Bombilla de luz casera

Objetivos:

En estos experimentos de fisica tendremos como objetivo construir una bombilla de luz casera en reemplazo del foco convencional, haciendo uso de materiales caseros.

Fundamento Teórico:

En 1854, el mecánico de precisión alemán, Heinrich Göbel construyó la primera bombilla eléctrica que se consumía durante un período sostenido de tiempo. Utilizó como filamentos hilos de bambú carbonizados, y evacuó el gas del bulbo llenándolo con mercurio, dejándolo luego salir para sellar el bulbo cerrado.

El norteamericano Thomas Alva Edison desarrolló la primera bombilla de luz incandescente comercialmente exitosa, en 1879. Era un bulbo de carbón que se produjo masivamente. También proveyó los accesorios necesarios, tales como interruptores, portalámparas, distribuidores y dínamos apropiados. Como la publicidad ya era importante para el éxito en aquellos tiempos, Edison exhibió una muy admirada instalación de miles de sus bombillas, en la Exhibición de Electricidad de París, en 1881.

Materiales:

• Bote de cristal de boca ancha.
• Tornillos.
• Cable de cobre.
• Pila de 4,5 V o generador de corriente.
• Hilo metálico de diferentes grosores

Procedimiento:

1) A la tapa del frasco le haremos dos agujeros, a aproximadamente 3 centímetros de distancia entre ellos.

2) En los agujeros se van a colocar los dos tornillos convenientemente aislados de la tapa con cinta aislante, si ésta es metálica.

3) En las puntas de los tornillos se enrolla firmemente el hilo metálico, de forma que los tornillos con el hilo permanecerán en el interior del bote una vez que éste se haya cerrado.

4) Los otros extremos se conectan a una pila a través de cable de cobre. Se observa que al cerrar el circuito el hilo metálico se pone incandescente, llegando incluso a quemarse y romperse. Esto hace que el circuito se abra y la bombilla deje de lucir, se ha fundido.

Explicación

Si el hilo de la resistencia (cable de hierro o nicrom) se acorta, el resplandor se hace cada vez más vivo, más blanco y menos rojizo. Esto se puede comprobar empleando filamentos de diferentes longitudes.

Se puede poner de manifiesto la relación que existe entre campo eléctrico y magnético al acercar un imán a la bombilla construida. Si es alimentada con corriente continua el filamento será atraído o repelido por un imán y el efecto será el contrario si se invierte la polaridad. Sin embargo, si se alimenta con corriente alterna experimentará atracción y repulsión de forma intermitente, esto es, vibrará.

Observando el centro de gravedad

Objetivos:

Estos sencillos experimentos caseros tienen por objetivo mostrar los efectos del cambio de posición del centro de gravedad de un objeto.

Fundamento Teórico:

El centro de gravedad (c.g.) es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.

En otras palabras, el centro de gravedad de un cuerpo es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo

Materiales:

• Regla
• Vela
• Aguja
• Dos copas de cristal
• Encendedor
• Pinza

Procedimiento:

Una vez tengas todos los materiales, sólo tienes que atravesar la aguja caliente (tómala con la pinza para no quemarte) exactamente en el centro de la vela. Luego, la colocas haciendo equilibrio entre las dos copas como se muestra en el video.

Por último, enciende ambos extremos de las velas, y observa como oscila.

Explicación:

Al prender la vela en uno de los extremos, se perderá un poco de masa, lo que ocasionara que la vela pierda su centro de equilibrio y caiga; por ello, rápidamente hay que prender el otro extremo. Se perderá más masa de los extremos de vela, pero el centro de masa cambiara de posición, entre un lado y otro del punto de suspensión, por lo que la vela presentara oscilaciones muy grandes.

Diferencia entre tipos de instalación

Objetivos:

En estos experimentos de fisica se busca demostrar y enseñar al estudiante lo importante de saber los tipos de instalación , las ventajas y desventajas de cada uno de ellos, ya que cada uno se utilizara para diferentes tipos de instalación.

Fundamento Teórico:

Se denominan circuitos eléctricos a el camino que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por  el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila.

Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: Un generador de corriente eléctrica, en este caso una pila; los conductores (cables o alambre), que llevan a corriente a una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de control.

Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energía, en este caso, de una corriente eléctrica. Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en serie, en paralelo y de manera mixta, que es una combinación de estos dos últimos.

Materiales:

• 4 pilas de 1,5 voltios o una batería
• Cable delgado
• 4 focos pequeños de 3 voltios
• 4 porta focos

Procedimiento:

1) Realizar el diagrama como se muestra para el circuito en serie:

2) Realizar el diagrama para el circuito en paralelo:

Explicación:

Para el circuito en serie notara que el foco que este mas cerca al polo positivo de la pila encenderá con mayor luminosidad que el otro foco, también se observa que los focos no se encienden al mismo tiempo.

En el circuito en paralelo, ambos focos encenderán con la misma intensidad y en el mismo tiempo.

Video Demostrativo:

La Fuente de Heron

Objetivos:

El objetivo de estos experimentos de fisica es que el alumno comprenda los principios de pascal y Arquímedes de manera sencilla.

Fundamento Teórico:

Herón de Alejandría, según varios escritos, presentó muchos modelos de fuentes utilizando flotadores, palancas y poleas para mover estatuas y aire comprimido para producir un sonido silbante. Escribió la neumática, un tratado que incluía descripciones de sifones, válvulas, bombas y una rudimentaria máquina de vapor. Uno de estos ingenios era una fuente que funcionaba “a presión” sin ninguna fuente energética suplementaria, a esta fuente se le llamaría la Fuente de Heron

Materiales:

• Tres botellas de plástico
• Tapones o corchos
• tubos delgados o mangueras de latex delgadas
• plastilina

Procedimiento:

1) Realizar el esquema como se muestra en la figura:

2) Se ha construido una fuente de Herón con tres botellas de plástico unidos convenientemente por tubos.

3) Cortamos a la medida los tubos y hacemos agujeros a los tapones de las botellas, tendremos que asegurarnos a la hora de hacer el experimento que las botellas queden cerradas herméticamente, para esto utilizaremos plastilina.

3) El recipiente intermedio está lleno de agua y el de abajo vacío.

4) El recipiente de arriba está cortado por la mitad.

5) Se echa agua por el recipiente de arriba que presiona al aire contenido en el recipiente de abajo que impulsa el agua del recipiente intermedio hacia arriba saliendo el agua por un surtidor.

Explicación:

Como conclusión de este experimento decimos que el aire es capaz de de elevar al agua siempre y cuando esté en un recinto cerrado herméticamente.

Video Demostrativo:

Fuente: Download Line

El Agua que no Cae – Presion del Aire

Objetivos:

El objetivo de estos experimentos de fisica es observar los efectos de la presión atmosférica sobre un sistema a temperatura ambiente y sobre un sistema con temperatura elevada.

Si desea realizar mas experimentos sobre la presión atmosferica, acá debajo le adjuntamos los links:

• Comprobando la Presion del Aire
• La Presion Atmosferica - Lata Aplastada
• Efecto de la Presion Atmosferica - El huevo dentro de la botella

Fundamento Teórico:

La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de la atmósfera. Normalmente se refiere a la presión atmosférica terrestre, pero el término es generalizable a la atmósfera de cualquier planeta o satélite.

Materiales:

• Dos vasos de vidrio
• Dos vasos de tecnopor
• Agua fría y agua caliente
• Aguja

Procedimiento:

1) Con la ayuda de la aguja, hacemos dos pequeños agujeros en el centro de la base de los vasos tecnopor.

2) Colocamos los dos vasos de tecnopor sobre los dos vasos de vidrio.

3) En un vaso de tecnopor le agregamos agua fría, observar que el agua no cae por el agujero.

4) En el otro vaso agregarle agua caliente, observar que el agua caliente cae por el orificio.

Explicación:

Al agregar agua fría, este taponea el pequeño agujero haciendo que las presión en el interior del vaso sea igual a la presión en el exterior. Como consecuencia el agua quedara estable y no caerá por el orificio.

Al agregar agua caliente al segundo vaso de tecnopor, este lo calienta. Como consecuencia, el aire dentro del recipiente también se calienta, se expande y empuja el agua, esto hace que el agua empiece a caer por el orificio.

Video Demostrativo:

Disco de Newton

Objetivos:

Los objetivos que intentaremos lograr con estos experimentos caseros son:

• Demostrar que el color blanco es una mezcla de todos los colores del arco iris.
• Observar la composición de la luz blanca.

Fundamento Teórico:

El disco giratorio coloreado de Isaac Newton (1642-1727) demostró que la luz blanca está formada por los colores del arco iris. Newton observó que al hacer atravesar un haz luminoso por una lente, siempre existen variaciones de color alrededor de la imagen transmitida. A esta coloración, generada por los diferentes focos luminosos a los que se ve expuesta la lente, se la denomina dispersión de la luz.

Asimismo, comprobó que si hacía pasar un haz luminoso por un prisma, la luz blanca se descomponía en una serie de colores brillantes (arco iris) que denominó espectro solar. De esta experiencia dedujo que si la luz blanca se podía descomponer en los colores del arco iris, combinando éstos se podría volver al color blanco.

El disco giratorio de color fue una de las diversas experiencias de las que se sirvió para demostrar su teoría. Se trata de un disco dividido en sectores pintados con los colores del espectro visible. Al hacerlo girar a gran velocidad se puede observar como estos colores desaparecen, tomando una tonalidad blanca, más brillante cuanto mejor se haya hecho la proporción de colores.

Materiales:

• Cartulina.
• Compás.
• Lápices de colores.
• Regla graduada.
• Transportador de ángulos.
• Tijeras.
• CD

Procedimiento:

1) Cortamos un pedazo de papel en forma circular, usando de molde el CD.

2) Lo dividimos en siete sectores iguales, dibujando en ellos cada uno de los siete colores del espectro: rojo, anaranjado, amarillo, verde azul, añil y violeta.

3) Hacemos un circulo en el centro de papel y lo pegamos sobre el CD.

4) Se le puede hacer girar al disco con la ayuda de un lápiz. En el video demostrativo usan una canica en el centro del CD para hacer girar el disco de Newton.

Explicación:

Newton descubrió que la luz blanca lleva adentro todos los colores que podemos ver, menos el negro. ¿Por qué el negro no? Porque es la ausencia de color; cuando no hay nada de luz, que todo está oscuro, las cosas siempre las vemos negras.

Entonces nosotros vemos el color de cada cosa porque le llega a ese objeto luz blanca, y el objeto guarda todos los colores menos el suyo. Una manzana reflejará el rojo y se guardará los demás, una hoja blanca refleja toda la luz que le llega y un pedazo de carbón absorbe toda la luz.

Pero para que nosotros sepamos de qué color es un cuerpo, su luz tiene que llegar a nuestros ojos, que mandan la información al cerebro. Algo curioso de los ojos es que siempre guardan lo que ven por una décima de segundo, que aunque es un tiempo muy corto puede ayudarnos en muchas cosas. Por ejemplo, si esto no pasara no podríamos ver bien las películas ya que estas son una serie de fotos inmóviles, que se ven en movimiento gracias a que el ojo empalma varias imágenes con diferentes posiciones.

Bueno, lo mismo pasa con los colores si pasan muy rápido frente a los ojos; se empalman. Y cuando se empalman todos los colores primarios nuestro cerebro sólo distingue el blanco. Hay que recordar que para que se empalmen el disco se tiene que mover rápido, de modo que todos los colores pasen por el mismo lugar en menos de una décima de segundo.

Video Demostrativo:

Uso y Funcionamiento de la Brujula

Objetivos:

Demostrar mediante experimentos caseros el uso y funcionamiento de la brújula, así como describir sus partes y características principales.

Estoy proyectos son buenos experimentos para niños, para que vayan relacionándose con algunos conceptos físicos.

Fundamento Teórico:

La brújula o compás magnético es un instrumento que sirve de orientación y que tiene su fundamento en la propiedad de las agujas magnetizadas. Por medio de una aguja imantada señala el Norte magnético, que es ligeramente diferente para cada zona del planeta, y distinto del Norte geográfico. Utiliza como medio de funcionamiento el magnetismo terrestre. La aguja imantada indica la dirección del campo magnético terrestre, apuntando hacia los polos norte y sur. Únicamente es inútil en las zonas polares norte y sur, debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.

Materiales:

• Recipiente de cristal (pecera pequeña)
• Pocillo de tecnopor o tablita de madera
• Brújula
• Imán

Procedimiento:

1) Llenamos de agua el recipiente de cristal

2) Sobre el pocillo de tecnopor colocamos el imán, y luego todo el conjunto lo colocamos dentro del recipiente de cristal.

3) Observe en que dirección se orienta el imán.

4) Verifica con tu brújula las direcciones Norte - Sur y señala en la tablita de madera como se muestra en el video

Video Demostrativo:

Explicación:

El imán consta de dos polos: Polo Norte y Polo Sur, sabemos por electrostática que cargas opuestas se atraen. Es decir el polo norte del imán apuntara al polo sur de la tierra, y el polo sur del imán apuntara al polo norte de la tierra.

Globo que no Revienta – Calorimetria

Objetivos:

Diseñar experimentos caseros para explicar los principios de la calorimetría y transferencia del calor.

Fundamento Teórico:

La capacidad calorífica de una sustancia es la energía necesaria para que se eleve la temperatura de la unidad de masa de dicha sustancia en un grado. El agua líquida posee una alta capacidad calorífica (4180 J/kg.K), lo que se pondrá de manifiesto en esta experiencia.

Materiales:

• Una vela
• Dos globos
• Agua

Procedimiento

1) Inflamos el primer globo y lo amarramos.

2) Al segundo globo lo llenamos de agua hasta la mitad, lo inflamos y amarramos.

3) Encendemos la vela

4) Acercamos el primer globo, y se observa que explota al contacto con el fuego

5) Acercamos el segundo globo con agua y observar que no explota.

Explicación

La membrana del globo no alcanza la temperatura de ignición y el globo no explota por dos motivos:

• La energía que se le comunica se invierte en aumentar la temperatura del agua, pero ésta tiene una gran capacidad calorífica y necesita mucha energía para aumentar su temperatura.
• El calor transferido por la llama se transmite por conducción a través de la membrana del globo.

En resumen el globo no explota porque el calor suministrado por la vela se emplea en aumentar la temperatura del agua, que se elevará unos grados durante los 10 ó 15 segundos que dura el experimento

Video Demostrativo:

Construccion de un Barometro Casero

Objetivos:

El objetivo de estos experimentos caseros es explicar y analizar la presión atmosférica a partir de la construcción de un barómetro casero.

En experimentos anteriores hemos comprobado la existencia y el efecto de la presión atmosférica:

• Comprobando la presión del aire
• La presión atmosférica – Lata Aplastada
• Efecto de la Presión Atmosférica – El Huevo Dentro de la Botella

Fundamento Teórico:

El barómetro es un instrumento para medir la presión atmosférica, es decir, la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera.

El peso del aire ejerce sobre la tierra una presión que es llamada "presión atmosférica". Este fenómeno fue descubierto por Evangelista Torricelli. Inventó un tubo llamado "Tubo de Torricelli" o Barómetro (del griego "baros": peso de y "métron": medida), que servía para medir esta presión atmosférica.

Materiales:

• Frasco pequeño de boca ancha
• Globo
• Cinta adhesiva
• Sorbete
• Liga

Procedimiento:

1) Primero un extremo del sorbete en forma de punta, para que sirva como indicador

2) Con el globo tapar el frasco

3) Con la cinta adhesiva fijar el sorbete en forma horizontal sobre el frasco.

 

Video Demostrativo:

Explicación:

La temperatura del aire debe ser la misma cada vez que tomes un registro. Como el aire se expande y contrae debido a la temperatura, esto puede hacer variar la altura de la pajilla.

El globo se estira a medida que el tiempo cambia. El aire presiona el globo y hace que vaya hacia abajo. Esto significa que la pajilla irá arriba cuando haga sol. Al contrario, si la pajilla se va para abajo significa que se vienen días lluviosos y nublados.

Intenta esto por más tiempo si tienes una larga semana de lluvia o de sol. Escoge la mejor época para hacerlo. Si no existen muchos cambios de clima es posible que no veas cambios significativos pues la presión atmosférica no cambiará significativamente.

Comprobando la Presion del aire

Objetivos:

En experimentos caseros anteriores habíamos visto otras experiencias relacionadas a la presión atmosférica:

La Presion Atmosferica – Lata Aplastada

Efecto de la Presion Atmosferica – Huevo  Dentro de la botella

En el presente experimento también tendremos como objetivo poner en evidencia la existencia de la presión atmosférica.

Fundamento Teórico:

Las moléculas de aire se mueven en toda dirección y en todo sentido, ejerciendo presión sobre los cuerpos que toca y rodea.

Materiales:

• Cuchilla y/o punzón
• Una botella de plástico con su tapa
• Agua
• Recipiente

Procedimiento:

1) Con la cuchilla haga un pequeño agujero cerca de la base de la botella

2) Llene la botella con agua impidiendo que se escape por el agujero.

3) Cierre la botella con la tapa, observara que el agua ya no escapara por el agujero

4) Abra nuevamente la tapa de la botella y observara que el agua saldrá nuevamente por el agujero.

Explicación:

Al destapar el pomo, se observa que el agua empieza a salir por el agujero describiendo una trayectoria parabólica.

Al abrir la tapa de la botella se ejerce presión sobre la botella y contra el agua empujándola hacia abajo y se consigue que el agua escape por el agujero.

Al tapar la botella se observa que el agua deja de salir, ya que ahora no ingresa el aire, la presión en el interior es igual a la del exterior, por eso todo se mantiene estable.

Video Demostrativo

Experimentando y Determinando Densidades

Objetivos:

En estos experimentos caseros determinaremos las densidades de objetos, en este caso algunas frutas.

Al finalizar estos experimentos usted podrá experimentar con otros tipos de objetos.

Fundamento Teórico:

La densidad es una medida utilizada para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La ciencia establece dos tipos de densidades:

• La densidad absoluta o real que mide la masa por unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Se calcula con la siguiente formula: Densidad = masa / volumen.
• La densidad relativa o gravedad específica que compara la densidad de una sustancia con la del agua.

En estos experimentos  calcularemos la densidad absoluta y relativa.

Materiales:

• Una probeta o recipiente graduado
• Frutas
• Balanza
• Agua

Procedimiento:

1) Primero agarramos una fruta, y procedemos a pesarlo.

supongamos que:  masa = 20 gramos

2) Llenamos el recipiente graduado de agua hasta un poco mas de la mitad.

3) Introducimos la fruta al recipiente y medimos la cantidad de agua desplazada. Esa medida representara el volumen de la fruta.

Supongamos que: volumen = 10 centímetros cúbicos

4) Para calcular la densidad absoluta de la fruta solo aplicaremos la formula:

Densidad = masa / volumen = 20 / 10

Densidad = 2 gr / cc

5) Para calcular la densidad relativa solo tenemos que tener en cuenta que la densidad del agua es de 1 gr / cc

Aplicamos la fórmula:

Densidad relativa = densidad de la fruta / densidad del agua

Densidad relativa = 2 / 1

Densidad relativa = 2

Explicación:

Gracias a la densidad relativa podremos observar si un objeto flota en el agua o se hunde:

• Si la fruta se hunde es que es mas denso que el agua
• Si la fruta flota es que es menos denso que el agua

También podremos distinguir si un objeto flota o se hunde gracias a su densidad relativa:

• Si la densidad relativa es mayor que 1, entonces la fruta flota
• Si la densidad relativa es menor que 1, entonces la fruta se hunde

La Presion Atmosferica – Lata Aplastada

Fundamento Teórico:

Siguiendo con los experimentos de fisica, ahora demostraremos otro de los efectos de la presion atmosferica sobre los objetos, en este caso una lata de gaseosa.

El aire, como cualquier otro elemento de la Naturaleza pesa, aunque nosotros no lo sintamos. El peso que ejerce, entonces, el aire sobre la superficie de la Tierra es lo que conocemos como Presión Atmosférica.

La presión atmosférica depende de factores como:

• Altitud, a mayor altitud menor presión atmosférica
• Temperatura, a mayor temperatura menor presión atmosférica
• Corrientes de aire

La presión atmosférica se mide con un instrumento denominado barómetro. Los primeros barómetros fueron realizados por el físico y matemático italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII.

Anteriormente hicimos otros experimentos caseros sobre los efectos de la presión atmosférica:

LINK:  Efecto de la Presion Atmosferica – El Huevo dentro de la Botella

Materiales:

• Una lata de gaseosa
• Agua
• Fuente de calor
• Recipiente que contenga Agua
• Pinzas

Procedimiento:

1) Llene de agua la lata de gaseosa

2) Sostenga con las pinzas la lata de gaseosa y proceda a calentarlo

3) Una vez caliente deposite la lata de gaseosa en el recipiente que contiene agua

4) Observe como la lata de gaseosa se aplasta por si sola.

Explicación:

Inicialmente, en el exterior de la lata la presión del aire empuja hacia adentro mientras que en el interior la presión del aire empuja hacia fuera.

Al calentar el agua de la lata se produce vapor de agua que ocupa mucho más espacio que el agua desplazando gran parte del aire fuera de la lata.

Al hervir el agua sigue habiendo presión de aire empujando hacia adentro pero dentro hay vapor empujando hacia afuera, cuando el agua de la lata ha estado hirviendo durante un rato, el vapor ha expulsado al aire y llena la lata.

Al poner la lata en el agua, baja la temperatura del vapor que hace contacto con la parte de la lata sumergida. Este vapor se condensa, se hace agua líquida, y así ocupa un volumen menor que como vapor.

El rápido cambio de volumen de esa parte del vapor provoca un descenso violento en la presión de todo el interior de la lata. Ese cambio rápido de presión hace que la temperatura de todo el vapor baje y se condense, la presión del interior baja aún más sucediendo todo esto en una fracción de segundo.

La presión interior baja bruscamente, pero en el exterior la presión del aire sigue empujando hacia adentro produciéndose el abollamiento de la lata al no compensarse las presiones.

Video Explicativo:

Efecto de la Presion Atmosferica – El Huevo dentro de la Botella

Fundamento Teórico:

En estos experimentos caseros comprobaremos el efecto de la presion atmosferica sobre un huevo.

La presión atmosférica es el peso de una columna de aire en un punto dado de la superficie del planeta.

La presión atmosférica se mide con un instrumento denominado barómetro. Los primeros barómetros fueron realizados por el físico y matemático italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII.

Materiales:

• Huevo cocido y pelado
• Fósforos o cerillos
• Papel

Procedimiento:

1) Enciende un trozo de papel y ardiendo déjalo caer dentro de la botella.

2) Antes de que se apague coloca el huevo en la boca de la botella (con la parte más aguda hacia abajo).

3) Observaras que el huevo poco a poco se introduce dentro de la botella

Explicación:

Al inicio en el exterior de la botella la presión del aire empuja hacia adentro, mientras que en el interior la presión del aire empuja hacia afuera, están en equilibrio

La combustión del papel provoca la emisión de gases calientes. Conforme desciende la temperatura de éstos al entrar en contacto con el vidrio, desciende su presión. Al hacerse ésta inferior a la atmosférica exterior, el huevo se ve empujado hacia el interior a causa de esa diferencia de presiones.

Video Explicativo:

Video Explicativo sobre el experimento casero del efecto de la presión atmosférica