Experimentos Para Feria De Ciencias Con Materiales Caseros

EXPERIMENTOS SENCILLOS CON MATERIALES CASEROS Y RECICLADOS

LIBRO EN FORMATO PDF

EXPERIMENTOS PARA

FERIA DE CIENCIAS con materiales caseros

AUTOR: MIGUEL A. VARGAS PALOMEQUE

No. 1

EXPERIMENTOS PARA FERIAS DE CIENCIAS con materiales caseros y reciclados

Autor: Miguel Antonio Vargas Palomeque

No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titulares de los Derechos Reservados. Derechos Reservados 2006, Miguel Antonio Vargas Palomeque, primera edición en español formato pdf. La Paz, Bolivia. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 2

INTRODUCCION Si aspiras a llegar a ser un joven científico y te enstusiasma realizar experimentos que te lleven a lograr tus propias respuestas para los múltiples problemas que plantea la ciencia, este libro será útil para ti y esperamos que también agradable y provechoso. En este encontrarás que no se trata de un libro de lectura, sino que es un libro que enseña a hacer, actuar, trabajar y experimentar. Aprenderás a comprendeer que no debes admitir nada como un hecho sin haberlo comprobado previamente y entonces adquirirás una buena actitud científica. A medida que investiguez te darás cuenta que ningún experimento puede considerarse completamente terminado porque podrás hacer nuevas e interesantes investigaciones. Cada capítulo de este libro te proporcionará experimentos en distintos campos de la ciencia, con materiales que se encuentran en la casa y con pocas herramientas. Los podrás llevar a cabo en tu casa, en tu colegio o en tu club de ciencias afin de presentarlos en exposiciones científicas o ferias de ciencias, donde podrás valorar el fruto de tus experiencias personales o las de tu grupo de trabajo. Deseo que disfrutes haciendo los experimentos y aparatos que se muestran en estas páginas tanto como yo he disfrutado al escribir este libro. El autor

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 3

A Dios nuestro Señor A mi esposa A mis hijos A mis padres

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 4

INDICE CAPITULO 1 Como elegir el Proyecto para la Feria de Ciencias..................................................... 7 El Método cientiífico ........................................................................................................ 10 Comprobando la Hipótesis ............................................................................................ 11 Seguridad en el Laboratorio .......................................................................................... 12 CAPITULO 2 Experimentos de Física Cañon con Frasco de Película .......................................................................................16 Radio que Funciona sin Pilas ........................................................................................21 Celda Solar de Lámina de Cobre .................................................................................26 Motor de Alto Voltaje .......................................................................................................29 Generador Van de Graaff ...............................................................................................32 Motor Electrostático con CD ..........................................................................................38 Generador Electrostático y Botella de Leyden ............................................................39 Simple Transmisor de Voz AM ......................................................................................41 Prisma de Agua Gigante ................................................................................................43 Reloj de Agua ..................................................................................................................46 Tren que Levita (Maglev) ................................................................................................48 Cohete con Palito de Fósoforo .....................................................................................50 Motor Eléctrico Simple ...................................................................................................52 Campo Electrostático .....................................................................................................54 Barómetro casero ...........................................................................................................55 Mar de Aire ......................................................................................................................56 La Moneda Rebelde .......................................................................................................58 Materiales Conductores .................................................................................................59 Amplificador de Audio ....................................................................................................60 CAPITULO 3 Experimentos de Biología Como Escuchar a un pez Eléctrico................................................................................63 Microscopio con Esfera de Vidrio ................................................................................66 Punto Ciego del Ojo ....................................................................................................... 72 Observando el ADN ........................................................................................................73 Los Hongos .....................................................................................................................75 CAPITULO 4 Experimentos de Matemáticas Cómo Medir el Número pi ..............................................................................................77 Cómo Medir la Altura de un Arbol con una Regla ........................................................78 Mide tu Tiempo de Reacción..........................................................................................79 Arquímedes y el Volumen de la Esfera .........................................................................80 La Guja de Buffon.............................................................................................................82 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 5

CAPITULO 5 Experimentos de Energia Solar Auto Solar .........................................................................................................................84 Cocina Solar Tipo Embudo.............................................................................................87 Reflector Solar Parabólico..............................................................................................94 Horno Solar Reflector .....................................................................................................96 Cocina Solar de Caja .....................................................................................................98 Concentrador Solar ........................................................................................................101 Cocina Solar Parabólica ...............................................................................................103 CAPITULO 6 Experimentos de Química Separacion de Mezclas por Cromatografía ................................................................107 Como Pelar un Huevo Crudo ........................................................................................108 Cómo Hacer Jabón.. ......................................................................................................109 Comprobando Acidos y Bases .....................................................................................110 Que Hay en una Tinta .......... ..........................................................................................114 Jardines de Cristal .........................................................................................................115 Mezcla de Diferentes Líquidos .....................................................................................116 CAPITULO 7 Experimentos de Robótica Robot Insecto Solar (FRED) .. .......................................................................................118 Robot Fotóvoro ...............................................................................................................123

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 6

Como Elegir un Proyecto para la FERIA DE CIENCIAS Los pasos que se deben seguir para la planificación de un proyecto para feria de ciencias son: Elije un asunto Sigue el método científico para diseñar un experimento Planea tu proyecto El Informe La Presentación Elegir un Asunto ¡El peor error consiste en elegir un tema y descubrir que no nos gusta! Cómo encontrar el proyecto de Feria de ciencia correcto... Elije un rama de la ciencia que te interese, de biología, física, química etc. Recuerda, tu proyecto puede ser una subcategoría de los deportes específicos de un disciplina.(como que la medicina es parte de biología!) El Método Científico ¿Qué está ocurriendo alrededor tuyo? Si miras alrededor, puedes encontrar probablemente algo que está sucediendo en tu ambiente . ¡Los sucesos actuales locales son a menudo una buena fuente de ideas para Ferias de ciencia! ¡Utiliza tu biblioteca para encontrar los libros para Ferias de ciencia! ¡Pregunta a tu hermano mayor o hermana, o tu madre o padre para algunas ideas...! ¡Utiliza un motor de búsqueda , e investigua tu idea en el Internet! En este libro tienes una descripción del método científico que se aplica a un proyecto de feria de ciencias. ¡ Planea y Elije un Proyecto! Después de que hayas elegido un proyecto, lleva a cabo una cierta investigación . Descubre la ciencia o los principios científicos detrás de tu proyecto. ¡Esto puedo implicar el hacer la investigación en la biblioteca, se entrevistas con personas o usar el Internet! Desarrolla una hipótesis. Una hipótesis es una declaración que intenta explicar lo que piensas que sucederá cuando pruebes el proyecto. Es una conjetura educada basada en la investigación que haz hecho en tu asunto. Generalmente, la hipótesis contestará a esta pregunta: ¿Qué si...??? ¿o qué sucederá cuando...??? Pagina 7 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Diseña un Procedimiento Experimental Ésta es la parte principal del proyecto de feria de ciencia. Está en el procedimiento que decides cómo probarás tu hipótesis. Hay que describirlos en orden descendente. Es muy importante que cuando diseñas tu experimento, tu pruebas solamente la hipótesis, y no otras cosas. Éstas se llaman las variables incontroladas. ¡Las variables incontroladas son malas, e indican generalmente que el procedimiento no fue correcto! ¡A veces sin embargo, los mejores científicos no pueden controlar todas las variables, así que no te desalientes! ¿Espera, qué es una variable?? La cosa que cambias a propósito para probar tu hipótesis es la variable. Realiza el procedimiento, y registra tus resultados. Tus resultados son las cosas que sucedieron en el experimento. No intentes explicar tus resultados en este punto, escribelos en forma de una tabla de los datos. ¡Éstas son tus observaciones solamente! Después de que hayas recogido los resultados, es hora de organizarlos y de analizarlos de una cierta manera. Tus datos deben ser leídos fácilmente, así que su presentación es muy importante. Realiza una tabla de los datos, un gráfico o la carta para demostrar sus datos. También, los diagramas y las fotografías pueden ser absolutamente útiles en el análisis de datos. Una PC puede ser una buena herramienta al crear gráficos. Los programas de hoja de balance se pueden utilizar para el análisis estadístico simple y para producir los gráficos de tus datos experimentales. Finalmente, debes hacer sacar conclusiones . Éste es el punto del proyecto donde miras tus datos y decides si la hipótesis es verdadera o falsa. ¡Si puedes pensar en una manera que esto se podría aplicar a una situación verdadera de la vida, inclúyela en tus conclusiones! Planifica el Proyecto La llave del éxito en cualquier proyecto consiste en planificarlo. Los proyectos de ferias de ciencias toman tiempo. Hay que pensar cómo llevarás a cabo el experimento, recoges los resultados y haces su presentación. Puedes incluso tener que hacer el experimento varias veces antes de conseguir resultados más exactos. Intenta seguir estas reglas generales para la planificación: Consigue un calendario o un cuaderno que puedas utilizar para el registro diario. Fija las metas y los plazos para tus metas. Sigue los procedimientos mostrados arriba para ayudarte. ¡NO ESPERES HASTA UNA SEMANA ANTES DE LA FECHA DE ENTREGA! ¡Haz una lista de comprobación para ver que se ha terminado y qué tiene que ser hecho...esto te ayudará más adelante en vida también! ¡Toma cerca de dos semanas adicionales para terminar tu proyecto... solo por si acaso! ¡Comprueba si el proyecto funciona, antes de la fecha límite! El Informe El informe de feria de ciencias es básicamente una copia escrita de todo que haz hecho en tu proyecto, por tanto debes tomar nota de cada paso que llevs a cabo para hacer funcionar tu experimento o de todas las cosas que incluso te han fallado al hacer el experimento. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 8

La Presentación Cuando se presenta un proyecto de feria de ciencias, se debe seguir algunas reglas generales: El proyecto debe demostrar el propósito, el procedimiento, resultados (las tablas que se usaron y los gráficos) y la conclusión. También incluye los diagramas y las fotografías según se necesite. El proyecto debe, en lo posible pararse por si solo y no necsitar una mesa u otro soporte. ¡Utiliza un plastoform (telgopor) o una cartulina pesada como forro para apoyarlo! En la foto puedes ver un ejemplo.

Los jueces y espectadores del proyecto... te harán preguntas. Se cortés e intenta contestar con lo mejor de tu capacidad. ¡Si no sabes la respuesta a una pregunta, diles que no haz investigado esa parte y no te inventes. Muchos de los visitantes son expertos en diferentes áreas préstales atención y trata de aprender de ellos.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 9

El Método Científico

Los científicos son personas curiosas que se hacen muchas preguntas sobre el mundo que les rodea y tratan de encontrara las respuestas. Los Físicos, Químicos, Astrónomos, Biólogos, etc, son científicos que investigan sobre distintos temas siguiendo un método propio que les ayuda a investigar sobre diferentes temas. Este método se llama “El Método Científico” y consta de las siguientes partes: Suposición. Hipótesis.

Mirar con cuidado. Observar.

Hacer dibujos. Graficos.

Escribir. Datos.

Decidir lo que significa. Conclusiones.

SIGUE LOS SIGUIENTES PASOS Define o Identifica el Problema

Forma una Hipótesis Haz Observaciones

Comprueba la Hipótesis y haz Experimentos Haz nuevos experimentos

Organiza y Analiza los Datos

¿Los Experimentos y Observaciones apoyan la Hipótesis?

NO apoyan ¿Falló el Experimento?

SI apoyan Comunica los Resultados Saca Conclusiones Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 10

Cómo Hacer y Comprobar una Hipótesis Supongamos que una persona sostiene con las manos una bola de billar y una pluma de ave. Desea averiguar cual de estos objetos caerá al suelo primero si se los suelta desde la misma altura y al mismo tiempo. Primero, la persona tiene que desarrollar una hipótesis... “Me parece que la bola caerá al suelo antes que la pluma si suelto ambos al mismo tiempo y desde la misma altura.”

Luego, la persona dejará caer la bola de billar y la pluma un cierto número de veces recolectando datos al anotar en un cuaderno cual de los objetos cae al suelo primero cada vez. Luego de haber dejado caer los objetos 5 veces la persona debe sumar el número de veces que cada objeto ha llegado al suelo primero, se hace algo así: Bola de billar 1 1 1 1 1 5

Pluma 0 0 0 0 0 0

Análisis de los Datos y Conclusiones Finalmente, luego de haber demostrado que la bola de billar llegó al suelo primero en 5 ocaciones, la persona podría conluir que su hipótesisi parece correcta. La bola SI llega al suelo primero!! De esta manera, los datos se recolectan para comprobar una hipótesis y el análisis de los datos se usan para probar o rechazar una teoría. NOTA: Te hacemos notar que en realidad se ha llegado a la conclusión incorrecta. Pregunta a tu profesor sobre la versión correcta. Este experimento lo realizó el gran científico Galileo Galilei.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 11

En este libro se muestra como se hacen experimentos en el Laboratorio, ya sea casero, del colegio, la universidad o del Club de Ciencias. El trabajo en el Laboratorio requiere la observación de una serie de normas de seguridad que eviten posibles accidentes debido a desconocimiento de lo que se está haciendo o a una posible negligencia de las personas que estén en un momento dado, trabajando en el Laboratorio. Estas normas no sólo se aplican al área de química, sino a todas las otras áreas, como la física, biología,etc.

Cada grupo de trabajo se responsabilizará de su zona de trabajo y de su material. Es conveniente la utilización de bata, ya que evita que posibles proyecciones de sustancias químicas lleguen a la piel. Por supuesto además, evitarás posibles deterioros en tus prendas de vestir. Si tienes el pelo largo, es conveniente que lo lleves recogido. Es aconsejable el uso de gafas de seguridad. Si se está manipulando ácidos se deben usar guantes de goma. Y no haría falta decir ésto; pero por supuesto en el laboratorio está terminantemente prohibido fumar, ni tomar bebidas ni comidas.

Antes de utilizar un compuesto, asegurarse bien de que es el que se necesita, fijarse bien el rótulo. Como regla general, no coger ningún producto químico. Tu profesor, profesora o encargado de laboratorio te lo proporcionará. No devolver nunca a los frascos de origen los sobrantes de los productos utilizados sin consultar con el profesor. Es muy importante que cuando los productos químicos de desecho se viertan en la pila de desagüe, aunque estén debidamente neutralizados, debe dejarse que circule por la misma, abundante agua. No tocar con las manos y menos con la boca, los productos químicos. No pipetear con la boca. Utilizar la bomba manual, una jeringuilla o artilugio que se disponga en el Centro. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 12

Los ácidos requieren un cuidado especial. Cuando queramos diluirlos, NUNCA echaremos agua sobre los ácidos; siempre al contrario, es decir, SI se vierte el ácido sobre agua. Los productos inflamables (gases, alcohol,éter, etc) no deben estar cerca de fuentes de calor. Si hay que calentar tubos con estos productos, se hará al baño María, nunca directamente a la llama. Si se vierte sobre ti cualquier ácido o producto corrosivo, lávate inmediatamente con mucha agua y avisa al profesor. Al preparar cualquier disolución se colocará en un frasco limpio y rotulado convenientemente.

Cuidado con los bordes y puntas cortantes de los tubos u objetos de vidrio. El vidrio caliente no se diferencia a simple vista del vidrio frío. Para evitar quemaduras, dejarlo enfriar antes de tocarlo. Las manos se protegerán con guantes o trapos cuando se introduzca un tapón en un tubo de vidrio. Si tienes que calentar a la llama el contenido de un tubo de ensayo, observa cuidadosamente estas dos normas: · Ten sumo cuidado y ten en cuenta que la boca del tubo de ensayo no apunte a ningún compañero. Puede hervir el líquido y salir disparado, por lo que podrías ocasionar un accidente. · Como ves en el dibujo , calienta por el lateral del tubo de ensayo, nunca por el fondo; agita suavemente.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 13

Cuando se determinan masas de productos químicos con balanza, se colocará papel de filtro sobre los platos de la misma y si es necesario porque el producto a pesar fuera corrosivo, se utilizará un vidrio de reloj. Se debe evitar cualquier perturbación que conduzca a un error, como vibraciones debidas a golpes, aparatos en funcionamiento, soplar sobre los platos de la balanza, etc.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 14

CAPITULO 2

FISICA

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 15

COMO CONSTRUIR UN CAÑON CON FRASCO DE PELICULA Nivel: Intermedio - Medio

Este experimento es muy interesante desde el momento en que se escucha y ve un gran Bang! y lanza una llama naranja y al frasco de película a más de seis metros de altura. Tiene muchos nombres: La bomba piezo eléctrica, cañón químico, Flash, etc. Dejamos que lo nombres de acuerdo a tu gusto. Este experimento es muy fácil de hacer, te tomará unos 15 minutos y el costo es realmente barato puesto que usarás materiales desechados o reciclados. El combustible lo puedes encontrar en el tocador de tu mamá, pues usa perfume en spray, fijador en spray para el cabello o un refrescador de aliento llamado Binaca. El aparato es muy simple. Un par de cables se colocan a través de agujeros en la tapa. Los otros extremos se sueldan a un ingnitor de un encendedor de cigarrillos o a un encendedor de cocinas a gas. Luego se montan los elementos en un trozo de madera, pero puedes omitir este paso si lo deseas. Para disparar el cañón aprieta el spray (perfume, fijador de cabello o Binaca) dentro del frasco de película, presiona contra la tapa y presiona el botón del encendedor. Con un gran Bang! y una llama de color naranja, el pequeño frasco sube alto en el aire. Con algo de práctica para colocar la cantidad exacta de combustible, podrás hacer que el frasco suba hasta a 10 metros en el aire. Si usas muy poco o mucho combustible, no funcionará o subirá muy poco. El aparato terminado lo puedes ver arriba, y al lado el primer combustible que usamos donado por una persona que no lo sospechaba. Pagina 16 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Aquí puedes ver el frasco con la tapa quitada, puedes ver los dos cables saliendo de la tapa. El bloque de madera tiene un agujero en un extremo para sujetar el ignitor de encendedor de cocina a gas. También puedes hacer dos agujeros para hacer pasar por ellos los cables del ignitor que van hasta la tapa del frasco o simplemente coloca los alambres directamente hacia la tapa por encima. También se ve un acercamiento de los cables que hacen posible la chispa. Te recomiendo que estén separados a 1 mm, más o menos, aunque esta parte no es crítica. Siempre y cuando los extremos de los cables estén lo suficientemente juntos, una chispa saltará cuando presiones el ignitor.

Aquí te muestro el ignitor con los cables soldados a sus contactos; hay muchas clases de ignitores, los que se usan para encendedores de cigarrillos son muy caros, te recomiendo los de encendedor de cocinas a gas. Abajo hay otro ignitor desarmado, es fácil de desarmar con pocas herramientas.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 17

Abajo puedes ver otro ignitor más grande. Algunos tienen ya los cables para hacer las conexiones, otras veces tienes que soldar tu mismo los cables.

COMO FUNCIONA? Mientras que el perfume trabaja bastante bien (contiene mayormente alcohol) los mejores combustibles son el Fijador para Cabello y Binaca. El fijador tiene alcohol, propano, butano e isobutano (estos gases están a alta presión en el frasco en forma de líquido y al abandonar el frasco se vuelven gas nuevamente). Estos gases son excelentes combustibles. El “truco” consiste en sostener el spray a una distancia de unos 8 centímetros del frasco de película, para que el fijador se vuelva gas en el interior del frasco. Para hacer una explosión necesitas un gas inflamable,oxígeno y una fuente de calor que empiece la reacción. Si usamos un gas como el propano o los vapores del alcohol, sólo necesitaremos una chispa para encenderlos. El frasco de película sólo puede ser cargado con una pequeña cantidad de combustible, de manera que es bastante seguro para disparar en la casa. El frasco es de plástico suave y liviano y puede aterrizar sobre las personas sin despeinarlos. Pero despega con bastante velocidad, de manera que no es recomendable colocar la cabeza muy cerca durante el lanzamiento. El gas necesita del oxígeno del aire para explotar; al quemarse, se libera energía debido a la formación de enlaces quimicos entre el axígeno en el aire y el carbón e hidrógeno de los gases del combustible (spray) Esta energía calienta los gases que resultan de la oxidación violenta (llama). Estos gases son vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Como se calientan, se expanden. Esta expansión empuja a todo el interior del frasco, que se separa rápidamente de la tapa y sube al aire. En todo caso puedes hacer experimentos con alcohol de farmacia puro, pero tienes que pulverizarlo en el momento de insertar al frasco. COMO TRABAJA EL IGNITOR? El ignitor es un generador piezoeléctrico.La palabra piezo viene del griego que significa presionar. Una sustancia piezoeléctrica genera electricidad cuando se la presiona. El ejemplo clásico de una sustancia piezoeléctrica es el cristal de cuarzo. El cuarzo está hecho de átomos de silicio y átomos de oxígeno. Estos átomos están ordenados en filas. Cortando con cuidado los cristales podemos hacer que los átomos se queden paralelos a la superficie de corte, como se muestra en el diagrama al lado. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 18

Cuando se aplica al cristal, los átomos de oxígeno cargados negativamente se mueven más en relación a los átomos de silicio cargados positivamente. Esto hace que los electrones en los contactos de metal se muevan, generando electricidad. El material piezoeléctrico en el ignitor no es cuarzo, sino una cerámica artificial que ha sido formado bajo un campo eléctrico de alto voltaje para alinear las cargas en ésta. Estas cerámicas hechas por el hombre pueden generar altos voltajes. El ignitor sostiene el elemento de cerámica en un recipiente de plástico, tiene un pequeño martillo con un resorte. Al presionar el botón, el martillo choca contra la cerámica. La electricidad resultante va por los cables y salta entre los extremos pelados, encendiendo el combustible con el aire.

El cañón se coloca en un ángulo de 45 grados para que llegue lo más lejos posible, pero como el plástico es liviano, no subirá una gran altura (como máximo unos 10 m e t r o s ! )

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 19

En el dibujo se pueden apreciar todas las partes del cañón, como notaràs es muy sencilo de armar y no se usan muchas herramientas. Una sola rociada de combustible puede servir hasta para tres disparos, simplemente coloca el frasco en la tapa y calienta con la mano, hasta que el combustible restante se vuelva nuevamente gas, presiona el ignitor y dispara .

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 20

RADIO QUE FUNCIONA SIN PILAS Nivel: Medio

Un radio a cristal es muy simple, tiene pocas partes, no usa baterías o pilas y se puede construir en poco tiempo y con materiales que tenemos a mano en la casa. La razón por la que el radio no necesita baterías se debe a las maravillosas capacidades del oído humano. El oído es extremadamente sensible a sonidos muy débiles. La radio a cristal usa sólo la energía de las ondas de radio y de los transmisores. Estos radio transmisores mandan grandes cantidades de energía (decenas de miles de watts), si embargo, debido a que se encuentran a grandes distancias y disponemos, en el mejor de los casos, de unas decenas de metros de antena por lo que la cantidad de energía que recibimos con la radio a cristal se mide en millonésimas de watt. El oído humano puede detectar sonidos que son aún menos fuertes. Cómo se construye Materiales: Botella de plástico. Se pueden usar botellas de cualquier tipo pero deben ser de unos 7 a 8 cm de diámetro y de 15 a 30 cm de largo. Las botellas de Shampoo funcionan bien, pero debemos usar las que tienen paredes gruesas. Así podremos envolver el alambre alrededor. Unos 15 metros de alambre de cobre esmaltado. Casi todos los grosores funcionarán bien, pero los más gruesos son los mejores podemos usar el número 22 o 18 (AGW). Diodo de germanio. Debemos usar el diodo 1N34A Un audífono de teléfono en desuso. Si tienes uno en desuso, tanto mejor, pero puedes usar el teléfono de tu casa, este no sufrirá ningún daño. Clips del tipo “quijada de caimán” Los puedes encontrar en todas las tiendas de electrónica. Unos 10 a 15 metros de alambre de cobre de cualquier tipo. Es opcional, porque puedes usar una antena de TV o de radio FM, aunque funciona mejor con una antena larga. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 21

Perfora agujeros en un costado de la botella y a una distancia de 2.5 cm entre ellos. Estos agujeros servirán para el alambre de cobre.

Metemos el alambre esmaltado en la parte superior de la botella y jalamos unos 15 cm.

Ahora toma el otro extremo del alambre y comienza a envolver alrededor de la botella. Cuando hayas hecho cinco vueltas, para y haz un pequeño rizo. Si envuelves el alambre alrededor de un clavo o lápiz será más fácil.

Continúa envolviendo otras cinco vueltas y otro rizo. Debes hacer esto hasta que la botella está completamente envuelta en alambre.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 22

Corta el alambre dejando unos 15 cm e insértalo en dos agujeros perforados en la base de la botella, la que se verá así:

Debes hacer lo mismo en el otro extremo de la botella.

Luego de hacer pasar los extremos del alambre esmaltado por ambos extremos de la botella en los que previamente hiciste agujeros, te quedará tal como se ve en la foto de abajo. Nota que hemos dejado unos 10 cm de alambre en ambos extremos, esto es muy importante, ya que luego usaremos este alambre sobrante para hacer otras conecciones.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 23

Ahora debemos quitar el aislamiento de los extremos del alambre esmaltado y de los taps (rizos) que hicimos cada cinco vueltas , si usas alambre esmaltado debes quitar el esmalte con lija.

Ahora colocamos el diodo de germanio al extremo del alambre en la parte inferior de la botella. Es mejor soldar esta conexión. Corta el cable del auricular de teléfono, pela el aislamiento exterior y encontrarás que hay cuatro alambres de color. Debemos usar los alambres negro y amarillo. Los alambres del cable del teléfono son de cobre muy frágil, y tienen alrededor unos hilos de plástico. El cobre se rompe fácilmente y, a veces, no se nota porque el plástico lo sujeta. Hay que soldar con mucho cuidado. Suelda el alambre del cable del teléfono al extremo libre del diodo de germanio. Sujeta el otro cable al alambre de la parte superior de la botella, es buena idea soldarlos. Ahora sujetamos un clip quijada de caimán a la antena.

Tierra Antena

Diodo de Germanio

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 24

Es buena idea hacer una antena. Consiste de alambre de cobre (puede ser esmaltado, no importa quemado y obtenido de un trasformador que ya no funciona), ded unos 10 m de longitud y colocado entre dos postes de madera lo más altos posible. Conectamos en la parte media otro alambre, y a éste el clip quijada ded caimán. Sujetamos el otro extremo a un tap de la bobina. Sujetamos otro clip al alambre que sale de la parte superior de la botella, este es nuestra conexión a tierra. Debemos conectarlo a una pileta, a una tubería de agua u otro objeta de metal que tiene una buena conexión a tierra. Aseguremonos de que la tuberia es de metal, de lo contrario nuestra conexión a tierra no funcionará, ni el radio. En este punto ya deberías poder escuchar una o dos estaciones de radio en el audífono del teléfono. Para seleccionar las estaciones hay que cambiar el clip “quijada de caimán” a diferentes taps de la bobina. Cuanto más larga y alta la antena, más fuerte se escuchará la estación de radio. Ahora que el radio funciona se le puede mejorar colocándolo en una base de madera.

AL RADIO A CRISTAL

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 25

CELD A SOLAR DE LAMIN A CELDA LAMINA DE COBRE Una celda solar es un dispositivo que convierte la energía limínica del sol en electricidad. Las celdas solares que se usan en las casas de campo y otros están hechos de silicio y requieren mucha tecnología para construirlos. Esta es una celda solar muy simple que no es tan eficiente, pero que te servirá para hacer demostraciones en una feria de ciencias o con los alunmos de tu colegio. Su construcción lleva como una hora. Esta celda solar está hecha de oxido cuproso en ves de silcio. El óxido cuproso es uno de los primeros materiales que mostraron el llamado efecto fotoeléctrico en el cual la luz hace que la electricidad fluya en un material determinado. Albert Einsten trató de explicar el efecto fotoeléctrico, lo que le hizo ganar el premio Novel y lo llevó a descubrir la Teoría de la Relatividad.

Materiales: Necesitarás: Un trozo de lámina de cobre de 30 por 30 cm, que no sea ni muy grueso ni muy delgado. Aunque funcionará con lo que encuentres. Dos clips tipo “quijada de caimán”. Un tester bien sensible o un microamperímetro. Puedes usar los medidores de corriente de los radioreceptores antiguos. Una hornilla eléctrica que cuando se caliente, su resistencia se vuelva roja. Una botella de plástico descartable o un frasco de vidrio de boca ancha. Sal de mesa. Agua limpia. Papel de lija o cepillo de cerdas de alambre para taladro eléctrico. Tijeras para cortar metal. Se puede usar una cocina eléctrica como la que se ve al lado. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 26

Cómo se contruye la celda solar 1. El primer paso es cortar un trozo de cobre del tamaño de la hornilla. Nos lavamos las manos para no dejar manchas de grasa en la lámina. Luego lavamos la lámina para quitar todo rastro de grasa y finalmente lijamos cualquier trazo de corrosión o suciedad. Luego colocamos la lámina sobre el calentador y hacemos que caliente al máximo. 2. Al calentarse el cobre se observan bellas figuras producidas por la oxidación. El cobre se cubrirá con los colores rojo, naranja y púrpura. 3. Al calentarse más el cobre, los colores son reemplazados con una capa obscura de óxido cúprico. Este no es el óxido que buscamos, pero luego se descascara mostrando los colores rojo, naranja y púrpura del óxido cuproso que se encuentra por abajo. Los últimos rastros de color desaparecen al calentarse la cocina tomando un color rojo.

Figura 1

4. Cuando el calentador de la cocina está al rojo vivo, la lámina de cobre se cubrirá con una capa de óxido cúprico. Deja calentando por media hora, para que la capa negra sea gruesa. Esto es importante porque una capa gruesa se descascara muy bien, mientras que una capa delgada se quedará colada al cobre. Figura 2

Figura 4

Figura 3 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 27

Después de media hora apaga la hornilla y deja la lámina sobre ésta para que se enfríe lentamente. Si haces enfriar muy rápidamente el óxido negro se quedara pegado al cobre. Al enfriarse el cobre, se encoge, lo mismo que el óxido, pero en forma diferente, lo que hace que el óxido salte en forma de escamas.

Cuando el cobre ha enfriado a la temperatura ambiente (unos 20 minutos) la mayor parte del óxido negro se habrá separado. Frota un poco con las manos debajo de agua corriente para separar los trozos pequeños. Resiste la tentación de quitar todas las manchas negras raspando fuerte o doblando el cobre. Esto podría dañar la delicada capa roja de óxido cuproso que hace que funcione la celda solar. Corta otra lámina de cobre del mismo tamaño que la anterior, dobla ambas piezas suavemente de manera que quepan dentro de la botella o frasco sin tocarse. La capa de óxido debe apuntar hacia el exterior de la botella. Coloca dos clips “quijada de caimán”, uno a cada lámina. Conecta el clip de la lámina sin tratar al terminal positivo del tester o microamperímetro. El clip de la lámina con óxido debe ir al terminal negativo. Ahora vierte agua salada (usa unas tres cucharas de sal) en la botella, cuidando que el agua no llegue a los clips, deja unos 3 cm de espacio entre el agua y los clips. Estos no deben mojarse. La foto de al lado muestra la celda solar en la sombra, nota que el tester indica 6 microamperios de corriente. La celda solar es una batería, aún en la obscuridad. Debido al agua salada que la hace funcionar como una pila electroquímica

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 28

Motor de Alto Voltaje

Simple experimento, fácil de construir, te toma unos 5 minutos con materiales caseros. Este experimento tiene forma de una campana, con el badajo que golpea furiosamente a ambas latas de bebida de cola varias veces por segundo. Es por esta razón que se lo conoce también el expeimento de las campanas de Franklin. De vez encuando aparecen chispas azules que se deben al alto voltaje generado. MATERIALES Materiales que necesitas: - Dos latas de gaseosa. - Un objeto de plástico, como una puntabola. - 15 centímetros de hilo. - Dos láminas de aluminio de unos 30 cm (se usan para hornear en la cocina y para envolver comida). - Cinta adhesiva. - Dos cables con clips "quijada de caimán" COMO SE HACE Simplemente observando la foto ya puedes construir tu motor. Quita los aros de arriba que son para abrir las latas. Ata uno de los aros al hilo, el otro extreo del hilo átalo al medio de la puntabola d plástico. Coloca las latas con una separación de 6 cm a 10 cm. Coloca la puntabola (le dicen birome en algunos países) sobre las latas, de manera que el aro se balancee como a una altura de 3 cm de la mesa sobre la que has colocado las latas. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 29

Conecta un cable (sujetando con cinta adhesiva) a la lata de la derecha (no olvides pelar el aislamiento de plástico), este será el cable para conectar a tierra y el otro extremo debe conectarse a tierra como una pileta de agua, o a la tierra del computador, si no hay tierra, puedes sujetar el cable (pelado) con las manos, porque tu haces una buena conección a tierra. Conecta el otro cable a la otra lata (la de la derecha). Su otro extremo será conectado a una fuente de alto voltaje. Esto es más fácil de lo que suena, porque una fuente inofensiva de alto voltaje es el monitor de computadora o la TV. Como puedes ver en la foto, el aparato está sobre el TV. Se presiona un trozo de lámina de aluminio de unos 30 cm de longitud en la pantalla. Se cuela porque la pantalla está cargada de electricidad.

COMO FUNCIONA Conecta el cable de la lata derecha a la lámina de aluminio. El aparato comienza a funcionar al encender la TV. El aro es atraído por una de las latas y cuando la choca, es atraído por la otra lata y la acción se repite. PORQUE OCURRE ESTO Dentro del TV hay un generador de alto voltaje que se usa para mandar electrones a la pantalla y que crean las imágenes. Al colocar un conductor de gran tamaño en la pantalla construimos un capacitor que se carga en forma parecida a las baterías de los autos y usamos la electricidad Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 30

fuera del TV. El voltaje con el que se carga nuestro capacitor es alto, pero tiene muy poca corriente, de manera que si tocamos la lámina, la descarga no es más peligrosa que si caminamos por una alfombra y luego tocamos el picaporte de la puerta. La lata de la derecha está conectada al alto voltaje y la de la izquierda a tierra, por lo que la electricidad se va a tierra. Los electrones de la lata de la derecha atraen al aro, al tocar éste a la lata, se carga con el mismo tipo de electricidad y como dos objetos cargados con el mismo tipo de electricidad se repelen, el aro es lanzado hacia la otra lata, donde se descarga y se repite el proceso. Hilo con aro de Puntabola la lata

Conectar al TV Conectar a Tierra OTRA VERSION Este aparato se llama "Las campanas de Franklin", científico norteamericano, que, como ya sabes, estudió la electricidad producida por los rayos. Usaba el aparato para detectar los rayos en las tormentas. El conectaba uno de los cables a su pararrayos y el otro a una bomba de agua de hierro, que hacía de tierra. Claro que no usó latas de bebidas, sino campanas. También puedes hacer unas bolitas de lámina de aluminio, para después colgarla entre las latas. Puedes hacer el mismo aparato con campanitas.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 31

Un simple generador

Van de Graaff Construiremos un diminuto aparato que puede generar hasta 12 000 voltios a partir de una lata de soda y una banda de goma (liga). Este aparato se llama Van de Graaff , se lo puede encontrar en los museos de ciencia porque puede producir hasta 500 000 voltios o más. El nuestro es más modesto pero puede producir chIspas de unos 2 centímetros de longitud, aunque el amperaje (la corriente) es muy poca, por lo que el aparato, con sus 12.000 voltios no es peligroso. Produce electricidad estática. MATERIALES Materiales que necesitas : - Una lata vacía de soda - Un pequeño clavo - Una liga (banda de goma) grande de 1 o 2 centímetros de ancho y de 6 a 10 cm de largo - Un fusible de unos 5x20 millimetros - Un pequeño motor de corriente contínua (de un juguete) - Un vaso de plastoform (o de papel parafinado) - Pegamento instantáneo - Dos cables de unos 15 cm de longitud - Dos piezas de tubo de tuberia plástica de 3/4 de pulgada PVC de 5 o 7 cm de longitud - Acople de 3/4 de PVC - Un conector T de 3/4 PVC - Cinta adhesiva - Un bloque de madera COMO SE HACE Iniciaremos por la parte de abajo. Lo primero que hay que hacer es cortar una pieza de 5 a 7 centímetros de un tubo de 3/4 de pulgada de PVC y se lo encola a una base de madera. Esta pieza sujetará el generador y nos permitirá quitar con facilidad así como reemplazar a la banda de goma (liga) o hacer ajustes. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 32

Como se ve en la foto, el cable pelado se sujeta en si lugar con cinta adhesiva o pegamento. Se coloca la banda de goma en la polea y se deja que cuelgue del conector T.

Ahora, cortamos unos 8 a 10 cm de tubo de 3/4 de PVC. Este irá sobre el conector T, con la banda de goma en el interior. Usamos un clavito para sujetar la banda de goma. El largo del tubo debe ser de la misma longitud que la banda de goma. Esta no debe estar muy estirada porque la fricción evitará que el motor gire.

Cortamos el vaso de plastoform desde la base, dejando unos 2.5cm y cortamos un agujero del mismo diámetro que el tubo en la base y al medio. Introducimos el tubo PVC por este agujero.

Luego perforanos tres agujeros en el acople de PVC. Dos de estos tiene que estar en lugares opuestos porque sujetarán el clavito que actuará de eje para la banda de goma. El tercer agujero se encuentra entre los otros dos y sujetará el "cepillo" superior, el que, al igual

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 33

que el de abajo se encuentra tan cerca que "casi" toca a la goma. El cepillo superior se sujeta al tubo de unión de PVC y el acople se pone en el tubo de 3/4 sobre el soporte de vaso de plastoform. La banda de goma se jala por el acople y se lo sostiene en su lugar con el clavo. Se pela el cable y se le da unas vueltas para que los alambritos no se separen mucho. El otro extremo del cable se sujeta dentro de la lata de soda para que esté electricamente conectado al "cepillo". Necesitamos un pequeño tubo de vidrio que funcione como polea de baja fricción y como complemento "triboeléctrico" de la banda de goma, ambos nos servirián para generar electricidad estática por fricción. El vidrio y la goma son muy buenos generadores de electricidad. El tubo se consigue de un fusible eléctrico. Los extremos metálicos se quitan con un soldador.

Guarden las tapitas de metal...los usaremos para otro proyecto! El tubito de vidrio no tiene imperfecciones y no se romperá facilmente. El siguiente paso es un poco difícil: metemos el clavito por uno de los agujeros en el tubo, luego se introduce el tubito de vidrio, después la banda de goma que debe estar sobre el tubito de vidrio y finalmente metemos el clavito en el orificio del frente. La banda de goma debe girar sobre el tubito de vidrio y este girar sobre el clavito. Ahora encolamos la base del vasito en el tubo de PVC. Es mejor usar silicona caliente para que ayude a que esté estable. Ahora ya podemos usar una lata de soda, estas se usan porque no tienen esquinas, lo cual minimiza la "descarga de corona". Con una cuchilla, corta un agujero en la base de la lata. Con el mismo borde del corte en la base, se

hace sujetar el cable pelado del "cepillo" y se presiona la lata hasta que toque el vaso cortado.

Finalmente, soldamos unos cables al motor para las pilas. Se pueden usar un par de pilas, o una batería de 9 voltios. Pero la batería hace girar demasiado rápido al motor y se rompe el tubo de vidrio, aunque el voltaje obtenido es más alto. Para hacer funcionar el Van de Graaff conecta las pilas. Si los "cepillos" están muy cerca, pero sin tocar a la banda de goma, sentirás una chispa que sale de la lata de soda al acercar el dedo. Es buena idea sujetar con la otra mano el cable de abajo, del cepillo inferior.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 34

COMO FUNCIONA? Seguramente que, alguna vez, frotaste un globo en tu cabello, luego lo pegaste a la pared. Si nunca lo haz hecho inténtalo! El generador Van de Graaff usa este mismo truco, así como otros dos para generar el alto voltaje necesario para producir una chispa. El primer truco Cuando el globo hizo contacto con tu cabello, las moléculas de goma tocáron las moléculas de cabello. Al tocarse, las moléculas de goma atraen electrones de las moléculas del cabello. Al apartar el globo del cabello, algunos de esos electrones se quedan en el globo, dándole una carga negativa. Los electrones extra en el globo repelen a los electrones el la pared empujándoles de la superficie. La superficie de la pared se queda con una carga positiva, porque hay menos electrones que cuando era neutra. La pared con carga positiva atrae al globo negativo con fuerza suficiente como para mantenerlo pegado contra sí. Si seleccionamos materiales y los frotamos unos con los otros, podemos encontrar cuales se quedan con carga negativa y cuales con carga positiva. Podemos tomar estos objetos en pares y colocarlos en una lista; del más positivo al más negativo. Esta lista se llama La Série Triboeléctrica. El prefijo Tribosignifica "frotar". La Serie triboeléctrica Los Más positivos (en este extremo pierden electrones) asbesto pelo de conejo vidrio cabello nylon lana seda papel algodón goma dura goma sintética poliester plastoform orlon saran poliuretano polietileno polipropileno Cloruro de Polivinilo (tubo PVC) teflon goma de silicona Los Más negativos (en este extremo roban electrones)

Nuestro Van de Graaff usa un tubo de vidrio y una banda de goma. Esta roba electrones del tubo de vidrio, dejándolo con carga positiva, mientras que la goma se queda con carga negativa. En este dibujo se puede ver claramente la banda de goma las poleas y los "cepillos" en ambos extremos, arriba y abajo.

El segundo truco La carga triboeléctrica es el primer truco. El segundo está en los cepillos de alambre. Cuando se acerca un metal a un objeto cargado, éste hace que los electrones en el metal se muevan. Si el objeto tiene carga positiva jala los electrones, si tiene carga negativa los empuja. Los electrones tienen carga negativa. Como cargas iguales se repelen y los electrones tienen todos igual carga, siempre tratan de estar lo más alejados posibles los unos de los otros. Si el objeto de metal tiene una punta, los electrones en ésta son empujados por el resto de los electrones en el resto del objeto. Entonces en una punta hay muchos electrones empujando desde el metal, pero ninguno empujando desde el aire. Si hay suficientes electrones en el metal, estos pueden empujar a otros electrones hacia el aire. Los electrones aterrizan en las moléculas del aire dandoles una carga negativa. El aire cargado negatívamente es repelido del metal cargado negatívamente y un viento con carga negativa sopla desde el metal. Se llama a esto "descarga de corona" porque se puede

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 35

observar una luz en forma de corona. Lo mismo pasa a la inversa si el metal tiene muy pocos electrones (si tiene carga positiva). En la punta, todas las cargas positivas en el metal jalan todos los electrones dejándolo muy cargado. las moléculas de aire que llegan a la punta pierden electrones por la punta positiva. Las moléculas de aire son ahora positivas y son repelidas por el metal con la misma carga. El Tercer truco Luego de aprender este último truco podremos entender el funcionamiento del generador. Dijimos que todos los electrones tiene la misma carga y tratan de alejarse unos de otros tanto como sea posible. El tercer truco usa la lata de soda para tomar ventaja de esto. Si le damos a la lata una carga de electrones, estos tratarán de estar lo más alejados unos de otros como sea posible. Esto tiene el efecto de que todos los electrones se van al exterior de la lata. Cualquier electrón en el interior sentirá el empuje de los otros y se moverá. Los electrones en el exterior sienten el empuje de la lata, pero no del aire que no tiene carga. Esto significa que si ponemos electrones en el interior de la lata, serán jalados al exterior. Podemos meter tantos electrones como queramos al interior de la lata, todos se irán al exterior.

Entonces cómo funciona el VDG? Funciona haciendo trabajar los tres trucos que hemos visto. El motor hace girar la goma. Esta va alrededor del vidrio y le roba electrones. La banda de goma es más grande que el tubo de vidrio. Los electrones robados del vidrio se distribuyen por toda la banda de goma. La carga positiva del vidrio atrae electrones del cable en el cepillo superior. Estos electrones cargan el aire saliendo de los puntas del cepillo. El aire es repelido por el cable y atraído al vidrio. Pero el aire cargado no puede llegar al vidrio, porque la banda de goma se interpone.

El aire cargado llega a la goma y le transfieren electrones. La banda de goma llega al cepillo de abajo. Los electrones en la goma empujan a los electrones del cable. Los electrones del cable son alejados y se van a tierra o a la persona que está agarrando el cable. Las puntas del cepillo inferior son ahora positivas y ellas jalan a los electrones de cualquier molécula de aire que las toque. Esta moléculas positívamente cargadas son repelidas por el cable con la misma carga y son atraídas por los electrones de la goma. Cuando llegan a ésta, recoge de nuevo sus electrones y la goma y el aire pierden su carga. La banda de goma está ahora lista para robar más electrones del Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 36

tubo de vidrio. El cepillo de arriba está conectado a la lata de soda. Tiene carga positiva y atrae electrones de la lata, las cargas positivas de la lata se alejan unas de otras. Se transfieren electrones de la lata de soda hacia tierra, usando la banda de goma para esto. En poco tiempo la lata de soda pierde tantos electrones que se

Trucos con el Van de Graaf Una de las cosas interesantes para ver con el VDG es cómo las cargas iguales se repelen. Tomamos papel de servilleta y cortamos tiras de este liviano papel. Encolamos con cinta adhesiva los extremos y luego sujetamos al generador Van de Graaf. Se verá como si la lata de soda tuviera cabello. Al encender el Van de Graaff , notamos que las tiras de papel adquieren la misma carga y se repelen las unas con las otras. Las tiras se paran como los pelos en la espalda de un gato. Si tenemos un compañero con el cabello muy delgado, podemos pedirle que se suba a un banco de plástico y toque el generador VDG, al instante su cabello se parará.

vuelve 12 000 voltios más positivo que la conección a tierra. Si la lata fuese más grande se llegaría a un voltaje más alto. El Aire se ioniza en un campo eléctrico de unos 50 000 voltios por centímetro. El aire ionizado conduce la electricidad como un cable. Se puede ver el aire ionizado conduciendo electricidad cuando se calienta tanto que emite luz, en este caso le llamamos chispa eléctrica.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 37

Motor Electrostatico con Disco Compacto Este es un simple motor electrostático que se hace a partir de un Disco Compacto (CD). Lo que denemos hacer es:

Si nos fijamos con cuidado en el dibujo notaremos que la varilla aislada debe tener un cablecito para poder conectar en este el aparato generador de electricidad estática. La varilla metálica se debe conectar a tierra.

Tomamos un disco y lo colocamos en el centro un tubo de vidrio con la base redondeada. Un tubo de ensayo funcionará a la perfeccción. Tubo de vidrio VarillaAislada conectada a generador Varilla con clavo

Disco compacto

Varilla metálica conectada a tierra

Base de madera

Luego debemos montar en una base de un material no conductor (madera, plástico, etc) tres varillas, dos de plástico o madera y una de metal. La varilla central debe tener un clavo largo para que funcione de pivote del disco, mientras que las varilla que se colocan a los lados deben tener clavos más pequeños y colocados a la misma altura.

En la foto del abajo podemos ver todo el motor funcionando a la perfección. La parte aluminizada del CD se quita con ayuda de algún disolvente o simplemente raspando la superficie con cuidado. El motor de CD funciona con una máquina electrostática que tenga un voltage no muy alto, por lo que se puede hacer funcionar con el Van de Graaf cuya construcción se detalla en este mismo libro.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 38

GENERADOR ELECTROSTATICO Y BOTELLA DE LEYDEN DE FRASCO DE PELICULA

La Botella de Leyden es un capacitor que tiene dos conductores, uno en la parte exterior y otro en la parte interior. Como conductores se pueden usar trozos de lámina de aluminio (la que se usa para la cocina). MATERIALES Los materiales que usaremos son: - Frasco de plástico para rollo de película fotográfica - Papel de aluminio (para usar en horno de cocina) - Tornillo y tuerca - Alambre delgado (clip para papel) - Pegamento - Tubo de plástico PVC - Trozo de tela COMO SE HACE Primero debes obtener un alambrito, corta un trozo de la lámina de aluminio y envuelve con este el frasco de rollo de película fotográfica.

Luego debes colocar en el interior otro trozo de lámina de aluminio, si deseas puedes usar pegamento, ten cuidado de hacer secar un buen tiempo porque los gases que se quedan en el interio pueden hacer explotar el frasco. Toma la tapa, haz una perforación e introduce en esta un tornillo y asegura en la parte de abajo un trozo de alambre obtenido de un clip para papel. Este alambre debe hacer contacto con la lámina que colocaste en el interior. Toma un trozo de cable (con varios hilos) y sujetalo en la parte de arriba del tornillo, llamaremos a esta parte "cepillo de colección". Observa el dibujo de al lado. Es buena idea usar un pegamento como la clefa o algún otro que no tenga agua en sus componentes. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 39

Generador Electrostático El generador es simplemente un tubo de pvc que se frota con un paño o un trozo de tela.

El aparato se hace funcionar colocando la botella de leyden en el borde de una mesa, lugo debes hacer que el cepillo de colección toque al tubo de pvc mientras lo haces deslizar frotando en el paño o tela. El alambre que se ve que sale del a botella de leyden es simplemente una conexión a tierra, en vez de esto puedes pedir a alguien que tome el frasco sujetando por la parte que tiene la lámina de aluminio. Esta persona no recibirá una descarga si no toca la lámina y el tornillo.

COMO FUNCIONA La Botella de Leyden, uno de los condensadores más simples, descubierto alrededor de 1745, de forma independiente, por el físico holandés Pieter van Musschenbroek de la Universidad de Leyden y el físico alemán Ewald Georg von Kleist. La botella de Leyden original era una botella de cristal llena de agua y cerrada, con un alambre o una aguja que traspasaba el tapón y estaba en contacto con el agua. La botella se cargaba sujetándola con una mano y poniendo la parte saliente del alambre en contacto con un dispositivo eléctrico. Cuando se interrumpía el contacto entre el alambre y la fuente eléctrica y se tocaba el alambre con la mano, se producía una descarga que se presentaba como una sacudida violenta. La botella de Leyden actual está recubierta por una capa de estaño tanto por la parte interior como por la exterior. El contacto eléctrico se realiza con una barra de latón que atraviesa el tapón de la botella y que está en contacto con la capa interior de metal mediante una cadena. Se produce una descarga completa cuando se conectan las dos capas por medio de un conductor. La botella de Leyden se utiliza todavía para demostraciones y experimentos en los laboratorios. PRUEBA Y USO Para usar este aparato puedes disponer de tus compañeros de curso pidiendoles que hagan una cadena humana. Las personas de los extremos deben tocar el perno de la botella y el recubrimiento exterior. Todos recibirán una descarga, no deben hacer esto personas que se encuentren mal del corazón o que tengan un marcapasos.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 40

Como Construir un

Simple Transmisor de voz de AM Nivel: Medio - Universidad

Este transmisor es tan simple de construir como el radio a cristal, fue diseñado por Simon Quellen Field. El transmisor no sólo es fácil de armar sino que cabe en la palma de la mano. Dependiendo de la antena, este transmisor puede enviar su señal de una habitación a otra o en todo el barrio. La primera versión se hizo con clips, pero esta usa algunas soldaduras.

CONSTRUCCION El oscilador es el corazón del transmisor. Tiene cuatro patitas, pero sólo usaremos tres de ellas. Cuando se conecta las pilas a dos de las patitas, el voltaje en la tercera patita salta entre 0 voltios y 5 voltios, un million de veces cada segundo. El oscilador esta construido en una cajita de metal. Los bordes de la cajita son redondeados con excepción de la esquina izquierda. Esta indica el lugar donde se ubica Materiales la patita que no se usa. Esta simplemente sirve Necesitaremos estas partes: para asegurar el oscilador en su lugar, pero Un cristal oscilador de un megahertz no está conectada a ninguna parte dentro de Transformador de audio la cajita. Es un transformador de audio de 1000 ohm La otra parte principal es el transformador de a 8 ohm, tal como el Radio Shack #273-1380. audio. En este circuito se lo usa como Un circuito impreso generico. modulador. El modulador cambia la fuerza de Enchufe para audífono, (phone plug). las ondas de radio para igualarlas al volumen Tiene que ser para el jack de tu fuente de de la música o la voz que desamos transmitir. sonido. Puedes usar el 1/8 de pulgada o del El transformador lo puedes obtener de un ratipo standar. dio a transistores en desuso, este tiene dos Un conector para bateria de 9 voltios patitas en un lado (rojo y verde en la foto) y Radio Shack # 270-324. tres patitas en el otro lado (azul, negro y verde Bateria de 9 voltios en la foto). El lado con las dos patitas es el Conectores tipo quijada de caimán. que tiene baja impedancia (el lado de 8 Son faciles de conseguir ohmios). El lado con las tres patitas es el de Algo de cable aislado para la antena. alta impedancia (de 1000 ohmios). El medio de de las tres patitas se llama tap central , no lo usaremos en este circuito. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 41

COMO SE ARMA El transformador tiene dos patas de metal en el fondo que sirven para sujetarlo, pero se los puede doblar para poder encolar a una base. El transformador se debe colocar a un costado de la base para que haya campo para el oscilador. Si usamos un circuito impreso, debemos colocarlo a la derecha, la parte cobreada debe estar hacia abajo. El oscilador también tiene patitas para sujetarlo, introduce estas en agujeros y dobla con cuidado. COMO SE USA EL TRANSMISOR Se comprueba de esta manera el transmisor: Conecta el enchufe del audífono en una fuente de sonido, como un radio a transistor, un toca CD, etc.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 42

PRISMA DE AGUA GIGANTE

Antes de comenzar debemos mencionar que el prisma de agua empieza por un rectángulo de plástico acrílico. Se debe usar este plástico porque otro tipo de plástico es más dificil de trabajar y manipular. MATERIALES Y HERRAMIENTAS Pistola y pegamento de silicona caliente en barra. Cuchilla Regla Trozo de Acrílico de 20 x 25 cm Trozo de cartón de 20 x 7,5 cm Cinta adhesiva maskin Cocinilla eléctrica o a gas CONSTRUCCION Si no se consigue el plástico de las dimensiones mencionadas entonces deberemos cortarlo. Para esto simplemente se mide el plástico y con ayuda de una regla y una cuchcilla se procede a rayar el plástico repetidas veces hasta formar un canal profundo. Una vez que el canal está lo bastante profundo se coloca el acrílico sobre una mesa y se dobla con cuidado para que se corte por la parte que se ha rayado. También se puede tomar un trozo de madera, colocarlo sobre el acrílico en el lugar donde se ha rayado y se empuja del otro extremo del plástico para que se rompa en el lugar designado. Hay que asegurarse de que el lugar rayado está mirando hacia arriba. No quites la cubierta protectora de nylon. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 43

Luego debes tomar tres cartones de 20x7,5 cm, colocarlos sobre el trozo de plástico acrílico y segurarlos con cinta adhesiva al acrílico. Para esto debes quitar la cubierta protectora de nylon y tener mucho cuidado de no rayatr el acrílico accidentalmente. Lo que desamos hacer es doblar el plástico acrílico, industrialmente se usa un calentador de cinta, el cual calentará el plástico justo en el lugar donde deseamos doblar. Obtendremos el mismo resultado tapando el plástico con cartón excepto en los lugares donde deseamos doblar. Coloca dos cartones en los extremos del plástico para así tener distancias iguales. Corta un trozo grande cinta adhesiva para dibujo llamada “maskin” (es de papel y resistirá el calor) y coloca sobre uno de los cartones, sujetándolo al plástico. Debes hacer lo mismo con el otro trozo de cartón. Toma la tercera pieza de cartón y colócala justo en el centro, entre los dos otros cartones que sujetaste inicialmente. Ten cuidado de que la distancia entre los tres cartones sea la misma. Esto es muy importante para que tu prima tenga lados iguales. Debes hacer una agarradera en esta pieza del centro la cual te permitirá sujetar el conjunto cuando estés calentándolo.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 44

Ahora debemos calentar y doblar el plástico. Es bueno hacerlo con las ventanas abiertas porque se producen gases. Al calentar el plástico debe estra unos 10 cm sobre las llamas de la cocina a gas, de manera que la temperatura no llegue a quemar los cartones. Se debe sujetar de la agarradera y mover continuamente hacia atras y adelante para que el calor se distribuya uniformemente. Después de varios minutos notarás que uno de los lados se comienza a doblar, no pares y sigue calentando uno o dos minutos más. Cuando creas que ya ha calentado lo suficiente y se dobla facilmente, toma el conjunto y dobla hacia hacia el plástico. Debes portegerte las manos con guantes gruesos debido al calor. Si el pástico deja de doblarse en forma fácil, debes calentar una vez más de lo contrario se romperá. Si llega a ocurrir esto no te preocupes porque se puede pegar con silicona caliente en los siguientes pasos. El siguiente paso es encolar todo el conjunto con silicona caliente. Se deben lijar los extremos que deseamos encolar para que la silicona sujete mejor el plástico. Usa una lija para madera. Para hacer un trabajo fino debes colocar la silicona en capas delgadas si deseas poner una capa gruesa de una sola vez es posible que caigan gotas al plástico y el prisma no funcione adecuadamente. Es buena idea comenzar el trabajo colocando cinta adhesiva al triángulo de plástico si hya un espacio demasiado grande. Luego se procede a encolar a la base que consiste en dos cuadrados de plástico acrílico de unos 10 x 10 cm. Finalmente y luego de haber revisado si existen fugas, se hace un agaujero en uno de los cuadrados de acrílico por el cual se debe verter agua. Usa un tapón de goma para evitar que el agua se salga.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 45

RELOJ DE AGUA Alguna vez te preguntaste cómo las personas sabian la hora antes de la invención del reloj?

Los romanos y otras personas de la antiguedad usaban la sombra del sol con un aparato llamado reloj de sol o gnomon. Al girar la Tierra sobre su eje, el sol parece moverse en el cielo. Esto hace que la sombra se mueva en las marcas del reloj.

Claro que en los dias nublados habia que adivinar la hora.

Hagamos un reloj para los días nublados! Una botella de plástico de un litro Un vaso de papel o de plastoform Un reloj con segundero Una regla Un lápiz Agua Cinta masquin Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 46

COMO SE HACE Con la ayuda de una persona mayor corta la parte de arriba de la botella, unos 7 cm debajo de la parte superior. Pega un trozo de cinta masquin en la superficie de la botella desde la parte de arriba a la de abajo. Debe estar colocada lo más recta posible. Perfora un pequeño hoyo en la base del vaso. Coloca el vaso en la parte de arriba de la botella. Alista tu reloj. Vierte agua en el vaso y comienza a controlar el tiempo en el reloj (fíjate en el segundero y el minutero). Mantén el agua hasta la mitad del vaso para que salga en forma continua. Pide ayuda de un amigo para que uno de ustedes observe la hora mientras el otro marca en la cinta. Cuando hayan transcurrido 30 segundos, haz una marca del nivel del agua en la cinta masquin. Debes hacer esto cada 30 segundos por 5 minutos. Estaban las marcas espaciadas uniformemente? Coloca otro trozo de cinta al lado de la anterior. Esta vez haz las marcas cada minuto, debes hacerlo por 5 minutos.

Alguna de las marcas ha coincidido? Será esta una buena forma de saber la hora? Todos sabemos que 60 segundos hacen un minuto, 60 minutos hacen una hora, y que 24 horas hacen un día, pero de donde han salido estos números es algo que no se sabe con certeza. Al parecer los culpables son los babilonios, personas que vivieron hace miles de años en el Golfo Pérsico. Los babilonios tenían una manía con el número 6. Su año tenía 360 días. También inventaron los relojes de sol, diviendo el día en 12 segmentos que luego se volvieron horas. Hoy en día usamos multiplos de 6 para nuestras propias medidas del tiempo!!! Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 47

Tren que Levita

Con este experimento se demuestra que los polos iguales se repelen. Tenemos una plataforma que flota sobre un par de rieles magnéticas y gracias a un suave impulso se puede desplazar de un lado al otro. Es muy similar en concepto al MAGLEV que se ha desarrollado en Alemania, Japón y Francia. Construcción Las rieles son dos cintas magnéticas cada una mide unos 50cm de longitud y 1,5 cm con su polo norte apuntando hacia arriba. Se colocan a 1 cm de los bordes de una tabla o lámina de melamina de unos 60 cm de largo y 15 cm ancho. Se colocan en los lados y a los extremos unas láminas de madera venesta (contrachapado) o cartón., de unos 6 cm de alto. Uno de los lados se puede hacer de plexiglas o plástico acrílico para que veamos flotar al tren sobre las rieles. La plataforma se hace de un trozo de plastoform (espuma de plástico, telgopor) no muy grueso de 13cm de ancho y unos 20cm de largo. En laparte de abajo se coloca un par de cintas magnéticas que tengan la misma longitud que la plataforma. Se colocan muy cerca de los bordes. En los extremos de la plataforma y a ambos lados de la base se colocan imanes en forma de disco. Con la cara norte hacia arriba, de manera que funcionen como resortes cuando plataforma llegue a uno de los extremos de la base y los imanes colocados a la misma altura se repelan. Se puede colocar un trozo de plastoform a ambos extremos de la plataforma para encolar ahí los imanes.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 48

Los IMANES los puedes conseguir también de algunos electrodomésticos, si no consigues cintas puedes probar con imanes circulares obtenidos de figuritas de pl[astico que se pegan a los refrigeradores. Las figuritas se colocaron para que simulen ser los pasajeros.

COMO FUNCIONA Le damos al tren un empujoncito para vaya de un lado a otro de la base. Lo verás flotar sobre las rieles. Los imanes en los extremos evitan que el tren se estrelle contra las paredes al final de la base. CONCLUSIONES Este experimento sirve de demostración, nos muestra que los polos iguales se repelen y polos desiguales se atraen. Abajo se puede ver un diagrama simplificado que muestra las areas de atracción y repulsión entre los imanes del experimento.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 49

COMO HACER UN

COHETE CON UN PALITO DE FOSFORO Este es un sencillo cohete que se hace con un palito de fósforo, un clip para sujetar papeles y papel de aluminio (del usado para hornear). Cómo se hace Primero debes obtener un gancho de metal o un alambrito, corta un trozo del papel de aluminio y envuelve con este el palito de fósforo junto al gancho o el alambrito. Quedará un canal por el que deben salir los gases de la combustión del fósforo. Obtendrás algo como lo que se ve en la foto de al lado.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 50

Torre de lanzamiento Se la hace del clip. Simplemente lo separas del medio. La parte más ancha va hacia abajo y en la parte angosta del clip debe ir colocado el cohetito.

El cohetito se hace funcionar colocando la llama de un encendedor en la parte en que se encuentra la cabeza del palito de fósforo, al cabo de un momento el fósforo se enciende y los gases que salen por el canalito lo impulsan hacia arriba debido a la Ley de la “acción y reacción”. TEN MUCHO CUIDADO AL HACER ESTE EXPERIMENTO Y PIDE LAAYUDA DE UNA PERSONA MAYOR.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 51

MOTOR SUPER SENCILLO

Para construir este sencillo motor se usan muy pocos materiales, el principal es un alambre de cobre esmaltado (No 28 o cualquiera que se tenga a mano), el cual se lo enrrolla sobre una forma cilíndrica. Como ves en la foto de abajo se puede usar incluso una pila. Debes dejar los extremos libres y estos deben estar justo al medio de la espiral.

LA SEGUNDA PARTE Es muy importante puesto que debes tomar la espiral y colocarla sobre la mesa de trabajo y limpiar uno de los extemos del alambre con ayuda de una lija de agua. Para que esto sea más fácil debes quemar con un fósforo ese extremo y luego lijar el esmalte que se ha quemado. Después debes colocar la espira como se ve en la foto de abajo y limpiar con ayuda de un cortaplumas o tijeras SOLO LA MITAD del esmalte del otro extremo del alambre, me explico: supongamos que el alambre lo ampliamos y lo vemos ahora como un cilindro, debes limpiar el esmalte en forma longitudinal del cilindro. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 52

EL PASO FINAL Ahora simplemente queda construir una base de madera con dos soportes hechos de alambre obtenidos de unos clips o sujetapapeles. En estos debes conectar los cables que luego se conectan a la pila. Para evitar que el motor vaya de un extremo al otro se pueden colocar pequeñas esferitas de vidrio o plástico (nosotros las obtuvimos de un collar). Finalmente coloca debajo de la espiral un imán (el más potente que puedas conseguir, te aconsejamos un imán obtenido de un parlante en desuso) y sujétalo con pegamento. El motor se hace funcionar dándole un ligero toque en la parte de arriba haciendo que gire, luego de unos instantes girará despidiendo chispas por los contactos de los extremos y los alambres.

En la foto de abajo puedes ver un motor que no usa imán.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 53

Campo Electrostático Materiales · · · ·

Globo Grande Moneda Mondadientes plano Vaso de plástico transparente

Procedimiento Haz parar la moneda de costado. Balancea un mondadientes plano sobre el borde de la moneda. Con cuidado cubre la moneda y el mondadientes con un vaso de plástico transparente. Infla el globo y anuda el cuello. Forta el globo en tu cabello varias veces para “cargarlo” (Para esto tu cabello debe estar limpio y seco.) Luego de que el globo se ha cargado, sostenlo cerca del vaso de plástico y muévelo alrededor ¿Que ocurre con el mondadientes dentro del vaso?

Marco Teórico Al frotar el globo en el cabello o en una chompa, este se carga con partículas llamadas electrones. Los electrones del cabello o la chompa son llevados hasta el globo. Los electrones (que tienen carga negativa) son atraídos por las partículas de carga positiva del mondadientes. Esta atracción es lo suficientemente fuerte como para causar el movimiento del mondadientes.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 54

BAROMERO CASERO

Materiales

Frasco de boca ancha Frasco pequeño Globo garande Mondadientes plano Tijeras Pegamento 2 bandas de goma (liguitas) Procedimiento Sujeta el globo por lapare del cuello y corta la parte más ancha, es decir, la que se infla. Corta dos pterceras partes. Toma el trozo que cortaste y colócalo sobre la boca de un frasco pequeño, luego sujeta con una banda de goma (liguita). Pega (encola) el mondadientes sobre el globo que sujetaste en el frasco pequeño. Una vez que l pegamento ha secado, coloca el frasco pequeño en el interior del frasco mas grande. Coloca la sección del globo que quedó sobre la boca del frasco grande, asegura con una banda de goma. Haz un nudo a la boquilla del globo. Sujeta el globo de la boquilla, jala y empuja el globo. Observa lo que ocurre al mondadientes que pegaste sobre el globo en el frasco pequeño dentro del frasco grande. Qué Ocurre El extremo libre del mondadientes se mueve hacia arriba y hacia abajo al empujar y jalar el trozo de globo del frasco más grande. Al empujar el globo en el frasco grande se hace que se incremente la presión en el interio del frasco. El aire empuja a su vez al globo en el frasco forzando que el mondadientes apunte hacia arriba. Al jalar el globo se baja la presión en el interior del frasco grande; como hay menos presión, el aire del frasco pequeño trata de expandirse, haciendo que el globo se expanda y el mondadientes apunta hacia abajo. Un barómetro funciona de la misma manera y sirve para indicar la presión del aire. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 55

MAR DE AIRE El científico Evangelista Torricelli(1608-1647) dijo que nosotros vivimos en el fondo de un mar de aire. Sobre cada una de nuestras cabezas tenemos aproximadamente 2 toneladas de aire que ejercen una presión de 101300 N/m2 Torricelli fue quien descubrió que el aire hace presión sobre nosotros y construyó el primer barómetro. MATERIALES Frasco grande Vaso Papel, cartulina o tarjeta postal Mesa Regla Trozo de tela Barómetro de mercurio Un barómetro de mercurio es un sistema preciso y relativamente sencillo para medir los cambios de la presión atmosférica. Al nivel del mar, y en condiciones atmosféricas normales, el peso de la atmósfera hace subir al mercurio 760 mm por un tubo de vidrio calibrado. A mayor altitud, el mercurio sube menos porque la columna de aire situada sobre el barómetro es menor. ¿Cómo es posible que no notemos semejante presión?. La respuesta es que todo nuestro interior está también a esa misma presión. Si en un momento dado todo el aire de la atmósfera desapareciera de la Tierra, literalmente explotaríamos debido a la presión de nuestro interior que no estaría contrarrestada. Aunque en la superficie de la Tierra todo está sometido a la presión del aire, es posible hacer experimentos que nos muestren esto que acabamos de decir.

EXPERIMENTOS CON EL AIRE Llena un vaso de agua hasta el borde. Pon sobre él una cartulina o una tarjeta postal (si no tienes usa una hoja de papel). Dale la vuelta con cuidado y observa como el agua no se cae dando la impresión de que es la tarjeta la que sujeta al agua para que el vaso no se vacíe. Lo que ocurre en realidad es que es el aire que empuja el papel por debajo, la presión del aire sería capaz de mantener el agua de un vaso de 10 m de altura. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 56

REGLA Y MESA Pon una regla en el borde de una mesa de tal manera que asome más o menos la mitad. Cubre con una hoja de periódico la mitad que queda sobre la mesa, Da un golpe seco sobre el trozo de regla que se ve. Observa como no se cae. La fuerza que ejerce el aire sobre la hoja de periódico lo impide.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 57

LA MONEDA REBELDE QUE NECESITAS Una tira de papel Un vaso Una regla COMO HACERLO Corta una tira de papel de periódico y coloca un extremo sobre el borde de un vaso. Coloca una moneda sobre la tira de papel. Como el papel es más ligero que la moneda, se necesitará una fuerza menos grande para moverlo. Ahora levanta el extremo libre de la tira hasta ponerlo horizontal, con cuidado de no mover la moneda. La velocidad es un elemento muy importante en este experimento, por lo tanto, la mejor manera de retirar la tira de papel, sin que se caiga la moneda, es golpeándola con fuerza con una regla, a unos cuatro centímetros del vaso. La tira de papel se deslizará y la moneda quedará en equilibrio en el borde del vaso. Si deseas hacer tu truco más espectacular, coloca una pila de tres o cuatro monedas pero teniendo mucho cuidado, ya que no es tan fácil y necesitarás de mucha practica. QUE OCURRE Cuando existe un cambio en el movimiento de las cosas existe una resistencia, a la que se le llama Inercia. Por ejemplo, cuando un objeto está inmóvil, se necesita una determinada fuerza para moverla, una vez en movimiento, se necesitará ejercer una fuerza más grande para detenerlo. Cuanto más pesado sea el objeto, más tiempo y más fuerza se necesitará para cambiar su movimiento. En este sencillo experimento hemos aplicado este principio.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 58

MATERIALES

Que Materiales son Conductores

Pila seca tipo D Foquito de linterna Trozo de papel de aluminio Pinzas para ropa Cinta Maskin Tijeras Materiales para comprobar conductibilidad: tapa de plástico, banda de goma, papel, monedas. PROCEDIMIENTO Corta un rectángulo angosto de lámina de aliminio. Dobla el rectángulo para formar una tira larga y angosta. Corta la tira por el medio para fotmar dos tiras. Encola uno de los extremos de cada tira de aluminio a una pila seca tipo D. Enrolla el extremo de una de las tiras de aluminio sobre la base de un foquito de linterna. No conectes aun el otro extremo en el foquito. Uno a la vez comprueba los siguientes materiales para averiguar cuales conducen electricidad: tapa de plástico, banda de goma, papel, monedas de diferentes tamaños, etc. Coloca el objeto entre la base del foco y la lámina de aluminio. ¿Cuál material hace que el foquito brille? QUE ES LO QUE OCURRE Un circuito electrico es el camino por el cual los electrones (partículas cargadas negativamente) se mueven. Si este camino se rompe, los electrones no se pueden mover libremente. Ciertos tipos de materiales permiten que los electrones fluyan libremente. Estos se conocen como conductores de la electricidad. Los buenos conductores permiten que le electricidad pase sin problemas. Los materiales que impiden o no permiten que la electricidad pase se conocen como aisladores. Los aisladores no permiten el paso de los electrones. Los metales son conductores y los plásticos y otros aisladores. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 59

AMPLIFICADOR DE AUDIO 741 Los amplificadores operacionales como el 741 sirven para una infinidad de aplicaciones. Si necesitas un amplificador de uso general y tienes a la mano un 741 lo puedes usar en este simple proyecto, un amplificador de buen desempeño y sin partes críticas. Puedes hacer este amplificador con pocos componentes, tiene una potencia de 0,5 a 3 watts y lo puedes usar en muchas aplicaciones prácticas como: Intercomunicadores Porteros electrónicos Seguidor de señales La base del circuitos el amplificador operacional 741, se puede alimentar con tensiones de 9v a 15v. Dos unidades iguales permiten que obtengas un amplificador estéreo. Las características son:

Figura1

Tensión de alimentación: 9v a 15v Potencia de salida: 0,5 a 3 watts Impedancia de entrada: 100 kilohomios (tip) QUE NECESITAS C1- 741, amplificador operacional. Q1 - BD135 o equivalente, transistor NPN de potencia Q2 - BD136 o equivalente, transistor PNP de potencia Resistores de 1/8w: R1 - 1k (marrón, negro, rojo) R2, R3 - 22k (rojo, rojo, naranja) R4 - 1k (marrón, negro, rojo) P1 - Potenciómetro de 100k Capacitores electrolíticos de 16v: C1 - 10 uF Circuito Impreso C2 - 1000 uF C3 - 100 uF Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 60

MONTAJE La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura abajo al lado. Los transistores de potencia deben tener disipadores de calor. También podemos usar los TIP31 y TIP32, pero los terminales de estos componentes son diferentes, hay que cambiar la base con el emisor. El parlante debe ser, por lo menos, de unos 10 cm de diámetro, para mayor rendimiento y se debe hacer la conexión al conector de entrada con cable blindado.. Te mostramos una fuente de alimentación para este circuito en la figura 3. El transformador debe tener un secundario de 9v o 12v con 500 mA o más de corriente y el capacitor de esta fuente debe tener una tensión de trabajo de 25v.

Figura 2

COMO FUNCIONA En la figura 1 tenemos el diagrama completo del amplificador. La señal de audio se aplica en la entrada inversora del amplificador operacional por medio de C1 y R1. Los resistorR2 y R3 dan la polarización de la entrada no inversora, manteniéndola con la mitad de tensión de alimentación. La salida del 741 excita directamente las bases de dos transistores complementarios, de modo que cuando hay señal positiva Q1 conduce y cuando es negativa Q2 es el que conduce. Con la conducción alternada de Q1 y Q2, el capacitor C2 se carga y descarga a través del parlante, reproduciendo así la se-el audio de entrada. El potenciómetro P1 controla la alimentación del circuito y, por tanto, su ganancia. PRUEBA Y USO Para que puedas probar este circuito basta que lo conectes a la fuente, luego aplica una señal a la entrada. Debe haber una reproducción clara en el parlante.

Figura 3

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 61

CAPITULO 3

EXPERIMENTOS

DE

BIOLOGIA Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 62

COMO HACER PARA ESCUCHAR

A UN PEZ ELÉCTRICO Escuchando al pez nariz de Elefante

En casi todos los acuarios se puede encontrar una criatura especialmente maravillosa llamada Pez Nariz de Elefante o más propiamente: Gnathonemus petersii, un miembro de la familia de los Mormiridos. Aparte del interés por la “pinta” del animalito, hay un aspecto más facinante: emite pulsos de electricidad en el agua con los cuales puede localizar comida, otros peces y a su pareja. Es simple escuchar estas señales eléctricas con equipo sencillo y barato como un audífono piezoeléctrico o un pequeño amplificador. Un audífono piezoeléctrico es un dispositivo simple, aunque en desuso hoy en día se lo usa en los receptores de radio a cristal. Se lo inserta en el oído y es muy sensible a las señales eléctricas, por lo que es perfecto para detectar las señales eléctricas que emite el Pez Nariz de Elefante para convertirlas en sonido. MATERIALES

PROCEDIMIENTO Se hace lo siguiente: Toma los electrodos de bronce, córtalos a la medida adecuada, es decir, que sobresalgan unos 10 cm del borde del acuario, luego suelda alos xtremos los cables del audífono.

Para escuchar al pez simplemente sumerge uno de los cables del audífono en un Acuario extremo del tanque de agua y el cable restante en el otro extremo del tanque, luego coloca el Electrodos de bronce (para soldar) audífono en tu oreja. Si el pez está quieto los Audìfono piezoeléctrico pulsos se escuchan de vez en cuando. Pero si se mueve se incrementa la frecuencia de los Amplificador pulsos hasta que se oye casi un zumbido. Esto ocurre porque al moverse el pez, necesita más Cables de conexion información del ambiente para poder navegar. Pagina 63 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Usa los pulsos como un sonar para evitar obstáculos, encontrar comida, evitar a los depredadores y para localizar otros miembros de su especie. Para que la señal se escuche más fuerte necesitarás un amplificador. Un estéreo tiene usualmente una entrada auxiliar o para el tocadiscos que puedes usar. Simplemente conecta unos cables y pon los dos cables dentro del tanque de agua de la misma forma en que hiciste anteriormente. La foto muestra un pequeño amplificador a pilas.

De Donde Vienen las Señales Con ayuda de un osciloscopio o tarjeta de sonido de una computadora podemos capturar la señal y observar el gráfico que produce, tal como te mostramos abajo.

Un cable va a la entrada del amplificador y unos conectores del tipo quijada de caimán se aseguran a dos trozos de electrodos de bronce que se introducen al agua a la izquierda y derecha del tanque. El pez se ha colocado temporalmente en un acuario pequeño para que la fotografía sea más fácil de tomar. Con el amplificador, varias personas pueden escuchar a este pez. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 64

Abajo se puede ver uno solo de los pulsos.

Coloca un micrófono en el amplificador para captar los sonidos a una tarjeta de sonido de una computadora y examina los gráficos en detalle. El Organo Eléctrico El órgano eléctrico del Pez Nariz de Elefante es claramente visible en esta foto, es el par de bandas blancas que va entre las aletas en el medio del cuerpo. En la foto de al lado se ve el órgano que emite las senales, es un músculo modificado. Los peces son muy sensibles a pequeñas cantidades de contaminantes en su medioambiente; en Alemania se usa el Pez Nariz de Elefante para detectar cantidades muy pequeñas de plomo y tricloroetileno en el agua de abastecimiento de las ciudades. Como las descargas eléctricas son tan fáciles de detectar y monitorear con una computadora, es un método más barato que las pruebas químicas y se puede hacer en forma continua. El número de descargas por minuto decae considerablemente cuando el nivel de las impurezas se eleva, incluso a niveles considerados muy por debajo de lo peligroso.

Otros Peces Eléctricos Los más conocidos son la Anguila Eléctrica de Sud América Electrophorus electricus, y el pez Gato africano Malopterurus electricus. Otro famoso pez eléctrico es la Manta Raya del Mediterráneo Torpedo torpedo. Hay un pez

gato eléctrico de China, el Parasilurus asota. Son grandes peces con poderoso órganos eléctricos que usan para atontar a su presa y alejar a los depredadores. Otros peces eléctricos son como el pez Nariz de Elefante, en los que las descargas eléctricas son muy pequeñas y se usan para navegación y comunicación. De la misma familia (llamados peces mormyriformes) que el pez Nariz de Elefante hay otras especies como Pollimyrus isidori, Gymnarchus niloticus, y Brienomyrus brachyistius. Otra familia de descargas débiles son los sudamericanos gymnotoides tales como Hypopomus artedi, Sternopygus, y Eigenmannia. Mientras que elHypopomus produce pulsos como el Pez Nariz de Elefante los otros producen ondas sinusoidales continuas. Los peces gymnotoides de Sud América Eigenmannia virescens, y Apteronotus albifrons son fáciles de conseguir en los acuarios de peces tropicales. Todos ellos emiten ondas continuas, en vez de pulsos..

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 65

MICROSCOPIO CON ESFERA DE VIDRIO

INTRODUCCION El microscopio es un instrumento que te permite visitar las cosas muy pequeñas, aquellas que incluso no puedes ver a simple vista y cuya existencia se ignoraba hasta la invención de este. Te invitamos a construir un sencillo microscopio que te permitirá investigar en el mundo del microcosmos. Nuestro microscopio se basa en uno muy antiguo inventado por un científico aficionado del siglo XVII llamado Anton van Leeuwenhoek. Como su antecesor, nuestro microscopio está basado en un sólo pero poderoso lente. EL MICROSCOPIO DE LEEUWENHOEK Una gran parte de los descubrimientos científicos en el siglo pasado ( y aún hoy en día) fueron hechos por aficionados.

Leeuwenhoek era un simple vendedor de telas. Utilizaba para su trabajo pequeñas “perlas de cristal” para examinar las telas en detalle. Ninguno de los colegas de Leeuwenhoek tuvo la idea de observar otros objetos porque tal vez pensaron que no valía la pena hacerlo. Si embargo Leeuwenhoek, tenía una natural e insaciable curiosidad y comenzó a observar todo a su alrededor. Examinó saliva, sangre, agua estancada, vinagre, cerveza y muchas otras cosas. Todas ellas eran interesantes, pero el agua estancada (cuanto más sucia mejor) fue el mejor objeto de estudio. Descubrió y examinó muchos microorganismos. Mandó reportes a la Academia de Ciencias de Inglesa, la Real Sociedad de Londres, quienes distribuyeron estos reportes y todo el mundo se enteró de estos descubrimientos.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 66

Por tanto el fundador de la microbiología fue un simple aficionado a la ciencia, pero la comunidad científica se dio cuenta de la importancia de estos descubrimientos sólo después de décadas. Para obtener ampliaciones más grandes, Leeuwenhoek hizo lentes cada vez más pequeños, llegando a fabricar lentes de 1 a 2 mm de diámetro. Estos lentes son difíciles de sujetar y enfocar y para evitar estos problemas Leeuwenhoek los sujetaba entre dos placas de bronce. Colocaba lo que quería observar en la punta de un tornillo, de manera que podía regular en forma precisa la distancia entre el objeto y el lente el observador tenía que acercar el ojo al instrumento y mirar a través del lente. Este instrumento estaba compuesto de un solo lente. Por la gran curvatura de la lente, éste era muy poderoso y permitía magnificaciones de más de 300X casi tanto como un microscopio moderno. Este microscopio se llama “microscopio simple”, porque está formado por un sólo lente. Al mismo tiempo que Leeuwenhoek, un físico inglés llamado Robert Hooke, había construido un microscopio compuesto, es decir, hecho de dos lentes: el objetivo (que va abajo) y el ocular (por donde se mira). Sin embargo las técnicas de fabricación de los lentes no era perfecta y por tanto estos microscopios tenía serios defectos ópticos, lo que los hacía menos efectivos que los microscopios simples. Solo en la primera mitad del siglo XVIII se perfeccionaron los microscopios compuestos. Leeuwenhoek construyó cientos de microscopios y algunos de estos aún existen y se conservan en museos (fig. 1). Esencialmente, este instrumento no era fácil de usar y no tenía un sistema de iluminación.

NUESTRO MICROSCOPIO Y EL DE LEEUWENHOEK

importantes mejoras. Adaptó el uso de los portaobjetos y le puso un espejo movible para la iluminación. La más importante innovación de Stong es la construcción de los lentes. Mientras que Leeuwenhoek pulía los diminutos lentes biconvexos en forma manual, Stong usaba un procedimiento mucho más simple que se basaba en la tensión superficial del vidrio fundido para obtener lentes esféricos muy precisos. Trabajaba con varillas de vidrio y un mechero bunsen, con los cuales obtenía muy buenos lentes. Algunos de los gráficos que verás en esta nota son del citado autor norteamericano. En la revista “Scienza & Vita” de diciembre del ’93, se puede ver un microscopio hecho en base al de Stong, pero con un mecanismo diferente y otro tipo de sistema de iluminación.

Este microscopio puede llegar a En los años 50, en la Revista “Scientific Ameri- magnificaciones de hasta 200X. Lo que lo can” , D.L. Stong redescubrió el viejo hace muy útil en el campo, para su uso por los profesores de biología. microscopio de Leeuwenhoek y le dio Pagina 67 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 68

CONSTRUCCIÓN

DEL

COMO HACER EL LENTE

MICROSCOPIO El microscopio que vamos a construir se puede dividir en cuatro partes: -La parte óptica El aparato de enfoque - La estructura de soporte o portaplatina - El sistema de iluminación Para que tengas una mejor idea, puedes ver las figuras 1 y 2, si deseas puedes hacer modificaciones. Nosotros ya hicimos muchas, algunas de las cuales te contaremos luego. La parte óptica está formada por la lente u objetivo. En este caso una esfera de cristal con un diámetro de unos 1.2 mm a 2.5 mm que funciona como una lupa. Es muy poderosa y debe ser mantenida a una distancia de unos pocos milímetros de los objetos que deseamos observar.

Para fabricar el lente necesitas (fig.4) una varilla de vidrio con un diámetro de unos 3 mm a 5 mm, un mechero Bunsen y un par de pinzas. Para reducir la formación de burbujas de gas en las esferas de vidrio, debes lavar bien la varilla de vidrio con agua y jabón. Evita tocar con las manos la parte central de la varilla. Luego de ajustar la llama del mechero Bunsen, calienta la parte central de la varilla mientras la haces girar entre los dedos. Cuando el vidrio esté lo suficientemente caliente y blando, quita de la llama y jala con firmeza con ambas manos hasta obtener una varilla de unos 0.3 m. Rompe la varilla con las pinza por el medio, sin tocar con los dedos. Luego acerca a la llama la varilla delgada y notarás que se produce una esferita, déjala en la llama hasta que tenga un tamaño de 1.5 mm a 2 mm. Luego saca de la llama y

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 69

deja que la esfera se enfríe. Ahora rompe la varilla a unos 10 mm de la esfera. Usarás esta colita para pegar la esfera en su lugar. Lo que garantiza la forma esférica de la bolita es la tensión superficial del vidrio fundido.

Habrán rastros de hidrocarburos en la esfera de vidrio que fabricaste, por lo que tendrás que limpiarla con alcohol y un papel suave. El poder de ampliación de l objetivo es mayor cuanto menor es su tamaño.

Aunque la fuerza gravitacional tiende a deformar la esfera, para obtener lentes de buena calidad debes mantener las dimensiones que te damos. Deberás preparar unas 10 esferitas, luego las examinas con una lupa para escoger la que tenga las dimensiones adecuadas y que esté sin burbujas de aire y otras imperfecciones. Habrán rastros de hidrocarburos en la esfera de vidrio que fabricaste, por lo que tendrás que limpiarla con alcohol y un papel suave. El poder de ampliación de l objetivo es mayor cuanto menor es su tamaño.

Cómo puedes determinar su poder de ampliación? Simplemente resuelve esta ecuación: I=333/d, donde I es el poder de ampliación y d es el diámetro de la esfera expresado en milímetros. Por ejemplo para una esfera de 1.66 mm de diámetro tendremos una ampliación de 200 X

MECANISMO DE ENFOQUE Como necesitamos enfocar con mucho cuidado, el lente está sujeto a una lámina de metal conectada a dos tornillos. El primero

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 70

sirve para el enfoque y el segundo para el ajuste fino. El objetivo (lente) se coloca en una de las láminas sobre un agujero. En la fig. 3 se ven las dimensiones. La forma en U le da a las dos láminas estabilidad. Como puedes ver en las figuras 2 y 3 la base del objetivo está curvada para darle más estabilidad. LA PORTAPLATINA La portaplatina es simplemente una caja de madera con dos aberturas a los lados. Está sujeta con pegamento y clavos. La parte de arriba debería tener un material como Formica, pero no es muy necesario. Lo que sí debes hacer es un agujero de unos 10 mm de diámetro para que pase la luz del iluminador. También debes hacer dos agujeros para los tornillos. SISTEMA DE ILUMINACIÓN Esta es una parte crítica, porque una buena iluminación nos permitirá observar los objetos con nitidez. La luz del sol no sirve, así que es mejor usar un pequeño foco de linterna. MONTANDO EL OBJETIVO El objetivo debe ser pegado bajo la lámina de enfoque en el asiento cónico (fig3). Para pegar el lente coloca un poco de pintura para uñas en la colita (fig. 5). Sin tocar el lente con los dedos, debes presionarlo un poco hacia abajo para eliminar espacios, de hecho, si pasa algo de luz por los bordes, la nitidez de la imagen se reduce bastante. USO DEL MICROSCOPIO Este instrumento sirve para observar objetos transparentes. Por esta razón es mejor escoger objetos pequeños y transparentes. Debes colocar el objeto en una portaobjeto y taparlo con un cubreobjeto (fig. 6). Ten cuidado al bajar el lente, no debe mojarse ni ensuciarse. Enciende el iluminador, coloca al centro el objeto y coloca tu ojo tan cerca como sea posible del lente. Ahora enfoca con los tornillos hasta que se vea bien la imagen (fig. 7). Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 71

PUNTO CIEGO DEL OJO

La retina es el tejido nervioso que recubre la parte de atrás del ojo. Sobre ella se forman las imágenes que nos dan la sensación de visión. Está formada por unas células especialmente sensibles a la luz llmadas conos y bastoncillos. La retina está conectada al cerebro por medio del nervio óptico. El punto en el que éste se une a la retina se denomina punto ciego por carecer de células fotosensibles (sensibles a la luz). Normalmente no percibimos el punto ciego ya que al ver un objeto con ambos ojos la parte del mismo que llega sobre el punto ciego de uno de ellos, incide sobre una zona sensible del otro. Si cerramos un ojo tampoco seremos conscientes de la existencia del punto ciego debido a que el cerebro normalmente nos engaña y completa la parte que falta de la imagen. Esta es la razón de que no fuese conocida la existencia del punto ciego hasta el siglo XVII.

Un experimento para comprobar la existencia del punto ciego ·

En una cartulina dibuja una cruz y un círculo como se ve en la siguiente figura: · Coloca la cartulina a unos 20 centímetros del ojo derecho. Cierra el izquierdo, mira la cruz con el ojo derecho y acerca lentamente la cartulina. Llegará un momento en que el círculo desaparecerá del campo de visión. En este momento su imagen se forma sobre el punto ciego.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 72

OBSERVANDO EL ADN

FUNDAMENTO TEÓRICO El ADN es una de las partes fundamentales de los cromosomas, son estructuras constituidas por dos pequeños filamentos o brazos, que pueden ser iguales o desiguales, están unidos por un punto común llamado Centrómero; varían en forma y tamaño, pueden verse fácilmente al momento de la división celular por medio de un microscopio. Los cromosomas químicamente están formados por proteínas y por el Ácido Desoxiribonucleico o ADN. Estructura del ADN El ADN está formado por unidades llamadas nucleótidos, cada una de las cuales tiene tres sustancias: el ácido fosfórico, un azúcar de cinco carbonos llamada pentosa y una base nitrogenada. El ácido fosfórico forma el grupo fosfato; la base nitrogenada es de cuatro clases: adenina (A), guanina (G), citocina (C) y timina (T).

Según los descubridores del ADN, James Watson y Francis Crick, el ADN está formado por una doble cadena de nucleótidos que forman una especie de doble hélice semejante a una escalera en espiral; a los lados se disponen en forma alternada un fosfato y un azúcar y en los peldaños dos bases nitrogenadas. Funciones y Propiedades del ADN a) El ADN controla la actividad de la célula. b) Es el que lleva la información genética de la célula, ya que las unidades de ADN, llamadas genes, son las responsables de las características estructurales y de la transmisión de estas características de una célula a otra en la división celular. Los genes se localizan a lo largo del cromosoma. c) El ADN tiene la propiedad de duplicarse durante la división celular para formar dos moléculas idénticas, para lo cual necesita que en el núcleo existan nucleótidos, energía y enzimas.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 73

OBJETIVO El objetivo principal de este experimento es el de poder observar sin ayuda de ningún instrumento óptico (microscopio) el ADN, utilizando únicamente materiales caseros cuyo costo no sea alto. QUE NECESITAS Agua Un chorro de líquido lavaplatos 1/2 cucharada pequeña de sal 1 cucharada pequeña de etanol helado o alcohol desnaturalizado o alcohol de 90 grados (isopropanol) 2 vasos 1 recipiente transparente con tapa PROCEDIMIENTO Disuelve media cucharada pequeña de sal en medio vaso de agua. Añade un chorro de líquido lavaplatos. Este líquido se usará para descomponer las células y liberar el ADN. Ponte aproximadamente una cucharada grande (20 - 25 ml) de agua clara en la boca. ¡No te la tragues! Enjuágate la boca con fuerza moviendo el agua de una mejilla a otra unos 30 segundos. Así se desprenden algunas células de las mejillas. Escupe el agua en un vaso de agua limpio. Añade aproximadamente 1 cucharada pequeña (5 ml) de este fluido a un recipiente pequeño limpio con tapa (serviría un tubo de ensayo de 20 ml o un bote con una capa de plástico transparente). Añade una media cucharada pequeña (2,5 ml) de la solución de sal y líquido lavaplatos (salina/detergente).

demasiada espuma). Así se descompondrán los varios cientos de células de las mejillas existentes y se soltará el ADN del núcleo. Incorpora con cuidado una cucharada pequeña de etanol helado en el tubo. El etanol o alcohol de 90 grados (isopropanol) también serviría; asegúrate de que está helado colocando la botella en el congelador algunas horas antes del experimento. Observa el punto en que se juntan las dos capas. Quizás veas cómo se forman hilos de ADN, como filamentos nubosos que se estiran hacia la capa superior (etanol). El ADN no es soluble en etanol, por lo que cuando el etanol se encuentra con la solución de ADN empieza a precipitar (a formar una sal de ADN). Podrás atrapar los hilos de ADN con un gancho de vidrio (o uno que hayas hecho con un cierre de plástico) sumergiéndolo con cuidado a través de las dos capas. Si no funciona, invierte suavemente el tubo varias veces hasta que se mezcle el alcohol. El ADN precipitado parecerá una pequeña bola de hilo blanco. Cada una de las células del cuerpo tiene el mismo ADN en su interior. Hemos utilizado células de las mejillas porque son fáciles de obtener. El ADN se encuentra en el núcleo de una célula, que es el "centro de control" de la célula. Para extraer el ADN, hemos tenido que descomponer la célula: el detergente rompe la membrana de la célula (la capa exterior de una célula) y hace que el ADN y otros componentes internos de la célula salgan flotando. Al añadir el etanol (o alcohol) se separan los hilos de ADN de los demás elementos de dentro de las células. En realidad, los científicos utilizan una técnica parecida en el laboratorio para aislar el ADN para nuevos experimentos, como el perfilamiento de ADN.

Coloca la tapa en el recipiente y muévelo arriba y abajo con suavidad 3 o 4 veces para mezclarlo (sin sacudirlo para que no salga Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 74

LOS HONGOS QUE SE NECESITA 1 botella de Soda (gaseosa) 2 cuharillas de azúcar 1 paquete de levadura en polvo 1 globo grande Agua tibia 1 Embudo

COMO SE HACE Vierte el paquete de levadura en polvo dentro de la botella de soda vacía. Llena la botella hasta la mitad de agua tibia (no caliente). Añade 2 cuhraillas de azúcar a la klevadura y al agua. Coloca tu dedo sobre la boca de la botella y sacude bien el contenido. Coloca el globo en la boca de la botella. Observa periódicamente cada 3 horas.

QU E

OC UR Se RE bu c o irá rbuja m e n lev infla s de z a r dig adu ndo gas á a en iere ra e grad y el f o r for ergí az s un ualm glob m a r cu ma d a, en uca hon ente o se ga al se ióxi est r y p gio . La va s (di lib do d e pro rod que se al g óxid era e ca ces uce rb os inf lob o d al a o le. o e y h e ca ire. no, e r ac bo Es l e q no te ue ) se es te Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 53

CAPITULO 4

de s o t n e m experi

MAT

S A C I T A EM

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 76

COMO MEDIR EL NUMERO Material Necesario Una tira de papel, una regla, un objeto cilíndrico, por ejemplo, una lata de refresco. Método Rodea la lata con la tira de papel y corta lo que te sobre o haz una marca en la tira. Sitúa la tira sobre una superficie horizontal y mide su longitud o hasta la marca si decidiste no cortar la tira. Mide el diámetro de la lata. Puedes situarla entre dos objetos y luego medir la distancia entre ellos. El cociente entre las dos medidas es el número (pi).

Explicación La relación entre la longitud de una circunferencia de radio r (2 r) y su diametro (2r) es

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 77

COMO MEDIR LA ALTURA DE UN ARBOL usando solo una regla

Con la ayuda de las matemáticas y mediante un procedimie to realmente sencillo, es fácil medir la altura de un arbol usando solo una regla. PROCEDIMIENTO Medir la altura de un arbol, un edificio o cualquier otro objeto es relativamente sencillo si se dispone de una regla. El procedimiento es el siguiente Colocarse a una distancia conocida del objeto cuya altura H se quiere medir, en este caso el arbol. Llamamos D a esa distancia. Extender el brazo mientras se sostiene una regla verticalmente a la altura de los ojos. Llamamos d a la distancia entre la mano y el ojo. Cerrar uno de los ojos y con el restante determinar a cuantos centímetros de la regla corresponde la altura del arbol. A esa longitud medida en la regla la denominamos h. Por semejanza de triángulos se obtiene que H/h = D/d. De esta relación se obtiene que la altura del arbol es: H = h.(D/d)

EJEMPLO Como ejemplo supongamos que la distancia que nos separa del arbol es de 50 metros, que nuestro brazo extendido mide 60cm (0.6m) y que en la regla vimos que la altura relativa del arbol es de 20cm (0.2m), por lo tanto la altura real del arbol será H = (0.2 x 50/0.6)m = 16.6m Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 78

Mide tu tiempo de reacción Material necesario Una regla de unos 50 cm Procedimiento Pide a un amigo que sostenga una regla tal como se indica en la figura y que la deje caer sin avisarte. Sitúa tus dedos sobre el cero y cuando veas que la suelta, cierra los dedos sobre ella. Anota la distancia que ha caído la regla. Vendrá indicada por la división que se encuentre debajo de tus dedos. Repítelo varias veces hasta que obtengas valores similares Explicación La distancia que ha caído la regla depende de tu tiempo de reacción. Si no se tiene en cuenta el rozamiento con el aire, un cuerpo que cae libremente, partiendo del reposo, recorre una distancia vertical que viene dada por : d : distancia recorrida g : aceleración de la gravedad (9,8 m/s2) t : tiempo que dura la caída Despejando de la expresión anterior, el tiempo de reacción será :

si se expresa la distancia (d) en centímetros y se tiene en cuenta que la aceleración de la gravedad (g) vale 980 cm/s2 El tiempo de reacción expresado en segundos será :

En la tabla aparecen algunos ejemplos de tiempos de reacción según la distancia recorrida por la regla Distancia Recorrida (cm) Tiempo de Reacción (s) 5

0,10

10

0,14

15

0,18

20

0,20

25

0,23

30

0,25 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 79

ARQUÍMEDES Y EL VOLUMEN DE LA ESFERA

Muchos conocen al sabio Arquímedes, especialmente por las palancas. El cálculo del volumen de la esfera fue uno de los descubrimientos que Arquímedes más estimaba de todos los que hizo en su vida. Llegó a demostrar de un modo muy original que el volumen de la esfera es igual a dos tercios del volumen del cilindro circular circunscrito a ella. Tanto le impresionó esto a él mismo (tal vez porque en ese entonces se hablaba de los cuerpos perfectos) que mandó que en su tumba se grabase esta figura en recuerdo de la mejor de sus ideas. Veamos cómo llegó a este interesante descubrimiento. Arquímedes se imaginó una semiesfera y junto a ella un cilindro circular recto y un cono recto, ambos de base igual a un círculo máximo de la semiesfera. Algo parecido al dibujo que te mostramos en la figura del lado. Veamos cómo llegó a este interesante descubrimiento. Arquímedes se imaginó una semiesfera y junto a ella un cilindro circular recto y un cono recto, ambos de base igual a un círculo máximo de la semiesfera. Algo parecido al dibujo que te mostramos en la figura de abajo.

Arquímedes cortó las tres figuras por un plano paralelo a la base del cilindro y el cono y se preguntó cómo serían las secciones determinadas por este plano en cilindro, semiesfera y cono. En el cilindro se obtiene un círculo de radio R (no olvides que el radio es la mitad del diámetro d). En la esfera también será un círculo, pero su radio dependerá de la distancia d. Mirando la figura siguiente y acordándote del teorema de Pitágoras, fácilmente puedes escribir que si el radio de la sección es r, entonces:

r2 + d2=R2 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 80

Como el radio de apertura del cono es de 45º, resulta que el radio es d. Así: Sección cilindro =

R2 = (r2 + d2) = r2 + d2 =Sección semiesfera + Sección cono

Las secciones son como rebanadas de las tres figuras obtenidas cortando paralelamente a la base del cilindro. Resulta que, colocando las tres figuras como las hemos puesto y cortándolas en rebanadas finas tendremos:

Rebanada en cilindro a altura d = Rebanada en semiesfera + Rebanada en cono. Si para cada altura d se tiene esta relación, parece bastante claro que Volumen cilindro = Volumen semiesfera + Volumen cono Pero, como Arquímedes muy bien sabía, Volumen cilindro= R3; Volumen cono= R3/3 y así resultaba Volumen semiesfera = R3/3 y Volumen esfera = 4 R3/3. Cuando Cicerón fue nombrado cuestor en Sicilia (75a. de C.), descubrió, gracias a la inscripción que Arquímedes había mandado grabar, la tumba de este gran sabio de la antiguedad que sus paisanos de Siracusa habían perdido de vista. Cicerón la restauró, pero más tarde se volvió a perder. Hace unos pocos años se encontraron dos tumbas que se disputan la autenticidad... La esfera puede considerarse como compuesta por un montón de pirámides de vértice el centro de la esfera y base de área muy pequeña S sobre la esfera. Esto da una idea de lo que puede valer el área de la superficie esférica. El volumen de la esfera es 4PR3/3. El de cada pirámide será RS/3 (pues la altura de cada pirámide es R). Sumando todas las pirámides y sacando R/3 factor común resulta 4PR3/3 = Volumen esfera = Suma volúmenes pirámides = Area esfera x R/3 y así

Area esfera = 4 R2 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 81

La aguja de Buffon Georges Louis Leclerc(1707-88), Conde de Buffon fue un celebre naturalista francés autor de una monumental Historia Natural en 44 tomos que recopilaba el conocimiento científico con un fin eminentemente divulgativo. Hoy en dia su nombre aparece muchas veces asociado a un problema denominado “La aguja de Buffon” que relaciona el número pi con el lanzamiento de una aguja sobre una superficie rayada. Buffon demostro que si lanzamos, al azar, una aguja de longitud L sobre una superficie en la que hay dibujadas líneas paralelas separadas una distancia D, la probabilidad de que la aguja corte a una línea es:

MATERIALES Una superficie con líneas paral equidistantes o un suelo embaldosado) Una aguja, palillo u objeto similar, de longitud menor o igual a la distancia entre líneas (Para simplificar es conveniente que la distancia entre dos rayas coincida con la longitud de la aguja) Lápiz Cuaderno de Anotaciones PROCEDIMIENTO Deja caer, de la forma más aleatoria posible, la aguja sobre la superficie. Anota el número de tiradas y el número de veces que la aguja corta a una línea. El cociente entre el número total de tiradas y el número de veces que la aguja corta a una línea tiende a pi/2 ( se parecerá tanto más cuanto mayor sea el número de tiradas) Deja caer, de la forma más aleatoria posible, la aguja sobre la superficie. Anota el número de tiradas y el número de veces que la aguja corta a una línea. El cociente entre el número total de tiradas y el número de veces que la aguja corta a una línea tiende a pi/2 ( se parecerá tanto más cuanto mayor sea el número de tiradas)

Si la aguja tiene una longitud (L) menor que la distancia entre dos líneas (D) :

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 82

CAPITULO 5 EXPERIMENTOS DE

ENERGIA S LAR Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 83

AUTO SOLAR Hecho con Materiales Caseros

Este auto solar se construye con ayuda de pocos materiales fáciles de obtener. El único problema sería la celda solar que no se encuentra fácilmente en nuestro medio.Aunque se pueden usar celdas solares descartadas de máquinas calculadoras. Materiales Trozos de plastoform Ruedas de autos de juguete Arandelas pequeñas Tubos de puntabola de plástico Motor de auto de juguete Cables delgados Celda solar Poleas Trozos de alambre o palitos de pacumutu Como se puede ver en la figura de arriba, debemos cortar un trozo rectangular de plastoform para hacer el chasis del auto solar siguiendo las dimensiones que se indican. Se puede hacer un auto de igual o menor tamaño. Luego se colocan en ambos extremos unos rectángulos de refuerzo y sobre estos unas armellas. Luego tomamos unas ruedas de juguete y les aseguramos a estas un eje de palo de pacumuto o de alambre. Las ruedas traseras deben tener una polea y espaciadores. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 84

Como se puede ver en el dibujo de abajo, los espaciadores evitan que las ruedas hagan fricción contra el chasis y se frenen. Se los hace de trozos de puntabolas de plástico. Las poleas se las puede obtener de caseteras en desuso.

Como se ve la forma de colocar el motorcito con su respectiva polea sobre el chasis. La correa de transmisión es de goma y se la obtuvo de la misma casetera de la que se quitaron las poleas. El motor se sujeta con un trozo de lata o simplemente usando silicona caliente.

Luego se hacen las conecciones al motor. Debemos tener cuidado con la “polaridad” es decir que el polo positivo y el negativo estén conectados de manera correcta al motor, no sea que al funcionar vaya hacia atrás. Debemos conectar una pila para asegurarnos que el motor gire en la dirección apropiada. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 85

En la foto podemos ver el carro solar completo y listo para funcionar. Como se puede notar, estamos usando un panel solar bastante grande y es que el motorcito de auto de juguete consume mucha corriente y no funcionaría con un panel menor. En caso de no tener a mano este tipo de paneles recomendamos usar motorcitos de walkman en desuso. Estos tiene además la ventaja de que vienen con su propia polea y funcionan con muy poca corriente

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 86

La Cocina Solar Tipo Embudo Como hacer y utilizar la Cocina Solar

Introducción Pude construir la cocina parabólica ideada por Steven E. Jones Profesor de Física en la “Brigham Young University”, funciona muy bien. Los planos los puedes ver en esta misma pagina.

costados, lo que tiende a dejar la comida apartada del calor. Cuando se abre la caja para meter o sacar la comida, parte del calor escapa. Además, las cocinas de este tipo tienden a ser más complicadas de hacer que una cocina de embudo.

La cocina diseñada por Steven Jones es Ante de construir esta interesante cocina sosegura, barata y efectiva. Es una mezcla entre lar, que en realidad es un horno solar, veamos la cocina parabólica y la de caja. Tiene una algunos tipos de cocinas solares y su uso: especie de embudo grande y profundo e La COCINA PARABOLICA se basa en un disco incorpora las mejores características de la cocina que refleja y concentra la luz del sol en un punto parabólica y la de caja. donde la comida es cocinada. Este método El reflector se puede hacer de papel de aluminio es bastante peligroso ya que la energía del sol pegado a un cartón, o tambien se puede usar un se concentra en un punto muy caliente pero que trozo de lamina de aluminio para imprentas, no puede ser visto y por tanto puede causar luego se dobla para formar un embudo. quemaduras e incendios. La COCINA DE CAJA (o Kerr-Cole): Es básicamente una caja aislada con una tapa de cristal o plástico, normalmente con un reflector que refleje luz al interior de la caja. La luz entra por el cristal (o plástico), par calentar lentamente la caja. Enfrenta los siguientes problemas: La energía entra solo por la parte superior mientras ésta escapa por los

Como Funciona El reflector tiene la forma de un embudo gigante forrado con papel de aluminio. (Las instrucciones de montaje se dan más abajo) Este embudo es como la cocina parabólica, exceptuando que la luz del sol es concentrada en una línea (y no en un punto) en el fondo del embudo. Puedes poner

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 87

la mano en la parte inferior del embudo y sentir el calor, pero no te quemará. Seguidamente pintamos un recipiente de color negro por la parte de fuera, para acumular el calor, y lo colocamos en la parte inferior del embudo. O podemos utilizar un recipiente negro con tapa. Los objetos negros se calientan fácilmente. Pero no lo suficientemente para cocinar ... necesitamos pues, alguna manera de calentar el mismo impidiendo que el aire lo enfríe. Se usa una bolsa de plástico ttransparente barata envolviendo el recipiente. La bolsa de plástico, disponible en tiendas como “bolsa para verduras”, reemplaza la cara y costosa caja con tapa de cristal de las cocinas de caja. Puedes utilizar las bolsas de plástico sin asas totalmente transparentes, estas permiten pasar mucha luz solar (las bolsas oscuras no dejan pasar la luz.) El polietileno normal se derrite enseguida, por lo que debemos poner algún aislante, como un bloque de madera, para ayudar a mantener el calor (cualquier otro aislante puede funcionar: cuerda, un leño, o incluso palitos de madera). La cocina de embudo puede funcionar incluso en los días de invierno. Por supuesto , la cocina embudo funciona mucho mejor fuera de los días de invierno (cuando el índice UV es de 7 o más). La mayoría de las cocinas solares no funcionarían en invierno en las zonas más al norte (o las que están más al sur, a partir de los 35º) Si se dispone de una cocina a presión sería maravilloso. Pero también se puede usar una lata con tapa hermética - una olla a presión!el tiempo se reduce a la mitad cada 10º C que incrementamos . Hay que pintar de negro mate por la parte exterior con pintura en spray, y funcionará de maravilla. La comida se cocina más rápido que en un recipiente normal. De todas maneras, puedes poner cualquier otro recipiente negro en la bolsa si quieres. ¡Pero no uno con tapa a rosca, la presión la podría reventar!

Como hacer tu propia cocina embudo. Que necesitarás: Un trozo de cartón plano, de 60 cm por 120 cm ( el largo debe ser dos veces el ancho, y cuando más grande mejor) Papel de aluminio normal y corriente. Cola Blanca o de mezclar (como la carpicola) y agua para disolverla al 50%. También un pincel o brocha para aplicarla (o un trozo de tela o papel). También se puede usar engrudo.. Algo para sujetar el embudo abrazado (cinta adhesiva ancha, cuerda, ...). De vajilla de cocina les recomiendo un recipiente hermético. El tarro (recipiente de vidrio) debe estar pintado de negro por el exterior. He visto que un spray negro mate barato funciona bien, hay que pedir pintura en spray para autos. Rasca una pequeña “ventana” en el recipiente para poder ver el interior si es que éste es de vidrio. Un bloque de madera que haga de aislante. Las medidas aproximadas son de 10cm de largo x 10cm de ancho x 5cm de alto. Una pieza de madera cuadrada hace de aislante perfectamente. Una bolsa para envolver el tarro y el bloque de madera, para hacer el efecto invernadero. Ideas:

Bolsas para hornear, las de tamaño normal son perfectas: transparentes y no se derriten. Una bolsa de esas casi transparentes marcadas como HDPE (Polietileno de alta densidad, High Density PolyEthylene). La idea es de que el plástico sea lo bastante resistente como para que no se derrita al contacto con el reciPagina 88 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

piente. También podemos colocar un recipiente pintado de negro dentro de una ensaladera de cristal; cúbrela con una tapa. Intenta encontrar algo que apriete. Instrucciones paso a paso Corta medio círculo del cartón de la parte inferior como se muestra abajo. Cuando el embudo se ha formado, este se convierte en un círculo entero y debe ser lo suficientemente grande como para que quepa tu tarro de cocción. Por esta regla de tres, para un recipiente de 18 cm aprox. de diámetro, el radio del medio círculo debe ser de 18 cm. (es Aplica pegamento o cola en la parte superior (indecir 36 cm de diámetro). terior) del cartón, entonces, rápidamente pon el papel de aluminio sobre la parte encolada. Asegúrate de que la parte más brillante del papel de aluminio mira hacia fuera, ya que ésta será la parte reflectiva del embudo. Puedes poner el pegamento justo para una capa de aluminio ya que así el pegamento no se seca. También puedes cubrir con tiras de unos 2 cm y medio. Deja el papel de aluminio tan liso como puedas, pero unas pequeñas arrugas no hacen nada. (Si incluso no tienes cartón puedes hacer un agujero en el suelo con forma de embudo y forrarlo con papel de aluminio para tener una cocina de embudo fija y utilizarla a mediodía)

Forma el embudo Para formar el embudo, debes juntar el lado A con el lado B, como se ve en la imagen. El papel de aluminio debe ir DENTRO del embudo. Haz esto lentamente, dando al cartón forma de embudo utilizando una mano para hacer dobleces que salen desde el medio círculo. Ve perfeccionando el embudo hasta hacer que los lados A y B se junten y el medio círculo forme un círculo completo. El papel de aluminio irá DENTRO del embudo. Abre el embudo y déjalo extendido, con la cara INTERIOR hacia arriba. Pasemos pues al siguiente paso. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 89

Junta la cara A con la cara B para mantener el embudo junto. La manera más fácil de hacer esto es haciendo 3 agujeros en el lado A y B a la misma altura (ver la imagen). Entonces pasa un pasador de papel por cada agujero y sujeta abriendo las dos patas. O también podemos utilizar un tornillo mariposa (que es un tornillo con una tuerca con forma de mariposa de metal) para sujetar los dos lados (A y B). Se creativo con lo que tengas a mano. Por ejemplo, haz dos agujeros con una separación de 1 cm y medio entre ellos, puedes pasar un alambre, un cordel, ... por un agujero y sacarlo por el otro para atarlos o enrollarlos. Cuando juntamos A con B, se nos queda un embudo “con dos alas”. Puedes cortar las alas pero reflejan más sol por lo que yo las dejo.

Pasos Finales A estas alturas, ya estás listo para poner comida o agua dentro del bote de cocción, y ponerle la tapa (Ver la tabla de tiempo de cocción de los alimentos) Pon el bloque de madera DENTRO de la bolsa (en el fondo de ésta). Utiliza una pieza de 10 x 10 x 5cm (4" x 4" x 2"). Entonces pon el bote de cocción con la comida o agua encima del bloque de madera dentro de la bolsa. Seguidamente, coge la parte superior de la bolsa con los dedos y sopla para hinchar la bolsa. Esto formará un pequeño invernadero alrededor del bote de cocción, que atrapará el aire caliente. Cierra la bolsa atando sus asas (si no tiene utiliza un alambre o cordel). IMPORTANTE: ¡el bote no debe tocar la bolsa!. La bolsa no permite que el aire frío toque el bote. Pon la bolsa completa con todos sus contenidos dentro del embudo como se muestra en las fotos. Pon la cocina embudo cara al sol. Recuerda: La luz del sol puede dañar los ojos: Por favor ponte gafas de sol para manejar la cocina solar! La cocina embudo está diseñada de tal manera que la parte más caliente queda en el fondo del embudo, fuera del alcance del cuerpo.

Pega un trozo de papel de aluminio alrededor del agujero inferior del embudo, con la parte brillante dentro. Esto completa el montaje de tu cocina embudo. Para mejor estabilidad, pon el embudo en el interior de una caja. Para una utilización de larga duración, uno puede hacer un agujero en el suelo para mantener el embudo en su sitio.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 90

Pon la cocina embudo de tal manera que capture el máximo de luz. El diseño de la cocina embudo le permite capturar energía solar durante una hora, sin necesidad de ser reposicionado. Para cocciones de más de una hora, reajusta el embudo de tal manera que éste siga teniendo el máximo de luz. Si colocamos la cocina embudo enfrente de una pared o ventana que orientada hacia el Norte (en el hemisferio sur, y al revés en el hemisferio Norte) se reflejará mayor cantidad de luz en el embudo. Cuando más lejos se esté del ecuador esta pared hará más falta (y más en invierno). Después de cocinar Recuerda, el tarro estará muy caliente: ¡Utiliza guantes o un paño para agarrarlo! Si estás calentando agua en un recipiente hermético, podrás ver que el agua está hirviendo cuando le quites la tapa - ¡ve con cuidado!

tarro, para mantener el aire caliente. Éste método permite a la luz solar pegar por todas las partes del tarro (o bote), lo que hace que se caliente antes. Éste método es ideal para utilizarlo en meses de invierno.

Recomendaciones Evita ensuciar o dejar huellas en la parte interior del embudo. Debes mantener la cara interior limpia y brillante limpiándola con una toalla húmeda. Esto hará que la cocina embudo funcione perfectamente bien. Si tu embudo se abre, puedes recomponerlo atando una cuerda o algo así entre los lados que deben ser encerrados de nuevo.

En Bolivia se probó una cocina solar de embudo de Mylar aluminizado en pleno invierno. El agua se pasteurizó en 50 minutos, los huevos se hirvieron en 70, y el arroz en 75 minutos.

Para utilizaciones de larga duración, puedes hacer un agujero en el suelo para clavar tu embudo y así fijarlo contra el viento. Cubre tu embudo o éntralo en casa para evitar que se moje cuando Pasteurización del Agua y la Leche llueva. El agua/leche contaminada mata cada día miles El recipiente puede colgarse cerca del de personas, especialmente niños. la WHO fondo del embudo con hilo de pescar informa que el 80% de las enfermedades del (etc.), en vez de poner un bloque de mundo se transmiten a través del agua madera debajo. Se pone una bolsa de contaminada. Los estudios muestran que plástico llena de aire envolviendo el calentando el agua a unos 65º-70º C (150º F) Pagina 91 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

es posible matar coliformes, rotavirus, enterovirus e incluso Giardia. Esto se llama pasteurización. La pasteurización depende de la temperatura y el tiempo que se calienta el agua. Pero ... ¿Como sabes si el agua está suficientemente caliente? Puedes utilizar un termómetro, pero eso subiría el coste final, por supuesto. Cuando el vapor sale del bote y forma “rocío” dentro de la bolsa, entonces el agua está pasteurizada para beber. (el truco es calentar a 160º F (71º C) por lo menos durante seis minutos.) Si rascas una tira de pintura podrás ver cuando el agua hierve - entonces puedes estar seguro del todo. ¡Piensa en todas las vidas que se pueden salvar con tan solo pasteurizar el agua! Cocinando con la cocina embudo ¿Que cocinarías en un horno de temperatura moderada? Pues las mismas cosas tardarían lo mismo en la cocina de embudo y sin quemarse. Las tablas de abajo indican el tiempo aproximado de cocción en verano. Verduras (Papas, zanahorias, calabacines, espárragos, etc.) Preparación: No necesitan agua si están frescos. Cortar a “tronquitos” o rebanadas. El maíz puede ser cocinado con o sin la mazorca. Tiempo de cocción: Sobre 1 hora y media. Cereales y Granos (Arroz, trigo, cebada, avena, mijo) Preparación: Mezclar dos partes de agua con una de cereal. La cantidad puede variar dependiendo de los gustos. Déjalo en remojo para que se cocine antes. Para asegurarse de un buen cocinado, remueva el bote pasados 50 minutos.¡CUIDADO! El bote estará muy caliente. Utiliza algún tipo de protector. Tiempo de cocción: hora y media o dos horas.

Pasta y Sopas de SobrePreparación: Primero calienta agua hasta que hierva (5070 minutos). Entonces añade la pasta o la sopa. Remueve, y cocina durante 15 minutos m á s . Tiempo de cocción: 65-85 minutos. LegumbresPreparación: Si las legumbres están secas, déjalas a remojo durante una noche entera. Ponlas en el bote con agua. Tiempo de cocción: De 2 a 3 horas. H u e v o s Preparación: No necesitan agua. Nota: Si se cocinan demasiado, las claras se oscurecen pero el sabor es el mismo. Tiempo de cocción: 1 hora o hora y media. Depende de como se quieran las yemas. Carne (Pollo, Cordero y Pescado) Preparación: No necesitan agua. Cuando más se cocinan más tiernas se quedan. Tiempo de cocción: Pollo 1.5 horas cortado o 2.5 horas entero; Cordero: 1.5 horas cortado o de 2.5 a 3 horas a trozos grandes; Pescado 1 hora o hora y media. Pan y derivados Preparación: Proceder como se haría normalmente. Los tiempos de cocción se basan en la cantidad de masa Tiempo de cocción: Pan; 1 hora o hora y media; Galletas: 1 hora o hora y media; Pastas de te: 1 hora. Frutos secos tostados (Cacahuete, almendra, semillas de calabaza, etc.) Preparación: Poner en el bote. Se puede añadir aceite vegetal si se desea. Tiempo de cocción: Más o menos 1 hora y media. Congelados y comida precocinada Preparación: Si el paquete es oscuro, simplemente meterlo en la bolsa en vez de poner el bote. Tiempo de cocción: El tiempo varía dependiendo de la cantidad de comida y de la

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 92

Durante el día, los rayos del sol se reflejan en el bote que se calienta enseguida. Por la Como utilizar el embudo solar como noche el calor del bote sale hacia fuera hacia Refrigerador o Nevera. el espacio vacío, que está muy frío (esto es lo del “decaimiento calorífico”). Un estudiante universitario (Jamie Winterton) fue el primero en demostrar que la cocina so- Como resultado, el bote de cocción ahora se lar de embudo puede utilizarse - por la noche - convierte en un pequeño frigorífico. Normalmente alcanzamos una temperatura unos 10º C más como nevera. Aquí se explica éste hecho. baja que la temperatura ambiente utilizando este La cocina embudo tiene el mismo montaje que aparato tan simple. tendría durante las horas de sol, con dos Puedes colocar dos embudos por la noche, con excepciones: botes con doble bolsa en el interior. Un bote con El embudo debe estar orientado hacia el un bloque de madera debajo, el otro colgado con cielo oscuro de la noche. No debe “ver” (es hilo de pescar. Aún cuando la temperatura de la decir, no debe ser apuntado) a ningún piso ni noche sea de 25’5º C. Verás que la temperatura árbol porque la radiación térmica de las dentro del embudo ha bajado a 15 grados de paredes, árboles, e incluso nubes disminuirán golpe, ya que su energía se irradió hacia el cielo el efecto refrigerante. abierto. Si la temperatura mínima exterior llega a menos de 8’6º C grados - encontrarás que el Es mejor poner dos bolsas envolviendo agua en ambos botes es HIELO. Un recipiente el bote en vez de una, con espacios entre las de PVC negro funcionará mejor que un bote bolsas y entre la bolsa interior y el bote. Las negro, ya que el PVC es un buen radiador de bolsas de HDPE e incluso las normales, ya infrarrojos. que el polietileno es casi transparente para los rayos infrarrojos, dejándolos escapar al “decaimiento calorífico” del cielo oscuro de la noche. oscuridad del paquete.

Cocina tipo embudo hecha con láminas de aluminio desechado para imprentas. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 93

Reflector Solar Parabólico

Este prototipo de cocina solar es de material de 0.7 mm de grosor de aluminio Anocoil que tiene la calidad del espejo y algunos tubos de acero. El reflector se abre como una sombrilla, porque cada segmento gira en el centro. Alrededor del borde hay una banda de goma que la une. El aluminio de 0.7 mm es un poco delgado para soportar su propio peso de manera que tiembla en el centro. Para evitar esto colocamos un soporte en la parte de abajo. También es inestable en el punto focal cuando hay viento. A pesar de esto trabaja muy bien en días con sol. También se puede almacenar por lo que es ideal para acampar. Es 1.2 m de diámetro, lo cual es equivalente a 1m2 de luz solar pero su eficiencia es de 60%.

elementos reflectores se pegan con cinta a las costillas. La caja y los reflectores son de 1m x 1m. La eficiencia y estabilidad son muy buenas. En un día soleado es fácil hacer hervir papas y freír salchichas. Para comprobar el punto focal colocamos un periódico que se incendió en segundos. El único problema es que en época de lluvia, con bastante humedad y luego de unos meses en el garaje, el cartón tiende a perder su forma.

La segunda cocina se diseñó a partir del libro ‘Cooking with the Sun: How to Build and Use Solar Cookers’ por Beth y Dan Halacy. Aunque tardamos un poco en construirla era mucho más eficiente. El reflector se hizo de 24 trozos de cartón colocados en forma radial cada 15 grados. Cada uno de los 24

Esta es una versión pequeña de 50cm x 50cm. El reflector tiene forma esférica con un radio de 25cm (igual a las dimensiones de la caja) con lo cual se obtiene una forma casi parabólica con un punto focal a 25cm del reflector.

Este modelo es más estable y simple de construir, además de eficiente. Se usa el principio de la “caja de vino” para asegurar el cartón por la parte interior y así crear la forma requerida para que el reflector quepa adentro.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 94

Cada costilla están a 5 cm de distancia. Se necesitan 11 costillas para lograr la forma. Cada costilla tiene un radio diferente, dependiendo de dónde se lo coloca. Todo lo que se tiene uqe hacer es dibujar en un papel y luego trasferir estos dibujos al cartón y cortar con tijeras la forma requerida. Luego se hacen unas muescas en la parte inferior de las pizas y se va ensamblando.

El reflector se hace de una pieza de 0.3 mm de grosor de aluminio Anocoil. Si no consiguen este tipo de material, se pueden usar también las láminas de aluminio que se usan en imprenta y que se desechan una vez que se han utilizado. Una de las caras es muy brillante, esta debe ir hacia el exterior. Se marcan en Esta cocina tiene un área de sólo 25cm2 pero ángulos de 15 cm y luego se corta con una igual se puede hervir agua. Es también bastante cuchilla afilada, dejando un lugar en el medio fácil de hacer. sin cortar. Se coloca luego el reflector en el cartón y se cortan los lados a la longitud adecuada. El reflector se asegura luego con cinta adhesiva por los bordes, con lo que se obtiene un punto focal preciso. También se puede hacer la prueba con lámina de aluminio de la que se usa para cocinar, peroa hay que pegar esta a una cartulina o cartón delgado. La grilla se hace de tubo de acero de 16 mm y algunas tiras de bronce. Un punto de pivote en el medio permite variar con la altura del sol. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 95

Horno Solar Reflector de Caja Abierta

El horno solar fue diseñado para sustituir a la cocina de Caja para pequeñas cantidades de comida. Las dimensiones dadas son apropiadas sólo para una persona. Para cocinar, se usa una ensaladera de Pyrex o una bolsa de plástico para hornear, pero como en Bolivia no se pueden conseguir estos con mucha facilidad, simplemente usé una cerola de aluminio y algunos de mis alumnos usaron hasta simples latas de conservas y de leche en polvo con excelentes resultados. Nuestro horno tiene cuatro paneles (ver figura 3) la luz que se refleja en el cuarto panel va a parar a los paneles 1 y 2 desde donde se refleja al recipiente. A este diseño diseño Roger lo llama “caja abierta reflectiva” (CAR, o ROB en inglés) para distinguirlo del diseño original de la cocina solar de paneles (CSP).

una linea (BC) a 5 centímetros (aprox.) de la base.

Luego corta los cantos de la caja (AB y DC) parando en B y C respectivamente. Dobla el panel frontal ABCD hacia fuera, utilizando BC como bisagra. Pega unas cuantas piezas rectangulares de cartón en la base de la caja, para subir la base hasta BC.

Cómo se construye Empieza con una caja de cartón rectangular bastante alta. En una de las caras anchas traza Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 96

Corta y dobla otra pieza de cartón de tal manera que la puedas meter en la caja para formar los paneles 1 y 2 (figura 3). El ángulo formado por estos paneles debe ser ajustado en el momento de la construcción. Cuando más pequeño sea el ángulo, más concentrará la luz solar, pero, necesitará ser ajustado a cada momento. Cualquier ángulo entre 60º y 90º parece funcionar bien. Cubre esta pieza con papel de aluminio, así como los reflectores 3 y 4. El horno que se muestra en la fotografía tiene las siguientes dimensiones: Largo 46 cm; ancho: 32 cm ; alto: 42 cm. Estas dimensiones corresponden a una área reflectiva de unos 5.000 cm² que dan suficiente calor para cocinar para dos personas. Puedes usar un listón de madera para ajustar el panel frontal (figura 4). La muesca del listón que hay al lado del panel es para poder cerrar el panel para guardar la cocina. Se pueden poner piedras u objetos pesados en los agujeros triangulares que hay detrás de los paneles 1 y 2, para hacer que la cocina sea más estable contra el viento, etc. En resumen, el horno parece ser más conveniente y eficiente que la CSP para uso doméstico regular. Claro está, que si lo que necesitamos es una cocina ligera y plegable, la CSP con una bolsa de horno es la mejor elección.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 97

COCINA SOLAR DE CAJA

La Cocina Solar es un horno que puede ser construida por cualquiera con acceso a cartón, papel aluminio, goma, y vidrio o plástico. MATERIALES Dos cajas de cartón, hechas, compradas, rescatadas. Casi cualquier tamaño servirá. En general, las cocinas más grandes son más calientes. El factor limitante es la relación entre la cantidad de comida y el tamaño de la cocina. Nosotros sugerimos que usted use una caja interior que sea por lo menos 38 cm x 38 cm. La caja exterior deberá ser más grande todo alrededor, pero no es importante cuanto más grande sea, mientras haya por lo menos 2,5 cm de espacio entre las dos cajas. Note también que la distancia entre las dos cajas no tiene que ser igual en todos los lados.

Un rollo pequeño de papel de aluminio. Un tarro pequeño de pintura negra mate (sin plomo) o ceniza de madera limpia. Pegamento carpicola o clefa. Una plancha de vidrio del tamaño de la caja exterior o al menos 2 cm más grande todo alrededor que la caja interior todo.

Una plancha de cartón para hacer la tapa. Esta pieza debe ser aproximadamente 8cms más grande alrededor que la caja grande. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 98

Construyendo la base Cierra las tapas de la caja externa, y pon la caja interna encima, y traza una línea alrededor de la caja interna. Deja la caja interna (la más pequeña), y corta a lo largo de la línea trazada, formando un hueco encima de la caja externa (figura 1). Decide la profundidad que tu desees (más o menos 2 cm menos alta que la caja externa) y corta en las esquinas de la caja interior hasta el tamaño deseado. Dobla cada lado hacia abajo formando las lengüetas extendidas (figura 2).

corrugaciones para insertar el sujetador del reflector (figura 6). Traza su contorno, luego corta y dobla los bordes para formar un labio de más o menos 8 cm. Dobla las esquinas alrededor y pega (figura 4).

Un truco que puedes usar para hacer que la tapa calce bien es asentar el lápiz contra el lado de la caja cuando marque el contorno (figura 5).

La dobladura es más fácil si trazas firmemente una línea a lo largo de la dobladura. Pega el papel de aluminio en el interior de las dos cajas y también en la parte interior de las tapas sobrantes de la caja exterior. No pierdas tiempo siendo meticuloso en la caja externa, porque nunca se verá, ni experimentará ningún desgaste. La caja interna será visible aun después de ensamblada; por lo tanto, si te interesa, puedes emplear más tiempo aquí. Pega las tapas recortadas de la caja exterior.

Construyendo la tapa Toma la plancha de cartón y ponla encima de la base. Orienta las corrugaciones del cartón de derecha a izquierda (el horno frente a usted), para que luego puedas usar estas

Para hacer el reflector, dibuja una línea en la tapa, formando un rectángulo del mismo tamaño que la abertura del horno. Corta alrededor de los tres lados y doble la lengüeta resultante formando el reflector (figura 6). Cubreel interior de este reflector con papel de aluminio. Para hacer el sujetador, dobla30 cm de alambre de un colgador de ropa como se ve en la figura 6. Entonces, este puede ser insertado en las corrugaciones del cartón. A continuación, dé la vuelta a la tapa y pegue el vidrio (de tres líneas) o el plástico. Finalmente, para hacer la bandeja, corta un pedazo de cartón del mismo

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 99

tamaño que el interior de la cocina, y aplique papel de aluminio a un lado. Pinte este lado en negro y permítalo secar. Ponga esta bandeja en el fondo de la cocina (lado negro hacia arriba), con las ollas oscuras ennegrecidas arriba. Haciendo su cocina más eficiente La cocina que usted ha construido deberá cocinar bien durante la mayoría del los tiempos con sol. Ponga la comida en ollas con tapas de color oscuro.

Mejorando la eficiencia Si desea mejorar la eficiencia y ser capaz de cocinar en días marginales (medio nublados), usted puede modificar su cocina en cualquiera o todas las maneras siguientes: Haz piezas de cartón del mismo tamaño que los lados de la cocina y coloque estas entre las dos cajas. Forre un lado con papel de aluminio. Este lado debe ser orientado hacia adentro. Haz un nuevo reflector del tamaño de toda la caja. Haz la bandeja usando toldo galvanizado, pintado en negro, y ligeramente elevado sobre el fondo de las cocina con tiras de cartón.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 100

CONCENTRADOR SOLAR

Este es un sencillo horno solar del tipo de concentración que puede generar temperaturas suficientemente altas como para fundir aluminio y otros metales. Siguiendo las instrucciones que se detallan más abajo se puede construir un horno solar del tamaño que se desee. Consiste de pequeños espejos que se pegan en un extremo con silicona y luego se ajustan por medio de unos pernos para que los rayos del sol se dirijan hacia un solo punto o foco. Por tanto, el área total del concentrador es la suma de todos los espejos, lo que permite que se alcancen altas temperaturas.

CONSTRUCCION Primero debemos tomar cada uno de los espejitos y los colocamos sobre el tablero para ver la disposición de estos. Luego debemos marcar y perforar en los lugares designados para los pernos. El símbolo en la parte inferior izquierda denota el lugar donde se pegará con silicona.

MATERIALES Necesitaremos: 36 pequeños espejos de 3 cm por 3 cm Una lámina o panel de madera venesta gruesa de 30 x 30 cm Pernos pequeños Pegamento de silicona. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 101

Como se observa en el dibujo, debemos colocar cada uno de los espejitos con una gota de silicona en uno de las esquinas, pero antes debemos colocar debajo un trozo de palito de mondadientes, luego sobre este dejamos caer la gota de silicona, esta gota nos servirá como bisagra para acomodar el espejo. Cuanto más pequeños sean los espejos mayor será el calor que se obtenga en el foco. Para ajustar los espejos debemos tapar con papel o cinta aislante todos los espejos excepto uno que se encuentre cerca del centro. Este nos servirá de referencia para ajustar los otros. Tomamos el panel y lo sacamos a un lugar amplio y con sol, colocamos a unos 50 cm un objeto o un trozo de cartulina blanca que nos servirá de blanco de referencia. Ajustamos el espejo sin cubrir (por medio de los pernos) hasta que esté horizontal con respecto al panel. Movemos todo el panel hasta que la luz que se refleja del espejo llegue al blanco de referencia. Ahora destapamos otro de los espejos y ajustamos los tornillos hasta que la luz que refleja coincida con el reflejo del otro espejo en el blanco de referencia. Cubrimos este espejo recién ajustado y destapamos otro, repitiendo el procedimiento. Luego hacemos lo mismo con todos los demás espejos. Cuando todos los espejos se han ajustado para que la luz que reflejan vayan a un solo punto, los destapamos y hacemos pequeños ajustes si es necesario. Un panel de 6 por 6 espejos es bastante seguro para experimentar, pero recordemos que puede hacer que una bolsa negra gruesa puede derretirse en segundos. Luego podemos experimentar con paneles más grandes y un mayor número de espejos. Se puede intentar con un arreglo de 16 x 16 espejos o hasta más grande.

NOTA DE SEGURIDAD Si se construye un panel grande, este debe estar cubierto cuando no se usa. Como el sol se mueve, el foco del panel puede causar un incendio. Además es recomendable usar gafas obscuras y guantes, pues las temperaturas que se obtienen pueden llegar a ser muy altas

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 102

COCINA PARABOLICA de Lados Multiples

La Cocina Solar de Lados Múltiples (CSLM) es una de mis cocinas solares favoritas. Después de leer sobre las dificultades que mucha gente debe afrontar para encontrar las bolsas para horno con las que cocinar en este tipo de cocina, y experimentando como muchas de estas bolsas se derretían al tomar contacto con los recipientes de cocina calientes, empecé a divagar sobre la posibilidad de construir una cocina solar simple y barata, con la que no se necesitara bolsa para cocinar en ella lo que llevó al diseño que llamamos Cocina Solar de Lados Múltiples (CSLM). Parece funcionar muy bien en días soleados. La cocina CSLM emplea 24 paneles reflexivos pequeños para concentrar así luz extra, y contrarrestar la pérdida de calor al no usar una bolsa de plástico. El diseño de la cocinaCSLM es similar al de una cocina solar parabólica

de foco profundo, pero en vez de formar una parábola de verdad, tiene múltiples paneles situados alrededor del recipiente de cocción. En esta cocina puede cocinarse en dos ángulos (de 45º y 60º), y su propia forma le da una rigidez muy grande, por lo que puede ser construida a partir de cartón. En una cocina CSLM, probada en Shangai, se alcanzó una temperatura máxima de 140º C dentro de un recipiente de cocción vacío, un día soleado a una temperatura ambiente de 21º C y una ligera brisa. Los huevos se volvieron duros en media hora y dos tazas de arroz se cocieron en 95 minutos. La cocina debía ser reposicionada cada tres cuartos de hora más o menos, para una mejor eficiencia.

La cocina lleva además, una estructura de soporte, hecha con caña de bambú o palos de cualquier otra madera, que permite sujetar el recipiente con los alimentos en la posición dePagina 103 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

ada. La cocina se mantiene gracias a un cordón que une todos los paneles de 45º unidos por la base de la cocina. Cuando más se estreche el cordón, mejor se mantiene la cocina. Si es necesario, puede colocarse otro cordón entre dos paneles opuestos, a fin de que la cocina se tenga en pie mejor. Si quitamos ambos cordones así como la estructura que mantiene el recipiente de cocción, podremos plegar la cocina para su transporte o almacenaje.

Haz un agujero en cada una de las dos “orejas” de la parte estrecha del panel, como se muestra, y dobla las orejas hacia fuera. Coloca los paneles, uno al lado de otro, unidos por su borde más largo, y únelos con cinta adhesiva hasta tener un “anillo” con los doce. Une con cinta los paneles por el lado más largo.

MATERIALES Los materiales requeridos son: Cartón, Papel de aluminio, Cola blanca Cinta adhesiva de papel

Los doce paneles juntos forman un anillo.

Palos de madera (o bambú), Un cordón (cuerda fina o hilo gordo). Corta doce piezas rectangulares de cartón que midan 24 cm x 61 cm cada una. Traza y corta la siguiente forma en cada una de las piezas. Haz una doblez recta a 24 cm de distancia a partir del lado estrecho del panel (esto es, si el panel tiene dos partes - una de 37 cm y otra de 24 cm - la doblez irá situada entre estas dos partes).

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 104

Pasa un cordón a través de los agujeros de las orejas de los distintos paneles, a fin de mantenerlos unidos. Ata los cabos del cordón (puedes utilizar una varita para no tener que atarlos sino simplemente enrollar un cabo en la varita y atar el otro cabo a la varita, para poder enrollar y desenrollar según queramos). Para una mayor eficiencia de la cocina, cubre la abertura de la base de la cocina mediante un círculo de cartón forrado con papel de aluminio. El cordón une los paneles por su parte más baja.

Una varita corta permite hacer un nudo fácil de deshacer.

Exterior de la cocina terminada.

Interior de la cocina terminada.

Para construir el soporte para el recipiente, haz un pequeño agujero a media altura en cuatro paneles. Coloca dos varitas finas de madera o bambú a través de la cocina en paralelo y saliendo por los agujeros antes mencionados. Podemos asegurar la varitas pegando trocitos de cartón por la parte exterior o colocando bandas elásticas en sus cabos para evitar que se deslicen. Ata dos varillas de 29 cm de largo en perpendicular a las varitas colocadas anteriormente. Para mayor estabilidad, ata las nuevas varitas a las paredes de la cocina haciendo otros agujeros. Fija las varitas con pedacitos de cartón.

Estructura de soporte terminada y lista para ser usada.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 105

CAPITULO 6

EXPERIMENTOS DE

QUIMICA

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 106

SEPARACIÓN DE MEZCLAS POR

CROMATOGRAFÍA OBJETIVO: Determinar si algunos líquidos son o no mezclas.

Como te quedan 3 caras libres, haz lo mismo con los 3 marcadores que quedan . ¡No te olvides de qué punto corresponde a cada color!

MATERIAL NECESARIO Marcadores de color rojo, marrón, negro y verde claro. ¡Que no estén secos!. Se necesitan cuatro marcadores. Tapas de frascos, deben ser de plástico (o Placas Petri).

Pon la tiza, de pie, con el extremo donde están los puntos, en el alcohol o agua, dentro de la placa. El líquido irá subiendo.

Tizas cuadradas (no sirven las redondas). También se pueden usar pinturas de colores y una regla. PROCEDIMIENTO: Se usa una placa y una tiza. Llena la placa casi hasta arriba con alcohol medicinal(si no consigues usa agua). Haz 4 dibujos en tu cuaderno, uno de cada cara, cuando el alcohol lleva aproximadamente 4 cm. Haz otros cuatro cuando el líquido llegue al final. Hay que pintar un punto con el marcador verde, en la tiza, a una distancia del extremo de 1,5 cm. Deja el marcador puesto en el punto, durante unos 10 a 20 segundos, para que se empape bien la tiza.

Contesta, en tu cuaderno, las siguientes preguntas: a) Qué colores estás seguro de que sean mezcla. b) Por qué crees que unos colores suben más que otros.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 107

COMO PELAR UN

HUEVO CRUDO Materiales Vinagre blanco. Huevo crudo. Frasco grande de boca ancha y tapa. Procedimiento Llena el frasco con vinagre blanco. Con cuidado de no romperlo, coloca el huevo crudo dentro del frasco con vinagre. Coloca la tapa al frasco. Comprueba cada cierto tiempo lo que le ocurre al huevo después de 24 y 48 horas (No debes sacudir el frasco.) Qué ocurre La cáscara de los huevos está compuesta de de carbonato de calcio y el nombre químico del vinagre es ácido acético. Cuando el vinagre, es decir, el ácido acético reacciona con el carbonato de calcio del huevo, se disuelve lentamente y se forman burbujas de dióxido de carbono. Estas burbujas se pegan a la superficie del huevo y se vuelven cada vez más numerosas. Luego de unas 24 a 48 horas, la cáscara se habrá disuelto y sólo quedará una membrana que contiene todas las partes del huevo en su interior.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 108

COMO FABRICAR

JABON La obtención de jabón es una de las síntesis químicas mas antiguas.

250 mililitros de agua 42 g de sosa cáustica .

Fenicios, griegos y romanos ya usaban un tipo de jabón que obtenían hirviendo sebo de cabra con una pasta formada por cenizas de fuego de leña y agua (potasa).

Nota: La sosa cáustica es muy corrosiva y debes evitar que entre en contacto con la ropa o con la piel. En caso de mancharte lávate inmediatamente con agua abundante y jabón.

Un jabón es una mezcla de sales de ácidos grasos de cadenas largas.

PROCEDIMIENTO

Puede variar en su composición y en el método de su procesamiento: Si se hace con aceite de oliva, es jabón de Castilla; se le puede agregar alcohol, para hacerlo transparente; se le pueden añadir perfumes, colorantes, etc.; sin embargo, químicamente, es siempre lo mismo y cumple su función en todos los casos. A lo largo de los siglos se ha fabricado de forma artesanal, tratando las grasas, en caliente, con disoluciones de hidróxido de sodio o de potasio. Aún, hoy en día, se hace en casa a partir del aceite que sobra cuando se fríen los alimentos. Si quieres hacer una pequeña cantidad de jabón sólo necesitas aceite usado, agua y sosa cáustica (hidróxido de sodio), producto que puede comprarse en las farmacias. MATERIALES Recipiente de, metal o cristal

Echa en un recipiente, la sosa cáustica y añade el agua ¡mucho cuidado!, no toques en ningún momento con la mano la sosa cáustica, porque puede quemarte la piel! Al preparar esta disolución observarás que se desprende calor, este calor es necesario para que se produzca la reacción. Añade, poco a poco, el aceite removiendo continuamente, durante al menos una hora. Cuando aparezca una espesa pasta blanquecina habremos conseguido nuestro objetivo. Si quieres que el jabón salga más blanco puedes añadir un producto blanqueante, como un chorrito de añil; para que huela bien se puede añadir alguna esencia (limón, fresa). A veces ocurre que por mucho que removamos, la mezcla está siempre líquida, el jabón se ha “cortado”. No lo tires, pasa la mezcla a una cacerola y calienta en el fuego de la cocina. Removiendo de nuevo aparecerá al fin el jabón.

Echa la pasta obtenida en una caja de madera para que vaya escurriendo el líquido Cuchara o palo de madera sobrante. Al cabo de uno o dos días puedes Caja de madera cortarlo en trozos con un cuchillo. Y ya está listo para usar: NO OLVIDES: lavar las manos, el 250 mililitros de aceite cabello, la ropa, los suelos, etc. Pagina 109 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Química de Acidos y Bases Un poco de información previa ¿Qué son ácidos y bases ? Los ácidos y bases son dos tipos de sustancias que de una manera sencilla se pueden caracterizar por las propiedades que manifiestan. Los ácidos : · · · ·

tienen un sabor ácido dan un color característico a los indicadores (ver más abajo) reaccionan con los metales liberando hidrógeno reaccionan con las bases en proceso denominado neutralización en el que ambos pierden sus características.

Las bases : · · ·

tienen un sabor amargo dan un color característico a los indicadores (distinto al de los ácidos) tienen un tacto jabonoso.

En la tabla que sigue aparecen algunos ácidos y bases corrientes : ácido o base

donde se encuentra

ácido acético

vinagre

ácido acetil salicílico

aspirina

ácido ascórbico

vitamina C

ácido cítrico

zumo de cítricos

ácido clorhídrico

sal fumante para limpieza, jugos gástricos, muy corrosivo y peligroso

ácido sulfúrico

baterías de coches, corrosivo y peligroso

amoníaco (base)

limpiadores caseros

hidróxido de magnesio (base)

leche de magnesia (laxante y antiácido)

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 110

NOTA DE SEGURIDAD NO PRUEBES ningún ácido o base a no ser que tengas la absoluta certeza de que es inócuo. Algunos ácidos pueden producir quemaduras muy graves. Es peligroso incluso comprobar el tacto jabonoso de algunas bases. Pueden producir quemaduras. ¿Qué es el pH ? Los químicos usan el pH para indicar de forma precisa la acidez o basicidad de una sustancia. Normalmente oscila entre los valores de 0 (más ácido) y 14 (más básico). En la tabla siguiente aparece el valor del pH para algunas sustancias comunes. ¿Qué es un indicador ? Los indicadores son colorantes orgánicos, que cambian de color según estén en presencia de una sustancia ácida, o básica. Fabricación casera de un indicador Los repollos de color morado o violeta,contienen en sus hojas un indicador que pertenece a un tipo de sustancias orgánicas denominadas antocianinas. Para extraerlo : Corta unas hojas (cuanto más oscuras mejor) Cuecelas en un recipiente con un poco de agua durante al menos 10 minutos Retira el recipiente del fuego y dejarlo enfriar Filtra el líquido (Se puede hacer con un trozo de tela vieja) Ya tienes el indicador (El líquido filtrado) Las características del indicador obtenido son : indicador extraido de repollo morado color que adquiere

medio en el que está

rosado o rojo

ácido

azul oscuro

neutro

verde

básico

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 111

Sustancia

pH

jugos gástricos

2,0

limones

2,3

vinagre

2,9

refrescos

3,0

vino

3,5

naranjas

3,5

tomates

4,2

lluvia ácida

5,6

orina humana

6,0

leche de vaca

6,4

saliva (reposo)

6,6

agua pura

7,0

saliva (al comer)

7,2

sangre humana

7,4

huevos frescos

7,8

agua de mar

8,0

disolución saturada de bicarbonato de sodio

8,4

pasta de dientes

9,9

leche de magnesia

10,5

amoníaco casero

11,5

NO SEG TA DE URID AD El a m VEN o n í a c o E e a d e NO. Ide s u n cuad n tific reci a p i e n mente a t con t i e n e q u e el e. prue lo N b deje es y O lo N s e n u O lo don n s de i pudi algu tio era i p e error roba . rlo p n or

Test de respiración (para gastar una broma) Dale a alguien un vaso que contiene un poco de agua con extracto de repollo morado y unas gotas de amoniaco casero y pídele que sople a través de una pajita de refresco. Puedes presentarlo como un test de alcohol, mal aliento, etc. La disolución pasará de color verde esmeralda a azul oscuro. Si ahora le añades vinagre, la disolución adquirirá un color rojo. Al soplar expulsamos dióxido de carbono (CO2) que en contacto con el agua forma ácido carbónico (H 2 CO 3 ). Este ácido formado, neutraliza el amoníaco que contiene la disolución. Al añadir vinagre la solución adquiere un pH ácido

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 112

Cómo generar lluvia ácida Impregna una tira de papel de cocina en una disolución del extracto de repollo morado. Acerca un palito de fósforo inmediatamente después de encenderlo. Se observa que aparece un punto rojo (ácido) en la tira de papel. ¿A qué se debe ? ¿Puede ser debido al dióxido de carbono (CO2) generado en la combustión ? No, la disolución formada (ácido carbónico) no es suficientemente ácida como para producir el color rojo. (Se puede comprobar repitiendo el experimento pero dejando arder la cerilla un poco antes de acercarla al papel). La causa de la aparición del color rojo está en el dióxido de azufre (SO2) que se forma cuando la cerilla se inflama. Esto se debe a la presencia de azufre(S) añadido, entre otros productos, a la cabeza del palito de fósforo, para que se encienda. El dióxido de azufre en contacto con el agua presente en la tira de papel forma ácido sulfuroso (H2SO3) que es más ácido que el ácido carbónico . En la combustión de algunos derivados del petroleo se produce dióxido de azufre que pasa a la atmósfera. Al llover y entrar en contacto con el agua, se forma el ácido sulfuroso , uno de los responsables de la lluvia ácida.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 113

¿Qué hay en una tinta? Los biólogos, médicos y químicos necesitan con frecuencia separar los componentes de una mezcla como paso previo a su identificación. La cromatografía es una técnica de separación de sustancias que se basa en las diferentes velocidades con que se mueve cada una de ellas a través de un medio poroso arrastradas por un disolvente en movimiento. Vamos a utilizar esta técnica para separar los pigmentos utilizados en una tinta comercial. Material necesario Una tira de papel poroso. Se puede utilizar el papel de filtro de una cafetera o incluso recortar el extremo (sin tinta) de una hoja de periódico. Rotuladores o bolígrafos de distintos colores. Un vaso Un poco de alcohol Prodecimiento Recorta una tira del papel poroso que tenga unos 4 cm de ancho y que sea un poco mas larga que la altura del vaso. Enrrolla un extremo en un bolígrafo(puedes ayudarte de cinta adhesiva) de tal manera que el otro extremo llegue al fondo del vaso. (ver dibujo) Dibuja una mancha con un rotulador negro en el extremo libre de la tira, a unos 2 cm del borde. Procura que sea intensa y que no ocupe mucho. (ver dibujo) Echa en el fondo del vaso alcohol, hasta una altura de 1 cm aproximadamente. Sitúa la tira dentro del vaso de tal manera que el extremo quede sumergido en el alcohol pero la mancha que has hecho sobre ella quede fuera de él. Puedes tapar el vaso para evitar que el alcohol se evapore. Observa lo que ocurre : a medida que el alcohol va ascendiendo a lo largo de la tira, arrastra consigo los diversas pigmentos que contiene la mancha de tinta. Como no todos son arrastrados con la misma velocidad, al cabo de un rato se ven franjas de colores.

Repite la experiencia utilizando diferentes tintas.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 114

JARDINES DE CRISTAL

Los cristales no estan vivos, pero pueden crecer. Hacer crecer cristales requiere un poco de paciencia y tiempo, si tienes ambos (aparte de otros ingredientes) puedes hacer crecer tuis propios jardines de cristales. MATERIALES 3 esponjas limpias y secas Molde de aluminio para queque Vaso para medir 1/4 taza de sal de cocina 1/4 taza de agua 1/4 taza de blanquedador de ropa 2 cuharas de amonio Recipiente para mezclar Cuchara de metal Colorante de comidas azul y verde COMO SE HACE Coloca las esponjas en el molde (se puden cortar las eponjas si se desea) Vierte el agua, la sal, el balnqueador y el amonio en un recipiente y mezcla todo bien. Vierte esta mezcla sobre las esponjas y luego con la cuchara vierte sobre el resto. Haz gotear gotas de colorante ñpara comida sobre las esponjas. Deja todo reposar, puedes pasar horas o hasta días para poder ver los resultados de este experimentos.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 115

MEZCLA DE DIFERENTES LIQUIDOS QUE SE NECESITA 2 - 6 vasos Colorante de comida Aceite de cocina Vinagre Detergente lìquido Agua Taza con graduaciones para medir COMO SE HACE Pon 1/2 taza de agua en un vaso Añade 2 a 4 gotas de colorante para comidas al agua y mezcla bien. Observa lo que ocurre. Pon 1/2 taza de agua en otro vaso. Pon 1/4 taza de aceite de cocina en el vaso de agua y mezcla. Observa lo que ocurre. QUE OCURRE No todos los líquidos son lo mimos! Algunos se mezclan on otros y otros no se mezclan. Algunos son más pesados olivianos. Algunos se mezclaran con el agua y otros no. El aceite no se mezcla con el agua. Al contrario se separa al dejar reposar por un tiempo. Pero qué ocurre con el detergente líquido? (El detergente líquido es el lavavajillas que se usa para lavar los platos que tienen grasa.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 116

CAPITULO 7 EXPERIMENTOS SOBRE

ROBOTICA Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 117

Robot :Insecto Solar (Fred) Busca la Luz

Este es un robot del tipo BEAM, que es el acronimo Biology, Electronics, Aesthetics and Mechanics, es decir, Biología, Electrónica, Estética y Mecánica. Son pequeños robots construidos con pocas partes y que efectúan comportamientos complejos.

Los primero que debemos hacer es balancear los fleds (fled: flashing led). Para balancear los ojos del robot debemos usar FLEDs con la misma resistencia, para esto se hace asi:

MATERIALES 2 Transistores 2N3904 2 motores pager, alta-eficiencia motor 2 Transistores 2N3906 2 blinking LEDs (verde o rojo) 2 capacitores de tantalio, 0.22uF 1 panel solar, 3 voltios 2 Soportes para motor pager 2 resistores 3.3k Ohms, 1/4 watt, 5% 2 resistores 33k Ohms, 1/4 watt, 5% 1 capacitor, 2200uF, 16V

Colocamos el tester en modo para medir resistencia, ponemos el FLED en un lugar obscuro (caja de rollo de película) y medimos la resistencia y anotamos. Luego se agrupan los FLEDs con la misma resistencia.

Alambre de cobre y tubos Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 118

5 suelda el resistor de 3.3k Ohms

COMO SE ARMA

1

2N3904, dobla la pata del medio hacia ti.

Las letras del transistor hacia ti y las patas hacia abajo. Nota que cada pata tiene una letra E (emisor) B (base) C (colector).

6 suelda el resietor de 33k Ohmios (1 pata) al C3904 (colector del 2N3904) , prepara un loop (rizo) deel C3904, que será usado para conectar al motor (C3904 loop)

2 2N3906, Dobla la tercera pata (colector) hacia fuera

3

7 Suelda los transistores haciendo que la

parte con letras vaya hacia el centro.

4

suelda el capacitor cerámico de 0.22uF

(224) como s muestra (puedes usar hasta menos de 0.001uF (102). Yo uso uno de 0.022uF (223) ) En los capacitores de tantalio, las marcas ++ muestran el positivo, que debe ir al resistor dee 3.3K. El negativo va al resistor de 33K.

dobla las patas de ambos transistores

2N3904 : el colector hacia arriba. 2N3906 : la base hacia arriba.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 119

8 dobla las patas, tendrás el cerebro 11 Sujetamos los alambres de cobre a los izquierdo del bicho. E3904 va a las patas - de los capacitores. E3906 va a la pata + Hay que hacer un loop para la coneccion al motor (E3906 loop)

motores y capacitores simplemente doblando la patita positiva +ve. Hay que usar mucha soldadura o pegamento para sujetar bien. (Los cables del panel solar se deben soldar primero)

9 dobla las patas, es el cerebro de la derecha del bicho Las patas para el cerebro izquierdo se doblan hacia un lado y las del derecho al otro. E3904 va a la pata - de los capacitores E3906 va a la pata + . Debes además hacer un loop para la pata del motor.

12

Quita la proteccion del capacitor para

que se vea más interesante.

13 Suelda las patas del motor a su cerebro 10 Prepara el motor y su sujetador. Usa alambres de cobre para conectar al motor/ sujetador, sujeta el motor en los alambres si así lo deseas, incluso puedes usar pegamento. Dobla los alambres positivos +ve de los capacitores y haz lo mismo con los soportes del motor. El largo óptimo es de unos 30 mm del motor a la patita depositiva +ve de los capacitores.

el cable azul del motor izquierdo va a pata E3906 del cerebro izquierdo el cable rojo del motor izquierdo va a pata C3904 del cerebro izquierdo el cable azul del motor derecho va a pata C3904 del cerebro d e r e c h o el cable rojo del motor derecho va a la pata E3906 del cerebro derecho

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 120

14 Suelda el cerebro izquierdo, luego el cerebro derecho E3904 va a la patita negativa (-ve) del capacitor E3906 va a la pata positiva +ve.

15 Suelda el ojo izquierdo (FLED), luego el derecho

16 Finalmente el panel solar suelda las patitas y pega con buen pegamento epóxico las patas al panel maneja con cuidado y no jales las patas para ver si están bien pegadas.

17 Puedes

usar

prensas

C

miniatura

para

sujetar

los

cablecitos.

suelda los alambres de cobre primero en el positivo +ve y negativo -ve aplica pegamento en los cables (en este caso, café & blanco) panel solar , dejamos secar toda la noche y quitamos la prensa C.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 121

18 Dobla las patas positivas + ve hacia abajo como soporte frontal coloca unos tubitos de goma y listo!! Atencion, maneja al robot por su cola (capacitor)o su ojo (fled)

Soldand

o el pane

l solar Se usa e l mé temperatu todo de “baja ra alambres ” para soldar los . 1. Calien ta el sold ador 2. Desco néctalo p or unos 2 segundos 0 3. Coloca los cable s encima láminas, de las usa prens as C 4. Suelda los cable s 5. Vereific a si los ca bles cond electricid ucen ad 6. Si es a sí aplica peg 7. Si no, li mpia y vu amento elv 8. No jale s los cable e a soldar s 9. Luego de dejar s ec pegamen to una no ar el c he, quita prensa. la

Experimentos Experimentospara paraFerias Feriasde deCiencias Ciencias--M. M.Vargas Vargas

Pagina 122

Robot Fotovoro Busca la Luz

El robot que se ve arriba es un robot para aquellas personas que ya tienen algo de experiencia con los circuitos electrónicos. En el comercio se venden kits de robots con toda las partes listas para armarlas y no se necesita mucho conocimiento de electrónica. En las fotos se puede ver uno de tales kits. Este robot del tipo BEAM es un robot autónomo que es manejado enteramente por energía solar. Es fototrópico, lo que significa que busca la funet de luz más fuerte de su entorno que, a su vez, le da más potencia. El primer paso antes de construir el robot es estudiar el circuito de abajo.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 123

Esta es una representaciòn gráfica. El orden de construcciòn debe ser de la siguiente manera: 1 = Negro 2 = Rojo 3 = Azul 4 = Verde 5 = Marrón 6 = Purpura 7 = Naranja 8 = Amarillo

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 124

LISTA DE PARTES 2 Detectores de Volyaje Panasonic 1381J 2.6V-2.9V 2 Fotodiodos. 2 Capacitores de .22uF 2 Transistores 2N3904 NPN 2 Transistores 2N3906 PNP 2 Resistores 2.2K ohm 1 Capacitor eletrolitico de 4700uF 1 Potenciómetro 100K ohm 2 Motores Pager o pequeños motores de grabadora 1 Celda Solar de 3 v Es proferible hacer primero el circuito en un breadboard para no hechar a perder componentes

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 125

Se comprueba el circuito poniendo el potenciómetro al medio y colocando bajo una luz. Uno de los motores debería estar funcionando a saltos. Cuibre un fotodiodo y luego el otro con los dedos, giran ambos motores? Si todo funciona bien puedes continuar con el robot. CONSTRUCCION Se construirá el circuito con el método de libre formato. Primero de todo debemos encolar con un buen pegamento instantaneo (la gotita,etc) los trasistores 1381 cara contra cara (lado plano) luego los dos 3906 y los dos 3904, luego se los pega todos en un solo bloque. Se hace una conección de tierra, que es un alambrito que suelda al 3er pin 3 de ambos 1381 y los emisores de ambos 3904. Estos cuatro pines necesitan estar conectados.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 126

Ahora se hace una conección del positivo. Como la pata (pin) central del potentiometro está conectado al positivo, este es un buen momento de encolarlo a los transistores. Suelda la pata del potentiometro a los Emisores de los 3906 y deja un corto trozo de alambre que sobresalga. Lo necesitarás después para conectar otros componentes.

Ahora se pueden hacer otras conecciones. Suelda el pin 1 del 1381 en el Colector del 3906 y la Base del 3904. Haz lo mismo con el otro lado. Mira a menudo a los dibujos del circuito para no equivocarte. Es difícil hacer correcciones.

Vista desde atrás de los mismos componentes

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 127

Ahora colocamos los ojos. Se usan fotodiodos. Hay que asegurarse de la polaridad. El ánodo va a los terminales del potenciómetro y el cátodo al pin 2 de los 1381.

Fotodiodo

Instala los capacitores de los terminales cátodo de los fotodiodos a la conección a tierra que se hizo en primer lugar.

Capacitor

Capacitor

El cerebro completo se lo ve en la foto de abajo. Los resistores de 2.2K se instalan desde la base del 3906 al Colector del 3904 en ambos lados. Deja un trozo de cablecito en los lados de los resistores para conectar al colector (3904) para que vaya a los motores. Estos resistores de 2.2K son para que ajustar y permitir que los circuitos trabajen de la mejor manera posible con los motores que obtengas. Se debe experimentar para obtener buenos buenos resultados. Comprueba que no hayan cortos o conecciones malas.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 128

Aquí se ven todos los componentes. Nota el capacitor de 1000uF. En realidad es un poco pequeño, debes usar uno de dimensiones mayores.

Tier ra Positi vo Pata Izqu ierd Pata a Der echa

Los pasos finales. Suelda la pata positiva del capacitor al positivo de la celda solar y el negativo al negativo de la celda solar. El capacitor tiene las marcas + y Ahora suelda la coneción positiva a la conección positiva (rojo) y la conección negativa a tierra (blanco). Toma uno de los motores y conecta a la conección en rojo y la otra a la de color verde, el otro motor se conecta a las terminales rojo y azul. El primer motor es de la parte de recha y el otro motor va a la izquierda. Finalmente, coloca el robot bajo una lámpara para ver como reacciona.

Las monturas de los motores se pueden hacer de tubos de aluminio o cobre. También se puede sujetar los motores con un alambre delgado.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 129

El robot terminado visto de frente.

El robot visto de atrás. La parte amarilla que sale del eje del motor es un trozo de aislamiento de un cable. Sirve para que el eje no resbale en la superficie

Otra configuración del mismo robot. Nota los soportes de los motores.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 130

EXPERIMENTOS PARA FERIAS DE CIENCIAS

APENDICE HOLOGRAFIA

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 131

HOLOGRAMAS SENCILLOS CON LA TECNICA “GOTA DE MERCURIO” Muchas tecnicas se han empleado para hacer hologramas, fotografías en tres dimensiones que dan al observador el mismo sentido de paralaje y profundidad que si estiviesen viendo el objeto real. La técnica que describiremos es bastante simple y no es tan sensible a las vibraciones como otras técnicas. La fotografìa convencional registra la luz reflejada de un objeto y enfocada sobre una banda de película sensible. El resultado es una imagen plana sin profundidad aparente. Un holograma es diferente porque no se registra la imagen enfocada de un objeto sino la interferencia de la luz reflejada de un objeto y algo de la luz directa de la fuente de iluminación. En el procedimiento básico para hacer un holograma, el haz luz de un laser se divide en dos por un espejo parcialmente reflectante. Un haz resulta de la transmisión de luz a travéz de la placa de espejo, el otro resulta de la reflección de la luz desde el objeto que se está fotografiando. Un haz de luz ilumina directamente la película, el otro se refleja del objeto que está siendo fofografiado, parte de esta luz también ilumina la película interfiriendo con la iluminación directa. La película por tanto es expuesta tanto a los componentes claros y obscuros de los patrones de interferencia de la luz que son demasiado finos para poderse ver directamente. Una vez que la película ha sido revelada, el patrón de interferencia se puede reconstruir colocando la película en la haz de un laser. Cuando uno observa la película iliminada de esta forma, los patrones de interferencia crean una imagen del objeto fotografiado. La imagen es virtual porque su existencia es ilusoria y depende estrictamente en los ojos del observador que enfoca la luz que proviene de la película. La ilusión puede ser bastante convincente porque se pude ver el paralaje y la profundidad de la imagen. Cuando se observa la imagen desde una perspectiva diferente, los ojos ven una parte diferente del patrón de interferencia, por tanto se ve una perspectiva difecrente de la imagen virtual, tal como si el objeto estuviese presente en realidad. Para hacer un holograma se necesitan varios lentes y placas de vidrio y una plataforma libre de vibraciones. Todo el conjunto debe estar libre de vibraciones de los contrario los patrones de interferencia se hacen borrosos. Nuestro aparato es bastante simple, no se usan los lentes ni las placas de vidrio y consiste de una gota de mercurio, un laser de helio neón (se puede usar un puntero laser), un tubo de cartón o plástico y una cubierta de cartón o plástico. DESCRIPCION Y USO DEL APARATO El laser se coloca en un trípode fotográfico de manera que el haz de luz se dirige haia abajo sobre la gota de mercurio, la cual está en una pequeña plataforma sobre el piso. El objeto a ser fotografiado se coloca cerca de la gota de mercurio. Se coloca un cilindro de cartón o plástico y en un costado del cilindro (en el interior) a casi a la altura del sujeto a ser fotografiado se sujeta la película que será expuesta. El laser ilumina la gota de mercurio que, a su vez, envía parte de la luz reflejada directamente a la película y pare al aobjeto que se fotografía. Algo de la luz que se refleja del objeto llega a la película e interfiere con la luz que la ilumina directamente. Una vez que la película ha sido revelada se ha obtenido un holograma del objeto fotografiado. Pagina 132 Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pra ver el holograma se coloca la película revelada en una apertura cortada al costado de otro cilindro. Este cilindro se coloca sobre la gota de mercurio de la misma forma que en el arreglo anterior. Cuando el haz de luz del laser ilumina la gota, parte de la kluz es reflejada a la película. Al recibir esta luz, elobservador ve una imagen virtual del objeto en el interior del cilindro. Se puede recrear la ilusión con casi cualquier superficie reflactante para sustituir la gota de mercurio. Por ejemplo un trozo de tiza o papel blanco. Hasta se puede eliminar el laser usando una lamparita en el lugar donde se coloca la gota de mercurio (por supuesto se requiere el laser para lograr el holograma). Con la lamparita el holograma estará coloreado pero no se verá tan claro como con la luz monocromática del laser (que tal usar una fuente de luz como los diodos de alta intensidad, nosotros aun no hemos hecho al prueba). Como fuente de luz se pude usar una lamparita de linterna de 2 voltios (de los que tiene una pequeña lente). Tiene un pequeño filamento que sirve como fuente de luz puntual que puede reemplazar la luz del laser que proviene de la gota de mercurio. La lente se pinta de negro de manera que la luz sale solo por los lados. El laser no tiene que ser muy poderoso, claro que cuanto más poderoso, menos tiempo de exposición se necesita y la vibración deja de ser tan problemática. Nosotros usamos un laser Metrologic de 0.7 miliwatts. También se pueden usar punteros laser pero el tiempo de exposición es más largo. PROCEDIMIENTO Se enciende el laser durante la preparación de la película, pero el haz se bloquea con ayuda de un mecanismo de obturador de una máquina fotográfica en desuso. Cuando se ha completado la preparación se dispara el obturador por medio de un cable fotografico para evitar que el aparato se mueva. Una velocidad típica de disparo (exposición) es de unos 0.3 segundos. Se puede usar una tarjeta obscura para bloquear la luz del laser, pero el tiempo de exposición será menos confiable. Al usar un puntero laser el tiempo de exposisicón será más largo, se deben hacer pruebas. Esta técnica de hacer hologramas tiene varias desventajas, una de ellas es que como la luz se refleja hacia arriba del objeto y a la película, se obtiene una imagen un poco distorsionada. Otra desventaja es que el ajuste óptimo de la intensidad de luz directa y la reflejada es difícil de lograr. Al incrementar una decrece la otra. Idealmente ambas deberían tener la misma intensidad al llegar a la película, de manera que se obtenga un patrón de interferencia de buena calidad. Finalmente, mucha de la luz reflejada por la gota de mercurio se dirige hacia arriba y es perdida. La gota de mercurio debería ser de unos 1,8 miliímetros de diámetro, esta se coloca sobre un disco de plástico delgado. No debe tener polvo y debe mantenerse limpia. El mejor temaño de la gota se determina experimentalmente. Lo que se desea es obtener la cantidad correcta de luz en la película que nos permita un buen patrón de interferencia. Una gota de mercurio más grande se puede usar para ver la película revelada por que ya no se necesita para dividir el haz de luz. El mejor lugar para hacer el experimento es el sótano conpiso de concreto. Algunos experimentadores colocan sus aparatos en una caja de arena, la gran masa de la arena baja las vibraciones. Un experimentador usó una bañera en desuso como caja de arena. Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 133

HAZ DEL LASER CUBIERTA PROTECTORA

PELICULA COLOCADA EN EL INTERIOR DEL TUBO

LUZ REFLEJADA

LUZ DIRECTA

OBJETO A SER FOTOGRAFIADO

TUBO DE PLÁSTICO O CARTÓN

GOTA DE MERCURIO

Fotografía obtenida por este sencillo procedimiento Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 134

COMO SE OBSERVA LA IMAGEN HOLOGRAFICA

CUBIERTA PROTECTORA QUE EVITA OBSERVAR DIRECTAMENTE LA GOTA DE MERCURIO

HOLOGRAMA MONTADO EN APERTURA E INTERIOR DEL TUBO

HAZ DEL LASER

IMAGEN VIRTUAL

LUZ QUE ILUMINA EL HOLOGRAMA

GOTA DE MERCURIO

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 135

Además de evitar las vibraciones, también se deben prevenir las corrientes de convección creadas por el aliento y la respiración durante la preparación del aparato. Ambos pueden crear variaciones en el índice refactivo del aire en el interior del cilindro. Estas variaciones llevarán a variaciones en los patrones de interferencia y por tanto las imágenes no serán nítidas. La Película que se usa es la Agfa-Gevaert 10E75AH de 35 milímetros, pero se pueden usar otras películas para fotos en blanco y negro o películas modernas que se usan para artes gráficas y que son muy sensibles a la luz laser, estas tiene un formato grande y son más fáciles de usar. COMO SE OBTIENE LA FOTO Cuando el aparato está listo para hacer el holograma, el primer paso es comprobar la iluminación apropiada al nivel de la película. Con un trozo de papel traslúcido (papel cebolla, por ejemplo) colocado en el lugar de la película se examina la iluminación reflejada por la gota de mercurio y por el objeto a ser fotografiado. Si la iluminación no es uniforme se intenta con una gota de diferente tamaño (es mejor probar con una gota más pequeña) o se debe mover la gota a uno y otro lado. Cuando la iluminación parece ser la óptima, se quita el papel, se bloquea la luz del laser con un obturador o un trozo de papel opaco, se apagan las luces, se toma la película y la colocamos en el interior del cilindro. Luego hacemos la exposición, revelamos la película, fijamos y la observamos para ver el holograma. Una buen afotografía nos saldrá después de un poco de experimentación. El haz del laser puede ser peligroso para la vista, para evitar observar directamente la luz que se refleja de la gota de mercurio se coloca encima del cilindro una cubierta protectora con un orificio en la parte central que permite el paso del haz de laser. Como precausión adicional, la cubierta protectora se extiende bastante como para evitar que se vea directamente en la gota de mercurio a travéz del holograma cuando se lo coloca en el cilindro.

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 136

Este es un libro editado por “Proyecto Edison” el año 2006. Todos los Derechos Reservados, no se permite la copia o distribución por nigún medio mecánico, digital o electrónico sin previo consentimiento por escrito de los poseedores de los derechos de autor La Paz - Bolivia

Experimentos para Ferias de Ciencias - M. Vargas

Pagina 137