¿Por qué rebotan las pilas alcalinas viejas?

Una reacción química colateral en la pila es lo que provoca este cambio en la elasticidad del material.

Una pila alcalina no-recarcable inicia su vida útil usando polvo de zinc mezclado en un gel que contiene un electrolito de hidróxido de potasio; una membrana lo separa del  dióxido de manganeso con el que se hace intercabio de iones para brindar la diferencia de voltaje necesario para nuestros aparatos electrónicos. 

Conforme la batería se descarga el polvo de dióxido de manganeso se  convierte en oxido de manganeso provocando que se formen grumos que van creciendo, el efecto del empaquetamiento de los grumos es el responsable de que reboten las pilas.

Esta misma prueba funciona igual para baterias alcalinas tipo AA, AAA, C, D y de 9 volts.

El fenomeno es curioso y divertido; supongo que es se puede presentar como una excelente experiencia tanto para los estudiantes de química, física y los entusiastas de materiales. 

Ya en clase intentare hacer mis propias pruebas, ¡y tú deberías hacer lo mismo!. 

¡Felices experimentos!

Atranca tu puerta con un tenedor común y corriente

La próxima vez que viajes y necesites atrancar la puerta de tu cuarto, puedes usar un tenedor metálico roto.

Claro, la mayoría de los hoteles donde deberías de hospedarte cuentan con su cerradura. Pero algunas casas de huéspedes carecen de esta seguridad,

Esta cerradura improvisada funciona solamente si estas en el cuarto y nadie fuerce de más la puerta. Aunque el video usa herramientas para doblar y cortar el tenedor. Es posible que tu puedas hacer tu versión portátil o modificar uno de los cubiertos para hacerlo a tu necesidad.

Es una tendencia en la Internet encontrar esta clase de videos de supervivencia donde te explican desde como cortar el fondo de una botella de vidrio para construir una punta de flecha hasta como construir espejos para láseres de CO2. ¡Bueno! es que nunca se sabe cuando te atacaran con un láser infrarrojo (LOL).

Pero el papá de todos estos videos seguro era la serie de los años 80s: MacGyver, quien puede desarmar un misil con un clip. ;)

Sobrecargando y destruyedo bolas de plasma

Sótanos, garajes y áticos son los laboratorios de cientos de personas en todo el mundo. En ellos se hacen desde los experimentos más cándidos hasta monstruosidades carentes de  pies y cabeza, para cualquier académico solo son aficionados en el extremo de la seguridad y sensatez.

Como muestra un botón: transformar dos bolas de plasma comerciales, conectarlas a fuentes de alto voltaje y llevarlas a la destrucción por el sobrecalentamiento que provocan los arcos eléctricos entre ellas. ¿Por qué hacer algo así? Por el placer de hacerlo. Negro sobre blanco, porque la ciencia es un placer.

Pero esto va más allá del entretenimiento anormal y geek. Pues en esos sótanos, garajes y áticos se hacen experimentos que raramente se hacen en un laboratorio escolar; que una junta académica criticaría aunque sus integrantes se ensoñaran por hacer una travesura de tal estilo. Sus historias compartidas en un foro, por medio de una foto de facebook, o un video de Youtube también son un testimonio de lo que se puede hacer, y es una invitación a repetirlo. Son más que un complemento a una exposición aburrida frente a un profesor apolillado y un pizarrón atascadado de garabatos.

Es el movimiento DIY o Make el que incita y reta a todos acercarnos y experimentar con juguetes, electrodomésticos y material que puede estar en la cocina para divertirse en convertir una varilla de plástico en una varita "mágica" que dobla el camino del chorro del agua para matar el aburrimiento, o bien, construir un secuenciador de ADN para salvar la vida de nuestra hija.

Es en esos sótanos, garajes y áticos donde se un nuevo tipo de ciencia y Youtube es su journal.

44 trucos de equilibrio con monedas e imanes para impresionar a tu profesor de ciencias

Sin trucos de photoshop, sin pegamento,
sin imanes adelante o atrás

La palabra truco puede ser una palabra inexacta, pues más que un asunto de brujería, es simple  y divertida física.

Ayer les prometí más efectos similares al presentado en un video donde una moneda se cuelga y se mueve a lo largo de un alambre, gracias a un imán que está abajo. En ese video el presentador del canal, Taras Kul, es de lo más singular con su estilo urbano desenfadado. Pero ese mismo truco se puede presentar de un modo más moderado e igual de efectivo. Este es el video. ¿Qué estilo de presentación les gusta más? 

Muchos más juegos

Resulta que 44 juegos extras con monedas magnetizables e imanes se pueden encontrar en, español, en el manual .pdf que en el sitio de magneticcoins. Inicialmente, ellos venden y promocionan imanes anchos en forma de bloque, con caras norte y sur  más ancha que el resto de cuerpo, a diferencia del tipico iman de barra que tiene caras norte y sur pequeñas. Entonces, sus imanes permiten tener un campo muy unifome en la dirección axial del bloque, mismo lado que permite alinear a las monedas; en sí, ese es truco: lineas de campo magnético muy uniformes.

Esta compañía inicio un movimiento que busca difundir la ciencia por medio es estos ensambles y juegos que desafían el equilibrio, la gravedad y la imaginación. Va más allá de obtener unos dolares. 

Latinoamerica ha sido parte importante de este movimiento. "Como muestra un boton" dirían mis amigos, en la Patagonia han expuesto estos trucos con monedas de Brasil, Uruguay, Bolivia y Argentina; el siguiente video muestra parte de lo expuesto.

Seguramente deseas hacer un truco rápido, tal vez apilar monedas verticalemente, una sobre el canto de la otra. Pues en en este otro video te lo muestran

Si tienes dudas de que monedas usar, bueno hay un directorio web donde muestran que monedas funcionan para hacer la demostración. Y ya sin excusas, puedes hacer tus trucos y dejar con la boca abierta a tu maestro de física.

¡A sonreír y divertirse! imanes traviesos hace el efecto "Friend Zone"

Los imanes atraen a los materiales magnetizables, ¿cierto? Todo el mundo lo sabe ¿o No?

En ocasiones tal regla se rompe en cachitos, el siguiente video puede ser un buen ejemplo

¿Qué muestra el video?

Unos inofensivos imanes de neodimio atraen una pila, pero bien puede ser una moneda (en México funcionan las de 50 centavos). Pero se le interpone una obstáculo entre imán y pila, en el video se muestra una regla. El campo magnético sigue fluyendo pero se presenta un efecto curioso, la fuente es menos efectiva para atraer a la pila que otro material  influenciado por el mismo campo, el alambre.

El campo magnético que emana de la pila es alterado y reducido por la regla de madera, pero es lo suficientemente intenso para magnetizar el alambre y la pila para que permanezcan juntos. Así, el campo entre pila y alambre es más intenso que entre la pila y el imán, aunque esta sea la fuente original del campo. ¿Raro?

Pos no mucho, recuerda que la intensidad del campo decae rápido con la distancia y que estos materiales no son ferromagnéticos perfectos.  Hay varios efectos magnéticos de este estilo, y mañana presentare algunos.

Pero, ¿por qué llamarlo el efecto "Friend Zone"? Simple, el imán es ese enamorado que quiere atraer a su pila, pero le presentó a ese atractivo y esbelto alambre. Gracias a su amistad, ellos dos se conocieron, incluso mantienen su relación. En efecto, sin ese GRAN AMIGO, su unión se desbarataría. ¿Te suena familiar?

Así que esa historia puede ser un gran detonador para cuando estés en el bar y quieras impresionar con una "nerdiada" o desees dar una clase utilizando historias, tal vez tus alumnos se interesen  más por tu clase de física; y seguro que algún pedagogo trasnochado te felicitara por tus nuevas dotes expositoras.

¿A Vin Disel le gusta hacer la voz chillona? (Video y ciencia)

El famosos actor de acción, Vin Diesel, es bien conocido por su voz grave, que arranca suspiros entre sus fanáticas. Por lo que es hilarante escuchar como se transforma esa voz masculina en un sonido de pito, gracias al Helio inahalado. En el minuto 1:17 del siguiente video puedes comprobar la buena disposición de Vin para ser parte del experimento/show de Jonathan Ross.

¿Por qué pasa esto?

Las cuerdas vocales son responsables importantes de la frecuencia de los sonidos que emitimos al hablar. Pero no son cuerdas, como de guitarra, en realidad son membranas que se cierran un poco cuando vamos a emitir un sonido.

Dependiendo de la tensión de las membranas el sonido puede ser más grave o agudo; además la densidad del aire que circundante puede alterar la frecuencia. El Helio es un gas inerte de densidad inferior al aire que normalmente respiramos. Si el Helio rodea a las cuerdas vocales estas se encuentran con una resistencia menor. Así, para el mismo esfuerzo múscular de la laringe, en tal condición, las cuerdas vocales se tensan más y vibran con mayor frecuencia, por lo que el sonido que producen será más agudo.

Con todo, si se respira demasiado Helio, puede causar asfixia; pues son otras las sustancias que necesitamos para respira, cuidado con hacer esta gracia ;)

Ahora bien, gases con mayor densidad como el hexafluoruro de azufre pueden producir el efecto contrario, una voz más grave. En el siguiente video pueden comprobar los resultados. ¿Cómo se escuchara Vin Disel con la voz más grave?

Experimento casero: ¿Es el ojo de Cosmos? Mejor, es difracción de una bombillo y un CD

Esta demostración es simple, económica y alucinante. Pues se extrae la bella gama de colores de un bombillo en un patrón de difracción, producido por un CD transparente.

Los niños y los adultos de mente lúdica (como yo) aman hacer arco iris. Eso de hacer un prisma con un vaso de agua y descomponer la luz es muy divertido en comidas formales y aburridas. Y a muchos nos gustan las suaves lloviznas porque pueden ser el preludio de un arco iris, incluso disparar a un riachuelo. En una entrada anterior expliqué cómo las gotas de agua forman el arco iris y porque es imposible atravesarlo.

¿Pero donde esta el prisma en este experimento? ¿por qué se descompone la luz?

La luz de la bombilla atraviesa el plástico, con todo y surcos, que son tan pequeños como las ondulaciones de la luz.  De modo que el cambio brusco de índice de refracción entre surcos y plástico produce un efecto de borde: difracción. Aquí, el fenómeno es que la luz se dispersa, abriéndose el haz de su trayectoria original. Más aún, la difracción es dependiente de la frecuencia; de modo que las frecuencias (colores parea este caso) se separan unas de otras, obteniendo el patrón colorido.

Esta demostración es adecuada incluso  para estudiantes de secundaria y preparatoria, pero con una ligera variación, usando una fuente monocromática (un láser, por ejemplo) se puede hacer una experiencia cuantitativa, como lo expliqué en una entrada anterior.

Es posible descomponer la luz blanca revelando sus colores por medio de prismas, polarizadores cruzados y por difracción. Fenómenos diferentes que nos dicen mucho sobre la naturaleza de la luz.

Felices experimentos!!!

Recicla tu televisor viejo y haz un experimento de física moderna

He visto en diferentes blogs propuestas para reciclar esos viejos televisores de tubos de rayos catódicos que ceden terreno ante las modernas pantallas planas de nueva tecnología. Pero tales intentos de reciclaje tratan de hacer objetos de arte y vender la pedacería electrónica. Pero: ¿pueden estos monitores viejos tener una segunda oportunidad en el colegio?

Sí, es posible, de hecho, en anteriores entradas hemos mostrado que estos monitores en vías de extinción se pueden usar como generadores electrostáticos. Sin embargo, profesores como E. S. Cruz de Gracia y M. N. Baibich y amigos del departamento de ingeniería eléctrica, de la universidad tecnológica de Panamá, tienen una propuesta para usar esta vieja tecnología para equipar a los laboratorios de física moderna.

De acuerdo a temarios, cuando hablamos de física moderna básicamente nos referimos a los experimentos e ideas de principios de siglo XX que derivaron en la mecánica cuántica. Ese es (o debería ser) el marco de trabajo de trabajo de los laboratorios de tal denominación. Por tanto, se excluyen muchos experimentos de tecnología sofisticada o ideas posteriores, pues no entran en ese periodo del nacimiento de la mecánica cuántica; pero sea ese otro tema para debatir en otro lado.

Cruz de Gracia afirma en una reciente publicación en Lat. Am. Phy. Edu. que se puede modificar un viejo monitor estándar de TV, alterando su electrónica para sintonizar tensiones eléctricas y colocando en su interior una muestra de grafito policristalino. Dependiendo del voltaje, los electrones se difractaran más o menos por acción del grafito. Los electrones se difractaran mostrando un patrón de anillos concéntricos en lugar de un punto definido, como afirmaría una teoría no-cuántica de materia.

El experimento es hermoso, para algunos el más bello de la historia, pues emociona comprobar que los electrones que solemos concebirlos como materia rígida también se comportan como ondas; pues solo las ondoletas pueden difractarse, las canicas nunca lo hacen. Esta idea, como los experimentos correspondientes, fueron la razón de que muchos científicos recibieran el premio Nobel: J. J. Tompson, Broglie, entre otros.

Cruz de Gracia y sus amigos afirman que además de ser una bonita demostración; la variación de los anillos concéntricos en función del voltaje de entrada permite obtener la constante de Planck. Efectivamente, el documento detalla la electrónica, la inserción de la muestra y la realización de un alto vacío (tarea siempre complicada). Así que para tanto esfuerzo, lo mejor es tener algo que variar y medir para luego concluir, que mejor que una de las constantes que definen nuestro universo.

Pese a nuestra cada vez mayor dependencia tecnológica; por lo general, los temas de física moderna parecen estar lejos de los estudiantes. De hecho, admiramos que bebes de un año de edad prendan y apaguen un televisor, cuando los adolescentes de 17 años desconocen que es la electricidad. Esta propuesta la pueden desarrollar profesores, estudiantes avanzados de electrónica o de física; pero una vez terminado el aparato, el sistema lo pueden operar adolescentes, bajo la supervisión de un adulto, en otro caso... de un profesor.

Referencia

E. S. Cruz de Gracia and M. N. Baibich (2014). Using a TV set to show electron diffraction Lat.Am. Phys. Edu., 7 (4), 625-629

Divirtiéndose con 244 baterías de 9V (Piensa Geek)

Jeremy nos cuenta la historia en su blog. Un día, para entretenerse (y liberar stress) tomó un montón de pilas  viejas y en lugar de lanzarlas para romper algo (la ventana del cubículo de su jefe, solo es una idea LOL) mejor las conectó en serie.

Así el voltaje de cada pila se sumó a la siguiente. siendo pilas viejas el voltaje neto fue inferior a 9*244, pero superior a los 1,000V. De modo que fue suficiente para hacer un arco eléctrico, freír el plástico de los caimanes, un CD y jugar un rato.

Por cierto, ¿Por que no explota el condensador?,  ¿necesita corriente alterna para explotar? Y mira, que ejemplos de explosiones hay varios.

Y... ¿Sí hubiera puesto la lengua entre las terminarles?, ¿se podría electrocutar?

Pues, como él dice: "Nunca lo intentes hacer en casa, es estúpido", el arco de descarga es suficiente para provocar una quemadura de segundo grado, mala idea intentarlo en casa u otro lado. 

Más aún, 50mA son suficientes para parar el corazón, y en corto-circuito de  muchas pilas de  9V en la piel puede ser suficiente para parar tus latidos.  Tal vez, con más de 10 pilas.

Televisión vs. Youtube; el caso de comunicar un mismo tema educativo en diferentes medios.

COMPAREMOS dos casos similares de videos educativos, uno extraído de la televisión y otro diseñado para la Internet. ¿Por qué un video funciona mejor que el otro?, ¿me puede dar una idea de cómo mejorar mis contenidos para la Internet?

Un poco de contexto

En estos días he escuchado muchas opiniones sobre la decadencia de los medios tradicionales de comunicación (llámense periódico, radio y televisión) y la gran popularidad de los medios alternos que se transmiten por Internet.

 

¿Pero que es lo que realmente los hace diferentes?; respuestas fáciles son: “en internet pueden ser las producciones más baratas”; “se apela a la complicidad y simpatía del medio (me pongo una chal en la cabeza y ya puedo actuar como mujer –como Germán Garmendia)”; ó “la libertad de hacer un programa”.

 

Para mí todas estas respuestas están mal. Pues un programa de Internet puede tener gran producción y ser caro, tener una calidad tan alta como cualquier otra producción de otro medio masiva, y la libertad (con sus límites) la ejercen de diferentes formas los comunicadores.

 

Para mí las diferencias principales entre los medios tradicionales e Internet está en su forma de conectar con la gente. Internet debe ser rápido (ya sea para entretener o para informar), enfatiza un objeto a la vez (evita distractores o complementos). Por ejemplo, los programas de televisión de entre-educación tienen demasiados elementos, pues desean abarcar todo. Por el otro lado, los videos educativos de YouTube buscan, en general, presentar, rápido una simple idea.

Ejemplos que contrastan

Vagando por la Internet me encontré dos videos, tratan el mismo tema: magnetos flotando que se equilibran en formas geométricas. El experimento es precioso para cualquier nivel de estudios, pero la forma de presentar la demostración es diferente en los dos videos. La narración de la historia es distinta, por lo que los efectos son dispares. Así es, uno tiene la narración tradicional de la televisión, y el otro tiene un lenguaje más apropiado para la Internet.

Y si hemos de decir que uno es mejor que el otro, debe ser por algo más que una apreciación estética personal. Un video es mejor que el otro porque tiene casi 17.9 veces más visitas por mes, hasta el día de hoy. Es decir, ha sido visto muchas más veces tomando en cuenta cuando se cargaron los videos a la red.

 

Estos son los videos. El primero es de Héctor Ríveros, quien participó en un concurso de experimentos científicos en un programa de televisión popular. Presenta el experimento como si fuera una conferencia especializada, y los conductores con gran esfuerzo buscan aterrizar las palabras de Héctor. Creo que Héctor perdió este concurso, y tampoco ha ganado muchas visitas al video (El video tiene 2640 en 35 meses), pues la demostración es ruidosa y fuera de balance.

 

 

En contraste, Fqmanuel narra visualmente el mismo experimento. Aquí el ángulo de la cámara es mejor, la velocidad de la demostración es mayor, no hay elementos distractores (sin conductores, sin presentador, sin chistes innecesarios, y un largo etc.), hay una edición adecuada en todo el video para mejorar la demostración. El video ha tenido, hasta la fecha, 242 396 vistas en 18 meses.

 

 

Ya en la red los videos compiten en las mismas condiciones por la audiencia. En los dos casos tienen la misma oportunidad de permear a más y más pantallas de portátiles, celulares, televisores digitales. ¿Por qué a uno le va muchísimo mejor que a otro para atraer espectadores? Pues porque los videos fueron grabados en condiciones totalmente diferentes. El video de Hector es un extracto de la TV clásica, mientras que el video de Manuel es la ejecución de un diseño para la Internet. Mismo contenido, diferente presentación; que lleva a diferencias en conectar con la gente, diferencias de audiencia.

 

Aprovecho para curarme en salud. Pues la demostración de Héctor la conozco desde los años noventa del siglo pasado. La primera vez que la vi me impacto, y Héctor ha hecho un gran serio y enorme por difundirlo: programas de cómputo, artículos y demostraciones personales, entre otras cosas.

Esta comparación solo nos sirve para encontrar las diferencias entre los formatos de la TV menos atractiva frente a la los videos de YouTube más seductores. Encontrar tal diferencia nos permitirá crear contenidos más llamativos, de más calidad y que sean más efectivos para transmitir un mensaje. Y tal vez dar una mejor clase de física u otra materia. Como nosotros lo implementemos pues... pues será otra historia para este blog.

 

Por el momento: ¡felices experimentos!!

 

 

Cadena que se acelera gracias a colisiones internas: compresión que causa tensión

EN LOS LIBROS de texto de física, ingeniería, matemáticas o química encontramos muchos problemas estándar resueltos. Estos ejemplos nos muestran una forma de buscar respuestas usando un pensamiento científico. Puede ser gratificante encontrar la solución que el libro sugiere, y es más emocionante cuando encontramos soluciones alternas a las del libro de texto. Tal es el caso del problema de una cadena cayendo sobre un montón de eslabones que tocaron el piso con anterioridad: ¿el eslabón que acaba de tocar la pila de eslabones estáticos afecta la velocidad de caída del resto de eslabones en movimiento? (mira la figura del problema). De acuerdo con el consenso general, la caída de la cadena es indiferente a los eslabones que tocan piso.

Sin embargo, Annop Grewal y amigos de la Universidad de Cornell en N.Y., creen que hay situaciones en que puede ser diferente esta respuesta. Hay casos donde el eslabón en contacto con el piso sigue interactuando con el resto de eslabones y puede jalarlos hacia abajo, aumentando la velocidad de caída de la cadena completa.

Ellos realizaron un modelo mecánico donde el largo del eslabón presenta un ángulo con la horizontal. De modo que un lado del eslabón toca el piso antes que el otro extremo. Al impactar con el piso, el eslabón ejerce efecto de pivote: una torca –una fuerza que depende del largo del eslabón y dicho ángulo– que jala hacia abajo al resto de los eslabones. De tal modo que esta cadena particular puede caer más rápido si toca piso que si cae libremente.

final de fotografía de esta carrera
entre cadenas 

Efectivamente, además de hacer las cuentas, ellos construyeron dos cadenas idénticas de palitos unidos con hilo, cada palito presenta un ángulo con la horizontal que se alterna con en el siguiente eslabón, mira la figura. Al dejar caer al mismo tiempo ambas cadenas, una impacta de lleno sobre una mesa (izq. de la figura); resultado que el final de esta cadena cae más rápido que su gemela en caída libre (der. de la figura). Mira experimento grabado con una cámara de alta velocidad.

De cierto que en una cadena ordinaria este efecto no se observa, pero el efecto es notable en esta cadena que parece una cuerda de tendedero con pinzas.

La realización de este experimento como su discusión teórica es interesante como proyecto semestral para estudiantes que inician sus estudios de física en una licenciatura. los detalles de este trabajo se pueden consultar en la revista oficial o puedes leer el borrador del artículo. En cualquier caso, tenemos un caso donde aún un libro de texto se puede complementar o corregir, así es la ciencia, es una caja abierta a la mejora continua. Como en el caso de los láseres... pero esa es otra historia para el blog.

Imágenes sucesivas del experimento con de las dos cadenas al dejarlas caer 

Ref.

Grewal, A., Johnson, P., & Ruina, A. (2011). A chain that speeds up, rather than slows, due to collisions: How compression can cause tension American Journal of Physics, 79 (7) DOI: 10.1119/1.3583481

Midamos la gravedad de la Luna usando un video histórico del Apollo-15

David Scott, comandante de la misión Apollo-15, fue video-grabado dejando caer al mismo tiempo una pluma y un martillo. Originalmente, el experimento sirvió para comprobar la afirmación de Galileo de que los cuerpos –sin importar su masa– caen con la misma aceleración.

Mejor aún, utilizando el archivo del video de la NASA, (fichero .mov, 8’3 Mb, 15 fts) y un programa open-source de análisis, Tracker, es posible evaluar el valor de la gravedad g de la Luna, y de paso demostrar que el hombre sí ha estado en la luna, ahh y encontrar otras curiosidades de mecánica clásica de nivel preparatoria.

Por mi cuenta realice el ejercicio, y estas son mis resultados.  Espero con este ejemplo entusiasmarles para que hagan su versión (y me digan en los comentarios de la entrada cuanto obtuvieron) o que lo realicen en alguno de sus cursos de física.  Este es el video que utilice.

En el proceso del análisis hay que fijar una distancia, utilice la altura del astronauta, aproximandola a 1.80 m (pero me dicen que el traje mide aprox. 2.0 m). Después de modo manual analicé tanto la caída del martillo como de la pluma.  Los datos relevantes los analicé y los grafiqué.  La imagen de la entrada es el resultado, donde también he colocado la ecuación fundamental para el ejercicio.

Datos y análisis de la variación de la altura
en función  del tiempo en la caída libre de un
martillo y una pluma en la Luna

Se observa que la caída del martillo y de la pluma son muy similares. Además ambas se ajustan bien a una parábola (un factor de R^2 superior a 0.98 lo confirma). Por tanto, sin importar la masa, los cuerpos son acelerados igual a cada unidad de tiempo; como afirmo Galileo.

Por otro lado, la aceleración en caída libre en la Luna vale 162 cm/s^2. Sin embargo, en el mejor de los casos, obtengo un valor de a 215 (9) cm/s^2. O sea, hay una discrepancia entre mi resultado y la referencia de casi el 32%.  Lo cual puede ser ocasionado por la referencia de la altura del astronauta. Por lo cual debería hacer el ejercicio con más cuidado, recabar información de otros que estén haciendo el mismo ejercicio y presentar un promedio; este es justo el ejercicio que estoy proponiendote.

Finalmente, el valor calculado de g en la Luna es mucho menor que de la g terrestre. Por lo cual tenemos una evidencia extra de que estos videos son reales y que el hombre si piso al satélite natural de la Tierra.

Todavía hay más jugo que sacar del análisis de estos videos.  Por ejemplo: ¿La velocidad inicial con la que cayeron es cero?, Con un ejercicio inverso, conociendo la gravedad de la Luna ¿se puede inferir la altura del astronauta?, entre otros ejercicios que espero les diviertan

Como lo mencionaron en el blog francis the mulenews, el ejercicio anteriormente fue propuesto y publicado en la revista Physics Education, pero yo NO he visto el articulo para hacer esta entrada. De modo, que ahí tienen más material para complementar lo que aquí les he mostrado.

Por último, les comento que seguiré mostrando análisis de imágenes para estudiar física (ya lo hice en una entrada sobre hidroestática) y otras aplicaciones de video... pero esa es otra historia.

¡Felices experimentos y dejen un comentario sobre sus descubrimientos!!

Bibliografia complementaria

Persson, J., & Hagen, J. (2011). Videos determine the Moon's

Physics Education, 46 (1), 12-13 DOI: 10.1088/0031-9120/46/1/F01

Construcción de una rejilla de difracción de transmisión por medio litografía suave con PDMS

El PDMS es un polímero que alcanza una transparencia alta después de ser fraguado por una reacción de inter-cruzamiento organometálico. Como la mayoría de los polímeros, antes de endurecer este material puede reproducir las características de la superficie de contacto. En el video del experimento diferentes muestras de polímero están en contacto con las pistas de un CD y un DVD.

¿Qué tan bien se copian bien las pistas?

Por medio de la difracción de un haz láser se puede medir el tamaño de las marcas y el espacio entre pistas. En otra entrada te mostramos detalles de cómo unos estudiantes realizaron esta medición.

Ahora bien, Estas rejillas de difracción son flexibles, por lo que se puede medir las variaciones mecánicas de la estructura por la misma difracción.

Construir rejillas de difracción de alta calidad es importante para mejorar la eficiencia de diferentes aparatos espectroscopicos, como lo mostró una muchacha de 17 años al construir un telescopio especial.

Puedes probar con otros polímeros que estén al alcance de tu mano para hacer tus rejillas de difracción, después caracterizarlos. Y finalmente, medir su deformación por medio de la difracción. Todo esto es un buen proyecto de investigación escolar; tanto que este semestre lo he visto desarrollado por algunos estudiantes de mi Facultad.

Pero dinos. ¿Qué tan estable es el polímero usado?, ¿Dura meses sin deformación?

¿Cómo se puede medir su transparencia?

Video: ondas estacionarias en un pandero: arena de colores y ondas mecánicas

Un pandero grande se coloca horizontalmente sobre una bocina amplificadora, se utiliza un generador de funciones, pero también puedes usar un software. Se esparce uniformemente la arena en el pandero. Entonces, al encender el generador de funciones la membrana del pandero presentará zonas que se mueven mucho –llamadas antinodos–, y otras zonas estáticas  –llamadas nodos –. Cuando vibra el pandero la arena cae en los nodos, mostrando un patrón característico tanto de la forma de la membrana como de la frecuencia del generador de funciones.

Estos patrones me gustan mucho, especialmente por la simetría que presentan. Con todo, hay muchos otros sistemas que presentan patrones de ondas estacionarias, de ellos ya les platique en otras entradas. Por ejemplo, placas cuadradas, tubos en llamas, membranas de jabón, incluso los haces de un láser pueden presentar un efectos similar de ondas estacionarias. Por ello, este fenómeno es importante para describir muchos efectos en la naturaleza, incluso son la base conceptual de la mecánica cuántica: la energía solo puede presentarse en estados discretos, no existen estados intermedios.

Preguntas para pensar:

¿Por qué al poner el dedo en el pandero del video, salta la arena (min. 2:31)?

¿Viendo los patrones que se forman en el pandero se puede deducir la frecuencia que emite el aparato?

Experimento casero: ¿Por qué los atardeceres son rojos y el cielo es azul? (video, esp)

Para hacer este experimento requieres: una lámpara, agua, un poco de leche y un recipiente transparente (mientras más largo es mucho mejor). En el video sig. se muestra el proceder.

Sobre el procedimiento

Entre otros colores, la luz solar contiene componentes azules que son fáciles de esparcir cuando el medio contiene partículas. En el caso de la atmosfera pueden ser partículas de polvo, además de que estas capas son muy grandes. Para el caso de nuestro experimento aumentamos la cantidad de partículas añadiendo la leche. La cual se ve de color blanco porque es un gran material para esparcir la luz. Este sencillo experimento demuestra que otras fuentes de luz, aparte del Sol, pueden tener tonos rojos cuando las vemos desde un ángulo correcto. Sí, ese puede ser el caso de la luna de color rojo. Entonces, ¿está descartado poder ver una luna de color azul?

Aun más, el efecto de dispersión se puede presentar en cualquier planeta con atmosfera, dependiendo de que clase de partículas tenga pueden variar su tono. Por ejemplo, la luna no tiene un cielo de color azul, ni atardeceres rojos; pues la luna no tiene un cielo. Pero Marte si presenta coloridos atardeceres que contrastan con el color de su cielo, ¿pero será este cielo rojo o azul?.

Con todo, ciertos atardeceres sobre el horizonte del mar puede presentar un destello de color verde. Efecto que describió Julio Verne en una de sus novelas famosas. ¿En este experimento se puede reproducir tal destello verde?

Finalmente, si contamos con un filtro polarizador, utilizado en fotografía, puede mostrarnos que esta luz esparcida esta polarizada, como la luz del cielo. Las razones físicas de esta polarización… son otra historia; por lo cual les desamaos a todos: Felices experimetos !!!!

Experimento casero: Cómo medir el grosor de un cabello con un apuntador láser

Este video (ingles) muestra cómo usar el efecto de la difracción luminosa para poder medir el grosor de un cabello. Para hacer este sencillo experimento se requiere un flexometro y saber la longitud de onda de emisión del láser utilizado.

¿Qué es lo que vemos?

El grosor de un cabello es del orden de magnitud de la longitud de onda de un láser. Así, cuando la luz láser incide en el cabello ser produce el efecto de difracción; el cual sólo presentan las ondas.

Si el cabello esta vertical, el patrón de difracción es horizontal. Presentara manchas (llamadas órdenes de difracción), tomando en cuenta cuántas de estas manchas medimos, la distancia relativa entre manchas, la distancia entre la fuente de luz y la pantalla, y la longitud de onda del láser se puede estimar el grosor del cabello.

Recuerda que este patrón de difracción es de campo lejano. Es decir, sin utilizar lentes, se requiere una gran distancia para observar el patrón de difracción.

¿Qué más se puede hacer?

Pues resulta que no todos los cabellos son igual de gruesos, por lo cual es un buen experimento hacer un estadística del grosor de cabello en un salón de clases.

Más aún, el grosor del cabello depende si este es lacio o chino, y especialmente para el cabello chino se puede comprobar que este grosor varia en el corte longitudinal; es decir, el cilindro que forma a un cabello chino contiene una elipse en lugar de un circulo. (¿puedes comprobar esta afirmación?).

Además este puede ser el primer paso para hacer combinación de otros patrones de difracción que son muy atractivos. Y una variación más sofisticada implica usar una pantalla translucida (e.g. papel cebolla) y una cámara digital para hacer las mediciones, como ya lo explicamos en un anterior post.

La idea es que hagas este experimento con la supervisión de un adulto, tu profesor por ejemplo, y que te ayude con la traducción ingles-español. También puedes practicar tu ingles con esta clase de videos. Sin embargo ya estas preparando unas versiones en español...pero esa es otra historia.

Preguntas para pensar

Si no cuento con un láser ¿puedo medir el grosor del cabello con una fuente de luz más convencional ?

Felices experimentos!!!

¿Puede flotar una bola de bolos en una pecera?

Los aficionados a los bolos saben que hay varias clases de bolas para este juego, pero todas son pesadas. Por ello, poca gente se imagina que estas bolas puedan flotar en agua corriente.

Bueno este video es un demostración del hecho.

¿Por qué sucede esto?

Todas las bolas de bolos tienen la misma medida, el mismo volumen; pero su peso es diferente. Por tanto, su densidad es diferente. Las bolas que tengan la misma densidad o menor que el agua pueden flotar en el agua; sin embargo, las bolas con mayor densidad que el agua, se hundirán hasta el fondo. Todo esto sucede como describe el principio de Arquímedes.

Y es este famoso principio de la física que explica porque eso enormes buques de pesado acero pueden flotar en el mar. Con todo, este principio se puede aplicar en muchas otras clases de fluidos y medios.

Los siguientes tres ejemplos son los que mejor ilustran la diversidad de

1) La Ley Arquímedes y el Calentamiento Global

2) Arquímedes y el auto compacto

3) Video: balanza y bomba de vacio para mostrar el principio de Arquímedes

Pregunta para pensar

¿Qué tanto flottan nuestros cuerpos en el aire?

Experimento casero: ¿Cuál es la distancia entre los surcos de un CD?

En este video (en español) una estudiante nos explica acertadamente cómo hacer el experimento

Objetivo del experimento

Medir la separación de las lineas de barrido de los surcos de un CD las cuales son tan peuqeñas que no se pueden ver a simple vista.

Materiales

Los materiales necesarios son una fuente de luz láser (de la que se sepa su longitud de onda), un CD, cinta metrica, cartulina negra, tijeras, una pantalla, cinta adhesiva y un soporte para el láser.

Procedimiento

1. Recorte un círculo de cartulina del diámetro del CD. Haga en el borde del disco de cartulina un orificio cuadrado de 5 mm de lado y luego fije el mismo con cinta adhesiva sobre la cara reflectora del CD.

2. Instale el CD sobre un soporte cuidando que la ventana del disco de cartulina quede sobre un diámetro horizontal.

3. Coloque el conjunto del CD a una distancia no menor de un metro de la pantalla (o pared) sobre la cual se proyectarán los rayos de luz láser provenientes del CD. Recuerde que el plano del CD debe ser paralelo al de la pantalla.

4. Coloque la fuente de luz láser entre el CD y la pantalla y procure que el haz de luz incida perpendicularmente sobre la parte descubierta del CD.

Explicación

Como se sabe un CD tiene líneas en espiral muy próximas entre sí. Los surcos de las líneas de barrido y la separación de las mismas son tan pequeños que no es posible apreciarlos a simple vista. Cuando un haz de luz láser incide perpendicularmente al plano del disco, éste se comporta como una rejilla de reflexión y genera patrones de interferencia claramente observables en una pantalla de proyección, pared o pizarra.

Si Y es la distancia de separación entre la cara reflectora del CD y la pantalla, X la separación entre los puntos de orden cero y uno proyectados sobre la pantalla, θ el ángulo subtendido por los rayos incidente y reflejado, y λ la longitud de onda de la luz láser, la separación de las líneas de barrido puede calcularse mediante la ecuación siguiente:

d=λ/senθ donde, θ=tan-1 (X/Y)

Finalmente debo mencionar que los creadores de este video y ejecutores de este experimento son:

Amsi Palomo Castillo

Osman Nicolas Barahona

Judith Miranda

Alejandro Jesús Mejía

Xiomara Gonzales

Gustavo Reyes

¡Felicidades muchachos!!!

Salva tu taza de café favorita en un experimento de momento angular

Este experimento casero requiere: una cuerda, unas tazas y dos lápices. Efectivamente, el momento angular ayuda a salvar de la segura destrucción a la tasa.

Es de destacar que el video utiliza el recurso de la cámara-lenta para ver ángulos de este efecto.

El experimento es ideal como una demostración en una clase de mecánica clásica. Sin importar el nivel, es una gran ilustración. De hecho, en este video, el profesor Kevin Walsh muestra como interactúa el peso de un cuerpo al caer para salvar de la destrucción segura de su taza de café favorita

Preguntas para pensar

¿Qué pasa si se anula la fricción entre la cuerda y el lapiz?

¡Felices experimentos!

Experimento casero: Haz tu cocina motorizada con un rotomartillo

Sí, al puro estilo de Tim Allen en el programa de TV: mejorando la casa. En este video se muestran cuatro modos simples de utilizar un romartillo de baterías para hacer más sencillas las tareas de cocinar: 1) una mezcladora, 2) un molino de pimienta, 3) un cortador de queso y 4) un limpia platos.

Ciertamente, estos aditamentos son totalmente innecesarios para la cocina, pero son muy divertidos.

Ahora bien, ¿esto se puede considerar tecnología?, ¿puede ser parte de algún producto comercial?

Pues bien, dado que cualquiera puede construir uno de estos aditamentos, comercialmente es poco viable. Así le paso al señor Brewster, quien llegó a tener una patente para construir calidoscopios, pero como estos son muy fáciles de fabricar, pues... su negocio fue poco prospero.  De ese tema les platique en una entrada anterior.

Y sobre si es tecnología, pues bien... personalmente creo que si esta idea le resuelve el problema a alguien, ese alguien usa este aparato con cierta frecuencia, y le hace sentirse más eficiente. Sí, esto es un ejemplo de tecnología. Porque aquí lo importante es la herramienta y no el proceso.