Con La Ciencia...¡sí Se Juega!

Nombre del experimento: Equilibristas variados Categoría: Mecánica Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: Lo fácil que es fabricar equilibristas con materiales baratos y de manera muy sencilla Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Cartulina - Arandelas - Cañitas de plástico - Cuerda - Alambre - Bolas de ratón de acero - Alfileres pequeños Descripción: Mariposa equilibrista: Se toma un trozo de cartulina, con un molde de mariposa se dibuja, y se recorta. En cada extremo de las alas se pega una arandela de metal

Cuando se coloca la mariposa apoyada sobre el extremo de un bolígrafo, ésta se mantiene en equilibrio. Al pegar las arandelas en los extremos de las alas de las mariposas estamos colocando el centro de masas por debajo del punto de apoyo, consiguiendo así que haya equilibrio. Otras variantes del experimento anterior son las que aparecen en las siguientes fotos:

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Pescador

Lápiz equilibrista

Muñeco equilibrista

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Perrito

Estrella equilibrista Con esta experiencia se puede observar cómo varía el punto de equilibrio al variar la distribución de la masa.

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Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Página web de Rafael García Molina

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Nombre del experimento: Tentetieso Categoría: Mecánica Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: Como el equilibrio de un cuerpo depende de la posición de su centro de gravedad Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Bolas de las de los juguetes de los niños - 1 Bola de un huevo Kinder - Arena - 1 Bolsa de plástico - Restos metálicos Descripción: Se toma una bola y se rellena hasta la mitad con arena y restos metálicos, después se coloca un trozo de bolsa de plástico que sobresalga y se cierra la bola. A continuación se recorta los restos de bolsa y se envuelve con cinta aislante. Se pega la otra bola y el huevo kinder, se ha colocado un muelle y una bola de un collar de gitana para adornar. El tentetieso no se cae porque el centro de masa se encuentra muy bajo y cuando lo tumbamos se levanta rápidamente volviendo a su posición de equilibrio. En la foto se puede ver uno de los tentetiesos que se han fabricado:

Existe algún riesgo: No Bibliografía: Está sacado de un juguete que trajo un alumno.

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Nombre del experimento: Tarjeta caprichosa Categoría: Papiroflexia Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: Cómo varía la estabilidad de un cuerpo al cambiar la posición de su centro de gravedad Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: Folios de papel de colores Descripción: Una simple construcción de papiroflexia permite construir una figura de apariencia simétrica, pero cuyo comportamiento no lo es. Esto se pone de manifiesto dando un pequeño golpe seco a la figura arriba en sus dos posibles posiciones verticales. El resultado es que en una posición da una vuelta entera y en la otra sólo cae hacia abajo. Este comportamiento inesperado es el que explota el experimento.

La explicación de por qué ocurre esto es simple. La aparente figura simétrica tiene el doble de peso en uno de los extremos, con lo cual en una posición tiene el centro de gravedad mucho más alto que en la otra. Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Página web de Grand Ilusions.

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Nombre del experimento: Giróscopo casero Categoría: Peonzas Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera ¿Qué se pretende demostrar?: Una aplicación compleja de la segunda Ley de Newton. Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Un tubo de PVC - 2 arandelas grandes - 2 puntillas pequeñas - Un trozo de panel pequeño - 2 enganches de varillas de paraguas (pieza donde es cosida la tela del paraguas) - Barrita arregla todo - Una varilla cilíndrica de madera Descripción: El fundamento no es simple. El giroscopio o giróscopo es un dispositivo mecánico formado esencialmente por un cuerpo con simetría de rotación que gira alrededor de su eje de simetría. Cuando se somete el giroscopio a una fuerza externa, que en este caso es el peso, que tiende a cambiar la orientación del eje de rotación su comportamiento es aparentemente paradójico ya que el eje de rotación, en lugar de cambiar de dirección como lo haría un cuerpo que no girase, cambia de orientación en una dirección perpendicular a la dirección "intuitiva".

El giroscopio tiene un movimiento característico de precesión, el que hace que baile y otro de nutación, que hace que vibre. El análisis del movimiento es complejo, pero una idea simple y fundamental a inculcar es como las condiciones iniciales, en este caso una gran velocidad inicial de rotación, hace un movimiento totalmente diferente a otro en el las condiciones iniciales fueran otras. Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Pág. web Wikipedia 7

Nombre del experimento: Peonza que se da la vuelta Categoría: Peonzas Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera ¿Qué se pretende demostrar?: Conservación de la energía y del momento angular. Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Una bola de madera - Un lápiz cilíndrico Descripción:

El fundamento del por qué la peonza se da la vuelta no es simple, resulta de una combinación del principio de conservación de la energía y el principio de conservación del momento angular. Además, el hecho fundamental es que el centro de gravedad de la peonza no coincide con el centro de la esfera. El punto de contacto con la superficie no coincidirá con el eje rotatorio. Ya que el punto de contacto no coincide con el eje rotatorio, la peonza se deslizará sobre la superficie en un círculo alrededor del eje rotatorio. La fricción suministra el momento de rotación necesario para la inversión de la peonza. Peonza casera

Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Página web The Tippe Top 8

Nombre del experimento: Peonza autoenrollable Categoría: Peonzas Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera ¿Qué se pretende demostrar?: Una aplicación compleja de la segunda Ley de Newton. Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Una tapa de bote de vidrio - Un lápiz - Un muelle de un portapilas - Una bola de un collar de gitana - Un trozo pequeño de tubo de PVC - Cuerda fina Descripción: Una peonza es un cuerpo que puede girar sobre una punta sobre la que sitúa su centro gravitatorio de forma perpendicular al eje de giro, equilibrándose sobre un punto gracias a la velocidad angular, que permite el desarrollo del efecto giroscópico. En este caso la peonza tiene la cuerda que se autoenrolla como un serpentín y hace que su uso sea mucho más cómodo.

El poder giroscópico gradualmente disminuirá debido al rozamiento del aire, conduciendo a que el cuerpo se balancee trazando una trayectoria circular de su punto de apoyo hasta que ésta es mayor que el centro de gravedad provocando finalmente la caída. Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Web de Wikipedia, la idea se sacó de una peonza que le regalaron a mi hijo

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Nombre del experimento: Tubo tormenta Categoría: Ondas Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: El sonido es una vibración Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Tubo de cartón. - Un trozo de acetato grueso. - Un muelle con constante de elasticidad baja. Descripción: Consiste en un cilindro de cartón de unos 20 centímetros de largo y 7-10 cm de diámetro al que unimos mediante una membrana de plástico un muelle de unos 25 cm de largo con una constante de elasticidad baja.

Cuando se mueve el tubo de un lado a otro se escucha un sonido parecido al de los truenos de una tormenta. Al mover el tubo en el muelle se produce una vibración que se transmite al tubo, mediante la membrana de plástico, actuando éste como una caja de resonancia que produce el sonido parecido al de un trueno.

En las siguientes fotos se pueden observar algunos detalles del tubo tormenta:

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Existe algún riesgo: No Bibliografía: Está sacado de un juguete que compramos en la librería Rayuela de Sevilla

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Nombre del experimento: Instrumento casero Categoría: Ondas Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: La relación existente entre la vibración de un material y la producción de un sonido Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Un bote de Nesquik - Un tubo de PVC fino - Un globo - Una cañita de plástico - Pistola de silicona termofusible Descripción: Se toma el bote de Nesquik y se le hace un agujero en la tapa posterior, del grosor del tubo de PVC, y otro agujero en la tapa de plástico del bote. Se coloca el globo bien tenso en la boca del bote y se cierra con la tapa de plástico, fijando ambas piezas con cinta adhesiva. A continuación se mete el tubo de PVC por la parte inferior hasta que toque el globo y se pega con silicona termofusible. Por último se hace un agujero en el lateral para introducir un trozo pequeño de una cañita de plástico. Cuando se sopla por la cañita lo que ocurre es que el aire hace vibrar el globo y sale por el tubo produciendo un sonido que será más grave o más agudo dependiendo de: La tensión del globo y del grosor del tubo de PVC.

En las siguientes fotos se pueden observar algunos detalles del instrumento:

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Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Idea sacada de una bocina hecha por un alumno

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Nombre del experimento: Airzooka Categoría: Fluidos (aire) Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: Que el aire es materia Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Un paquete de galletitas pequeño - Un globo - Cinta adhesiva Descripción: Consiste en un paquete de galletitas al que se le hace un agujero en su base, a continuación se coloca un globo pegado con cinta adhesiva. Cuando se estira el globo y se suelta todo el aire que estaba dentro sale bruscamente por el agujero de la base, con una velocidad más alta debida al estrechamiento que se produce al ser este agujero más pequeño que la tapa del bote, convirtiéndose en un cañón de aire. El diseño del airzooka se puede observar en las siguientes fotos:

Existe algún riesgo: No Bibliografía: Está sacado de un juguete que vimos en la librería Rayuela de Sevilla 14

Nombre del experimento: Ensarta el globo Categoría: Fluidos Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera ¿Qué se pretende demostrar?: Principio de Bernouilli en su versión aplicada al aire que proporciona un secador y el aire contenido en un globo. Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: • Secador de pelo. • Globos. • Cilindros de papel higiénico o cartulina para fabricarlos. • Cordel de lana. • Cilindros de papel albal o cartulina para fabricarlos. • Base de corcho. Descripción: Se trata de construir un juego de habilidad que hará las delicias sobre todos de niños. Preparamos una base de corcho rectangular en la que podamos insertar 3 cilindros del tipo de papel albal pero de diferentes alturas. A continuación llenamos un globo casi lo máximo posible y le ponemos en su base un cilindro del tipo papel higiénico sujetándolo con una cuerda de la siguiente manera: Atamos dos cuerdecitas de lana al nudo del globo y por el otro extremo lo fijamos al tubo de papel higiénico al que le hemos hecho unos cortecitos verticales con un cutre. Ya tenemos el juego preparado, se trata de ensartar el “globo bastón” en los palos de la base del corcho “enchufándole” el aire de un secador desde abajo. Con un secador de peluquería potente se puede conseguir un efecto muy bueno de colar el globo a gran distancia si también llenamos bastante éste.

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El experimento debe explotar este punto, cómo levanta el aire del secador el globo. La explicación es simple. Por sorprendente que pueda parecer, al aumentar la velocidad de un fluido (líquido o gas) disminuye su presión. Este hecho descubierto por Bernouilli es una consecuencia de la conservación de la energía. A medida que nos separamos del centro del chorro de aire su velocidad disminuye y como consecuencia aumenta su presión. Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Web de CienciaNet - Web de sciencetoymaker.org

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Nombre del experimento: Escaladores Categoría: Mecánica Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: En este experimento ocurre algo similar al utensilio que usan los escaladores para trepar usando dos cuerdas, mientras en un lado el aparato tiene rozamiento el otro no tiene y se desliza por la cuerda en sentido ascendente, siguiendo este proceso alternativamente consiguen subir por la cuerda. Además se quiere demostrar lo fácil que es fabricar algunas veces un juguete. Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Un trozo de panel - 2 trozos de cañita de plástico - 1 listón de madera pequeño - Cuerda - Cuentas de madera Descripción: Lo que ocurre es que al tirar de un cordel (el derecho, por ejemplo,) la cañita de la derecha del escalador permanece vertical y por él se desplaza el cordel hacia abajo gracias al balanceo de la varilla rígida. Al mismo tiempo, donde el cordel izquierdo roza la cañita, la tensión del cordel tiene una componente que es perpendicular a la superficie en contacto, lo que produce una fuerza de rozamiento entre la cañita y el cordel izquierdo. Ésto hace que la cañita izquierda del escalador se desplace unos centímetros hacia arriba arrastrada por el cordel izquierdo, que ha ascendido al inclinarse la varilla rígida hacia la derecha. Seguidamente se repite el mismo proceso, pero intercambiando izquierda por derecha. De este modo, el escalador va trepando hacia el lugar donde está colgada la varilla basculante.

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Detalle de la parte trasera del escalador

Existe algún riesgo: No Bibliografía: - página web de Rafael García Molina

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Nombre del experimento: Pajarito descendedor Categoría: Mecánica Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: La variación de la fuerza de rozamiento de un objeto dependiendo de su posición Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Taco de madera para la base - 4 Bolas de madera de diferentes tamaños - 1 Muelle - 1 Aguja de punto - 1 Pompón Descripción: El pajarito se desliza por la bola de madera que rodea a la aguja. Cuando la parte inferior de la bola está en contacto con la aguja, se genera una fuerza de rozamiento que evita su deslizamiento. Entonces el pajarito permanece inmóvil. Pero cuando el muelle que une el pajarito a la bola de madera comienza a oscilar, ésta también oscila alrededor de la posición vertical del alambre, golpeándolo alternativamente con su parte superior e inferior. Cada vez que lo golpea, la fuerza de fricción evita que la bola de madera caiga, pero entre golpe y golpe la bola está alineada con la aguja y va descendiendo según la secuencia con que tocan sus bordes superior e inferior la aguja central.

Existe algún riesgo: No Bibliografía: -Página web del I.E.S. Juana de Pimentel

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Nombre del experimento: Cuna de Newton Categoría: Mecánica Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: La conservación de la energía en los choques elásticos Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Madera para fabricar la estructura - Hilo de Nylon - 7 Bolas de llaveros de una tienda de todo a 1 euro Descripción: Consta de seis bolas idénticas, cada una de las cuales cuelga de un par de hilos, de manera que todas ellas están en contacto y alineadas. Cuando se separa una de las bolas de un extremo y se suelta para que choque contra las otras bolas, se observa que la bola que hay en el otro extremo se pone en movimiento y alcanza la misma altura que la bola que se soltó inicialmente; mientras tanto, el resto de bolas permanece en reposo. Este ciclo de oscilaciones, en el que alternativamente sale disparada una bola de cada extremo (mientras que las otras cuatro quedan en reposo), se repite hasta que el movimiento se detiene debido a la fricción. Independientemente del número de bolas que se liberen para iniciar el movimiento, siempre entran en movimiento las mismas bolas de cada extremo del conjunto. El comportamiento de este movimiento pendular puede explicarse aplicando la conservación del momento lineal y de la energía cinética a una secuencia de colisiones elásticas entre bolas vecinas.

Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Página web del I.E.S. Juana de pimentel

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Nombre del experimento: Bote obediente Categoría: Mecánica Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: Los conceptos de peso, tercera de Ley de Newton y conservación de la energía elástica. Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: • Cútter o tijeras. • Una lata. • Una goma ancha gruesa. • Tuerca de 50 g. • Clip sujetapapeles. • 2 alfileres. Descripción: Realiza dos hendiduras de 1 cm de longitud en el centro de la base y de la tapa de una lata cilíndrica de galletas o bombones, introduce a través de las mismas un trozo de goma grueso (de las que se usan de elástico para la ropa o bien de cámara de aire de neumático de bicicleta) de la misma longitud que la lata y ténsalo en los extremos con dos alfileres. Cuelga una tuerca de unos 50 g en el centro de la goma con un clip sujetapapeles. Si das varias vueltas a la lata hacia delante, al soltarla girará en dirección contraria. Así el bote vuelve que es lo que trata de explotar el experimento:

La explicación del hecho es simple. Es una aplicación conjunta de la tercera Ley de Newton y la conservación de la energía elástica. La Fuerza de la gravedad evita que la tuerca gire al mismo tiempo que la lata. Continúa colgando de la goma y se enrolla con cada rotación. Cuando se libera la fuerza de la tensión acumulada en la goma, la lata gira hacia atrás “obedeciendo” al experimentador. Existe algún riesgo: No Bibliografía: - H.J. Press “Experimentos sencillos con sólidos y líquidos”.Ed. Oniro 2005.

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Nombre del experimento: Pluma levitante Categoría: Magnetismo Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: La repulsión de los polos iguales en imanes Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Imanes rectangulares y circulares de ferrita. - Un trozo de madera. - 4 cuñas de madera con un ángulo aproximado de 45º. - Una lámina pequeña de metacrilato. - Un trozo de palo de pinchito de madera. Descripción: Este juguete es útil para investigar las fuerzas que son capaces de sostener un objeto pesado levitando en el aire. Consiste en una pieza que contiene imanes en sus extremos que levita apoyada sobre una superficie plástica sujeta a una superficie de apoyo que también contiene varios imanes colocados de forma que la pluma no se caiga. La disposición de los imanes se puede observar en el gráfico siguiente:

La pluma no cae porque los imanes están colocados con los polos iguales, la lámina de metacrilato está puesta para que la pluma no salga hacia atrás. Hay que buscar el ángulo idóneo para que la pluma permanezca en equilibrio, en caso contrario los imanes tienden a atraerse.

Existe algún riesgo: No Bibliografía: El diseño está sacado de una pluma levitante que compramos en una tienda de todo a cien. 22

Nombre del experimento: Escalador Magnético Categoría: Magnetismo y fluidos Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera. ¿Qué se pretende demostrar?: El efecto de un campo magnético a través de una superficie y el principio de Arquímedes Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Tubo de PVC - 2 Tapones para tubo de PVC - Un corcho de una botella de vino - 2 imanes - Un trozo de cartulina para hacer el muñeco Descripción: Consiste en un tubo de PVC lleno de agua tapado en sus extremos con dos tapones para tubo de PVC, se introduce el corcho de una botella de vino con un imán pegado en su centro. En el exterior se coloca una figurita con un imán con el polo contrario al del corcho.

El corcho se encuentra en la parte superior, cuando se invierte el tubo el corcho tiende a subir arrastrando el muñequito de su exterior, produciendo un efecto muy espectacular.

Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Página web de Grand Ilusions 23

Nombre del experimento: Loop glider Categoría: Papiroflexia Autor: Enrique Vega Palas, José María Pizzano Mancera ¿Qué se pretende demostrar?: Una aplicación sorprendente del Efecto Venturi. Público Objetivo: Todos los públicos Materiales necesarios: - Un folio de papel - Una cañita de plástico - Cinta adhesiva Descripción: Construir dos tiras rectangulares de dimensiones 2 por 16 cm y 2 por 10 cm respectivamente y pegarlas a la pajita como se indica en la figuras. Ya tenemos listo un avión que vuela bastante bien.

El fundamento es el siguiente, se forma un cono de aire que hace que pueda volar correctamente, debido a que surge un chorro de aire bien dirigido y al efecto Venturi, la diferencia de velocidades de aire entre fuera del cono y dentro en las tiras de papel hace que el avión vuele bastante lejos. Si lo lanzamos al revés vuela muy poco y hacia arriba porque no se dan las condiciones de chorro de aire bien dirigido como antes. Existe algún riesgo: No Bibliografía: - Idea sacada de un juguete hecho por un alumno

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