraerá las cargas negativas (electrones) del papel aluminio hacia la parte de arriba, quedando la inferior con carga positiva.

Este efecto de Inducción Electrostática es totalmente reversible, es decir, que cuando alejamos el globo, las cargas eléctricas de las tiras vuelven a reacomodarse a como estaban antes. Es importante aclarar que en ningún momento la carga eléctrica de las tiras ha aumentado o disminuido, sino que sólo ha ocurrido una distribución. Distinto hubiese sido, si en vez de acercar solamente el globo, lo hubiésemos hecho tocar con las tiras. Allí sí se hubiesen cargado con electricidad estática, y por mas que alejemos el globo seguirían así.

Puedes tomar una idea del video, y hacer con las tiras, juguetes con otras formas ¿Te animas?

Hoy vamos a fabricar un generador eléctrico casero realmente fácil, tanto en su construcción, como en los materiales que necesitaremos. Una vez terminado, podrás generar electricidad y hasta utilizarlo para encender diodos leds (entre otras cosas).

Construir un dispositivo que nos permita generar electricidad de forma casera y entender cómo funciona.

* Lectora de CD o DVD
* Un CD o DVD
* Goma eva, foam o foamy
* Pegamento
* Tapa de una botella
* Cualquier tornillo que tenga rosca en toda su longitud, dos tuercas y dos arandelas para él
* Trozo de madera
* Bolígrafo
* Marcador
* Tijera
* Pegamento
* Taladro o preforadora y mecha

Puedes conseguir fácilmente y gratis una lectora de CD/DVD en una casa de computación. Allí desechan a diario las descompuestas, de modo que no tendrán problemas en regalarte una.

Una lectora de CD o DVD contiene dos motores eléctricos, uno que hace girar el disco, y otro que abre la bandeja de la misma. Nosotros necesitamos el segundo, así que debes desarmar la unidad y quitarlo. Ta darás cuenta fácilmente cual es cual.

Para que nuestro generador de electricidad casero gire, vamos a fabricar un sencillo mecanismo. Pega sobre el CD o DVD, un trozo de goma eva (conocido también como foamy o foam). Con esto nos aseguramos que no habrá “patinaje” o deslizamiento entre el disco y el eje del motor.

Necesitamos un eje alrededor del cual girará nuestro disco compacto. Así que toma una tapa plástica de una botella, y has un pequeño orificio en el centro de la misma, para que pueda pasar el tornillo. Terminado ésto, pega la tapa en el centro del CD/DVD.

La manija la haremos pegando un trozo de bolígrafo en el borde del disco. El eje de este sistema, se consigue al colocar el tornillo por el orificio que realizamos en la tapa, colocando las tuercas y arandelas como se detalla en el video.

Para seguir con nuestro experimento de física, pegamos el motor sobre la madera. Una vez que ha secado, montamos manualmente el sistema que fabricamos con el disco, como se muestra en el video, y marcamos el centro. Allí haremos un pequeño orificio con el taladro, para luego enroscar el tornillo.

Para terminar nuestro generador casero de corriente continua, colocamos un diodo led en los terminales del motor de la lectora, hacemos girar, y veremos cómo el mismo se enciende gracias a la corriente eléctrica que estamos generado. Recuerda, que un diodo led sólo tiene una polaridad, es decir, si lo conectas al reves no encenderá. Así que si tu generador eléctrico parece no funcionar, es probable que tengas que conectarlo a la inversa de como lo hiciste ( o también puedes hacer girar el disco en el otro sentido)

El motor eléctrico que le quitamos a la lectora, contiene en su interior unos imanes fijos que generan un campo magnético, y un núcleo que gira en donde se encuentran bobinas de alambre de cobre. Le ley de Faraday nos dice que cuando un conductor corta las líneas de campo magnético, se genera en él una corriente eléctrica. Y es justamente lo que sucede en estos experimentos de física.

Los imanes generan un campo magnético fijo, mientras que el núcleo, el cual hacemos girar, permite que las espiras de alambre de cobre corten dichas líneas de campo. El resultado es obvio; se genera una corriente eléctrica la cual podemos utilizar, por ejemplo, para encender un diodo led.
La corriente generada debería ser del tipo alterna, pero gracias a un sistema mecánico denominado de colector y escobillas, termina siendo continua.

Este tipo de generador eléctrico es también conocido como dínamo, y data de los años 1832, en donde un fabricante de herramientas en Francia fabricó el primero que se conoce.

* Batería de 1.5 Voltios tamaño C o D
* 15 cm de conductor eléctrico
* Clavo o tornillo mediano
* Imán circular de neodimio

Como verás en el video, este es uno de esos experimentos de física sencillos, poco conocidos, pero impresionantes. Lo primero que debes hacer es pegar el imán en la cabeza del clavo o tornillo. Toma un momento para centrar el sistema, ya que si no lo haces, cuando tu motor homopolar comience a girar estará desbalanceado y se irá de un lado a otro.

Pega la punta del clavo o tornillo al polo positivo de la batería. Sólo tienes que acercarlo y el potente campo magnético generado por el imán de neodimio se encargará de todo.

Para terminar, conecta un extremo del conductor en el polo negativo de la batería. El extremo que te queda libre, lo debes hacer tocar en la parte lateral del imán. Como verás, el motor homopolar comenzará a girar y lo hará a una velocidad impresionante.

Aquí entra en juego una conocida ley de la física, descubierta por Hendrik Antoon Lorentz, un físico y matemático que llegó a ganar el Premio Nobel de Física en el año 1902. La misma enuncia que cuando una carga se mueve (tiene una velocidad) en el seno de un campo magnético, recibe una fuerza.

Los electrones son justamente cargas eléctricas, y cuando una corriente circula por un conductor, ésto no es mas que un conjunto de cargas en movimiento. Si acercamos un imán a ese conductor, este último recibirá una fuerza. La imagen de la izquierda muestra este fenómeno, además de establecer las direcciones de los vectores campo magnético, velocidad de la carga y fuerza recibida:

Los electrones circulan radialmente por el imán, y debido al campo magnético del mismo, esas cargas reciben una fuerza. Esta última genera un momento en nuestro motor homopolar, y lo hace girar.

* Dos altavoces o parlantes grandes
* Tubo de plástico o cartón de 2 cm aproximadamente

Los imanes cerámicos circulares como los que verás en el video se encuentran en los altavoces o parlantes grandes, como por ejemplo los equipos de audio de los automóviles. Puedes conseguir un par justamente en una casa de audio, ya que por mas que el altavoz este descompuesto, el imán igualmente funcionará.

Obviamente tendrás que desarmar el altavoz para quitar el imán. Ten mucho cuidado porque el material con que estan hechos es muy frágil y ante cualquier cosa se romperá.

Toma uno de los imanes y coloca en el centro de él, un tubo de cartón o plástico. Si queda flojo puedes afirmarlo con un poco pegamento, como por ejemplo la pistola de silicona, pegamento de dos componentes, etc.

Para terminar, pon el otro imán por el tubo. Verás como el mismo quedará flotando o levitando.

* Recipiente con agua
* Plato o bandeja de plástico o metal
* Tubo de cartón de papel de tocador
* Un par de Huevos de Gallina

Primero pon un poco de agua en el recipiente, el cual puede ser un vaso grande, una jarra o lo que consigas. Sobre él/ella, coloca el plato o bandeja. Siguiendo con el procedimiento, debes ubicar el tubo de cartón verticalmente, como se muestra en el video. Por último, apoyas el huevo sobre el extremo superior del tubo de cartón.

Ahora solo falta el toque de “magia”. Debes jalar o empujar fuerte y rápidamente la bandeja. Ello la sacará de su lugar, junto con el tubo de cartón. Increíblemente, el huevo caerá dentro del vaso con agua.

La primera ley de newton anuncia que un cuerpo conserva su estado de movimiento uniforme rectilíneo o de reposo, a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas que se apliquen sobre él.

Por último, el tubo ejerce sobre el huevo una pequeña fuerza, pero como la masa del mismo es significativa, no alcanza para modificar su estado de reposo. Ésto hace que él caiga debido a la fuerza de gravedad, como obviamente era de esperar.

Fabricar un motor líquido sencillo y con materiales fáciles de conseguir. Entender el fenómeno que ocurre al mover una carga eléctrica en un campo magnético.

* Batería de 9 voltios
* Conector para batería
* 1 metro de conductor eléctrico
* 2 pinzas cocodrilo
* Tubo de cobre de 20 cm aprox
* Recipiente de aluminio o cobre
* Imán potente
* Cinta adhesiva
* Sulfato de cobre

Si no tienes un conector para la batería de 9 voltios, no te preocupes, es sólo para facilitar el experimento, pero puedes conectar los conductores manualmente. El tubo no necesariamente debe ser de cobre, sólo debe de ser de un metal para que conduzca la electricidad. Incluso puede no ser un tubo, sino una varilla maciza.

El recipiente metálico no debe ser de acero pues eso desviaría las líneas de campo magnético suministradas por el imán.

Para terminar, aclarar que este experimento suele hacerse con sulfato de cobre, pero si no lo consigues puedes probar a realizarlo con sal de mesa.

Corta dos trozos de conductor de aproximadamente unos 50 cm de longitud. Si vas a utilizar el conector para la batería, deberás unir un extremo de cada conductor a los conductores del conector.

En el otro extremo de esos conductores que cortaste, deberás colocar las pinzas cocodrilo. Una la prenderás al recipiente metálico, mientra que la otra al tubo de cobre.

Coloca un poco de agua en el recipiente y disuelve un par de cucharadas de sulfato de cobre. Ahora pon el imán sobre la mesa, el recipiente sobre el imán, y conecta la batería. Como verás, el líquido comenzará a girar.

Para que el efecto sea mas apreciable, puedes colocar algo en el agua, como por ejemplo pequeños trozos de corcho o pimienta molida. Es importante que el tubo de cobre no entre en contacto con el recipiente de metal, ya que si lo haces se producirá un cortocircuito. Para evitar eso, puedes colocar un poco de cinta adhesiva en el extremo del tubo que se sumerge. No tienes que recubrirlo todo, ya que terminarás por aislarlo y la corriente eléctrica no circulará. Sólo un poco en el extremo para que los metales no se toquen.

El sulfato de cobre (o la sal) se disuelven en el agua produciendo iones. Ellos transforman al agua (que no es conductor) en un fluido conductor de la corriente eléctrica. Estos iones son moléculas (o átomos) con carga eléctrica positiva o negativa.

En estos experimentos de física, la velocidad de los iones tiene una dirección radial, es decir, desde el caño hacia el recipiente o viceversa, las líneas de campo magnético podemos suponerlas casi verticales, y la fuerza F tiene dirección tangencial. Justamente esta fuerza, y con esa dirección, es la que hace girar los iones, los cuales transfieren su movimiento al líquido.