La varita mágica

El generador de Van der Graaf facilita la realización  de muchos experimentos muy atractivos con los alumnos, aunque tiene un  coste apreciable (pero no excesivo, porque dura toda la vida). 

La varita mágica funciona con pilas y genera cargas por rozamiento cuando accionas el pulsador, porque se trata de un  minigenerador de Van der Graaf. Cuando la acercas a la lata produce separación de cargas en ella por inducción, de forma que las de signo contrario a las de la varita se sitúan en el lado donde está la varita y la lata queda atraída a distancia, rodando por la superficie. También se pueden hacer los demás experimentos que se ven en el vídeo.

En este modelo (Fun Fly Stick), que tiene la varita transparente, se ve el mecanismo interior, similar al de un generador Van der Graaf.

El modelo que utilizamos es Science Stick (en www.science4you.com se dan detalles sobre su funcionamiento). Hemos comprado varios por 5 euros en Toy Club Express Salamero, situada en la plaza de Salamero de Zaragoza, pero los agotamos todos.

Se puede encontrar este modelo u otros similares en otras tiendas, pero habitualmente son más caros en Aliexpress, Amazon, eBay o tiendas de material didáctico como Eurekakids, no menos de 15 euros en el mejor de los casos.

Modelos moleculares para el aula

La construcción de moléculas es una de las actividades más agradecidas de las que se realizan en el aula. Modelos moleculares hay muchos, pero no es fácil saber cuáles son los que tienen mejor relación calidad-precio. 

Desde hace muchos años he trabajado con los modelos ORBIT Cochranes, que son de muy buena calidad, importados de la Gran Bretaña y que en su día resultaban bastante caros.

Pero ahora hay unos bastante parecidos vendidos por Magical Science en Aliexpress que resultan muy económicos, y que además se pueden comprar por unidades de cada uno de los elementos. Eso sí, les encuentro una pega estética: el H por convenio es blanco en todos los modelos, y en este caso es naranja. Por contra, hay una ventaja importante, y es que las bolas de cada elemento son de 0,9 mm de diámetro, mucho mayores, y los modelos quedan mejor.

Hay disponible un listado para comprar piezas sueltas, con un pedido mínimo de 30 dólares. Para hacerse una idea, el átomo de H cuesta 0,026 $, los de C, O, N, etc, 0,036 $, y los tubos de enlace 0,019 o 0,024 $, así que por menos de 30 euros se pueden adquirir sobre 800 piezas.

Como ya me han llegado, solamente decir que son estupendos, muy baratos y que quedan unas estructuras monísimas.

Propulsión a chorro

Para facilitar la comprensión de los principios de la dinámica hay muchos experimentos y vídeos en la web, que visualizan los fenómenos y acercan la formulación matemática a la vida real.

Aquí uno más, pero de producción propia. Se trata de ver el efecto de retroceso en los disparos, es decir, la tercera ley de la dinámica o principio de acción y reacción.

Para ello no hay más que preparar un carrito con muy poco rozamiento, acoplarle con cinta un bote de plástico que se pueda cerrar con un tapón de corcho y aprovechar la reacción entre el bicarbonato de sodio y el vinagre, en la que se produce una gran cantidad de dióxido de carbono para que al producirse el taponazo el carrito retroceda muy apreciablemente (si la mesa es de formica, sale disparado y se mueve bastante hasta detenerse).

Es cuestión de probar dos o tres veces hasta ver la cantidad de bicarbonato y de vinagre necesarios, que dependen del tamaño del bote.

Se puede profundizar variando la masa del bote y la del carrito para ver cómo influyen en lo que se observa.

La cubitera, de madera

Cuando se toma un refresco, se suelen usar cubiteras metálicas para servir los cubitos de hielo en los vasos. Pero ... ¿es el mejor material? En el vídeo está la respuesta.

¿Cuál es la razón de que se funda antes el hielo colocado sobre la placa de metal? Si se han visto en clase los mecanismos de transferencia de energía en forma de calor, la respuesta debe ser evidente para el alumnado.

¡Ah! Y recordando aquello que se decía de que "para la sordera, gafas de madera", no queda mal decir que "las cubiteras, de madera".

El principio de inercia

El principio de inercia se puede comprobar experimentalmente de muchas formas: tirar de un monopatín con una persona sentada en él o acelerar y frenar en un coche son ejemplos típicos a los que todos recurrimos en clase.

Pero cuando se tienen medios e imaginación se producen vídeos como el siguiente, absolutamente genial y que no necesita comentarios, salvo destacar que como está grabado a cámara lenta resulta estéticamente precioso.

A cámara lenta

Las posibilidades de los teléfonos móviles son cada vez más espectaculares. ¡Hay que ver lo fácil que resulta grabar vídeos a cámara lenta!

Dos ejemplos: la típica experiencia de una lata que se chafa por acción de la presión atmosférica al condensarse el vapor de agua y disminuir la presión interior, y la caída libre de una envoltura de magdalena, que después de cabecear un poco va cayendo a velocidad constante (¡esta experiencia es menos típica!).

Física fascinante

Después de muchos años trabajando en el mismo Instituto he llegado a tener en el laboratorio un armario de juguetes razonablemente bien surtido: siempre he utilizado coches para trabajar la mecánica, tractores para el movimiento circular de las ruedas, espejos de aumento y periscopios para la óptica, motores caseros en electromagnetismo, etc.

Ahora que tengo tiempo me estoy centrando en dos aspectos: aparatos sencillos para construir, como motores homopolares (hay tutoriales para aburrir en la web) y juguetes de uso directo en el aula (Aliexpress es un chollo en ese aspecto). De esta forma voy recopilando material interesante.

Pero hace unos días me han facilitado lo que ha hecho la casa de material didáctico Ventus: un equipo que llama Física fascinante, con 18 experimentos muy sencillos y atractivos para el alumnado. Viene en una maleta y tiene un coste de 278,71 €, mientras que el coste de los aparatos sueltos es de 303,32 €.

Para ver el contenido, clicad en la imagen. No todos los experimentos tienen el mismo interés, y algunos aparatos se pueden conseguir mucho más baratos por otras vías, pero es una referencia muy pero que muy buena para empezar a trabajar en esa línea.

Viendo rayos láser

Los rayos láser no pueden verse en el vacío (¡menudo palo a las películas de ciencias ficción!) ni tampoco en el aire. Para poder ver la trayectoria de un láser tiene que haber un medio material que lo permita, y aquí hay cuatro ejemplos: en una probeta con agua, con el láser vertical o inclinado, con un spray en el aire, a través de una varilla de vidrio doblada y por una fibra óptica bien retorcida. ¡Absolutamente espectacular!

En caída libre

Es el título de una de las novelas de Lois McMaster Bujold dentro de la saga espacial cuyo protagonista es Miles Vorkosigan junto a sus mercenarios Dendarii ("El aprendiz de guerrero"), que tiene los premios Hugo y Nebula, los más importantes en el mundo dentro de la ciencia ficción.

Pero ahora no entramos en esas batallas, porque el título se refiere a la caída libre ... de los cuerpos.

Hay muchas formas de estudiarla en clase, midiendo el tiempo manualmente con cronómetros, con puertas ópticas o con equipos especiales. En todos los casos, se determina con mayor o menor precisión el valor de g y su independencia de la masa del objeto siempre que tenga una forma suficientemente aerodinámica.

¿Y si el objeto tiene una forma especial? Por ejemplo, el de un molde de papel para magdalenas. Haz la prueba dejándolo caer con el brazo estirado desde alrededor de 2 m: se aprecia que cae con velocidad constante (ojo, solamente un molde, que se pegan con enorme facilidad y hay tres o cuatro donde parece que solamente hay uno).

Con un cronómetro y un poco de entrenamiento se puede medir razonablemente bien la velocidad de caída con un error pequeño, si la altura es de al menos 2 metros. Y experimentar dejando caer desde una altura doble, con dos, tres o más moldes insertados, colocando alguna arandela dentro del molde para modificar su masa, ... Un trabajo cualitativo con el que el alumnado de 2º de ESO se lo pasa genial (y aprende casi sin querer) y que se puede realizar cuantitativamente en 1º de BAC además de plantear otras cuestiones: ¿Influye que el molde esté más abierto o más cerrado? ¿Y su tamaño? ¿Y si se deja caer del revés? ¿Hay alguna relación con los paracaídas?

Por cierto, en los bazares, nacionales o "de chinos", hay una enorme variedad de moldes, y además muy baratos.

El carrete de Ruhmkorff

Este es uno de los aparatos tradicionales en los laboratorios. Y aquí el término tradicional se extiende a antiguo, viejo, incluso casi cutre: no hay más que fijarse en cómo es el que tenemos en el Instituto.

Pero sin duda es uno de los más espectaculares: hacer saltar la chispa, oír el chisporroteo, oler a ozono, ver los tubos de descarga de gases nobles, ..., es de las cosas que se recuerdan años después de salir del Instituto, así que hay que tenerlo en perfecto orden de funcionamiento.

El caso es que todos los años da la lata conseguir que la chispa salte en el pulsador y, en consecuencia, se forme un arco voltaico entre los electrodos: dar vueltas al tornillo, lijar los terminales de carbono, ... y tener un pelín de suerte. 

Pero hace unos días descubrí el truco del almendruco de forma accidental, como suele pasar: como no saltaba la chispa, pasé un papel de lija para limpiar los electrodos, y en ese momento se formó el arco, estable mientras la lámina de papel de lija vibraba. ¡Fíjate en el vídeo!

¿Que cuál es la razón? Ni la más remota idea: después de documentarme sobre el mecanismo de funcionamiento del carrete, de preguntar en diferentes buscadores, de preguntar a los colegas y de echarle imaginación a ver si sonaba la flauta, la conclusión es la inicial: ni idea. Así que si alguien aporta alguna pista, le estaré muy agradecido (tranquilos, que duermo de maravilla).