EXPERIMENTOS CON MATERIALES DE USO DIARIO

INTRODUCCIÓN

Vamos a ver cómo diferentes materiales reaccionan entre sí. Esto ocurre cuando están en contacto, cuando se mezclan.

Veremos que el lenguaje de la física y la química no es misterioso, puede ser simple y entretenido.

Antes de mostrar un experimento a sus alumnos confirme que tiene todos los materiales necesarios, tenga la seguridad que "todo sale" correctamente, de acuerdo a lo planificado.

Los materiales que utilizaremos son muy fáciles de obtener, diría que ya los tienen en sus casas. Pero tenga en cuenta que los materiales utilizados por nosotros no serán exactamente iguales a los empleados por Ud. Por ejemplo, diferentes marcas de vinagre tienen diferentes proporciones de ácido acético.

Trabajaremos con materiales de uso diario. Esto nos da una importante ventaja para entender ciencia, lo que hacemos, lo que ocurre, parte de "cosas" ya conocidas por los chicos. Estamos más cerca de entender lo que sucede si trabajamos con materiales conocidos.

Muchas veces enseñaremos lo "obvio". Pero lo obvio es, en determinadas ocasiones, muy difícil de explicar. Con el conocimiento previo de los materiales, la sencillez de los experimentos y la claridad de las explicaciones haremos muy divertida la enseñanza de la ciencia...

Por último, lea cuidadosamente las instrucciones y vivencie cada experimento. Recuerde: Si enseñamos con entusiasmo, los alumnos aprenderán entusiasmados.

EL BAILE DE LOS PAPELES Y LOS CORCHOS

Necesitaremos: Un pequeño trozo, cuadrado (20 X 20 cm), de vidrio transparente.

Dos libros gruesos. Un pañuelo de seda.

Papelitos del tipo tissue.

Trozos de corcho.

Unas gotas de glicerina.

De manera rápida y fácil se puede inducir, en un vidrio, electricidad estática. Sólo hay que frotar el vidrio con el pañuelo.

El vidrio está levantado, unos 1,5-2,0 cm, de la tabla de un escritorio, mesa o pupitre, colocando dos de sus lados entre las hojas de dos libros.

En el espacio que deja el vidrio sobre la tabla esparcimos unos pequeños trozos de papel tissue. Frotamos, vigorosamente y con mucho cuidado, la parte superior del vidrio. En unos segundos los papelitos comienzan a moverse, a bailar. Estos son atraídos por la electricidad estática generada en el vidrio.

Hacemos lo mismo con unos trozos, pequeños y finos, de corcho. ¿Qué sucede si hacemos "corcho en polvo"? El corcho en polvo es tan obediente que podemos moverlo y formar la inicial del nombre de cada alumno. El secreto es muy simple. Hay que "preparar" el vidrio en la superficie inferior (la que está más cerca del corcho en polvo). Escribimos la primera letra del nombre del alumno con glicerina (hay que invertir la forma de la letra para que luego se la pueda leer correctamente). Cuando frotamos la parte superior del vidrio con el pañuelo, el corcho en polvo se adhiere a los lugares donde hay glicerina. Retiramos rápidamente el excedente de corcho en polvo que se encuentra aún sobre la mesa. Hemos dejado de frotar y, poco a poco, la electricidad estática desaparece. El corcho en polvo "cae" sobre la mesa. La letra queda formada...

AGUA Y ALGODÓN

Necesitaremos: Dos vasos.

Agua.

Algodón.

Llenamos el vaso A con agua. El vaso B es llenado con algodón, de tal manera que una parte del mismo supere el nivel del vaso.

Suavemente introducimos el agua del vaso A en el vaso B. El algodón empieza a absorber agua y disminuye su tamaño. ¿Podemos vaciar totalmente el contenido del vaso con agua dentro del vaso con algodón sin que sobre una pequeña cantidad de agua?

Apreciamos que el agua logró ubicarse en los espacios "libres" existentes entre las moléculas del algodón. ¿Dichos espacios con qué estaban ocupados?

LA PIEL DEL AGUA

Necesitaremos: Agua.

Un vaso.

Un gotero.

Papel tipo tissue.

Una aguja de coser mediana.

Un plato hondo.

En realidad el agua no tiene una piel. Lo que si posee es una superficie externa especial, una "capa" externa denominada "tensión superficial".

Un vaso vacío lo ponemos en el centro de un plato hondo. Llenamos el vaso con agua hasta que esté totalmente colmado. Controlamos que el nivel del agua no supere el nivel del vaso. Cuidamos que no se derrame ninguna gota de agua.

Con el gotero colocamos ahora una gota más de agua y observamos que la misma no se derrama. Agregamos más gotas, el vaso se "sobre llena". El nivel del agua comienza a superar el nivel del vaso. La superficie externa (superior) del agua está curvada hacia afuera (de manera convexa). ¿Quién mantiene unidas a las gotas de agua para que no se "caigan"? ¡La tensión superficial! ("La piel externa del agua").

Hagamos una nueva prueba. Sobre un trozo plano y pequeño de papel tissue colocamos una aguja. El papel y la aguja son suspendidos cuidadosamente sobre la superficie del agua. El agua "moja" el papel tissue, cuando está totalmente mojado (lleno de agua) se hunde al fondo del vaso con agua. Pero ocurre algo totalmente desconcertante, la guja queda flotando. ¿Quién no permite que la aguja se hunda dentro del agua?

EL AIRE MUESTRA SUS MÚSCULOS

Necesitaremos: Globos.

Libros pesados.

Hilos o banda elástica.

Cuando una rueda (goma) de un coche está pinchada y sin aire el coche queda inclinado hacia el lado de la goma sin aire.

Arreglamos la goma e introducimos nuevamente aire en su interior. El coche se "endereza". El aire puede mover el coche. El aire puede mover "cosas" muy pesadas (un coche mediano pesa alrededor de 1000 kilos).

Coloquemos un globo desinflado debajo de un libro pesado. Al inflar el globo, con el aire que sale de nuestros pulmones, el libro se mueve. El aire mueve el libro. Realizamos el mismo experimento pero ahora colocamos dos libros pesados sobre el globo (los sujetamos con una banda elástica o los atamos con un hilo). Para mover, ahora los libros, hay que hacer más fuerza con el aire que sale de nuestros pulmones. Debemos ejercer una mayor presión para que los libros se muevan. El aire, dentro del globo, se encuentra a una mayor presión.

Seguimos agregando libros y tratamos de moverlos, tratando de inflar los globos. Deberemos aumentar la presión (la fuerza) que realizamos para lograr el objetivo buscado. Llegará un momento en el cual no podremos mover los libros. Estamos en el límite de la presión que podemos ejercer.

Acabamos de demostrar que el aire comprimido (con presión) tiene unos músculos fabulosos...

PELOS MÁGICOS

Necesitaremos: Globos.

Pelos mágicos.

Volvemos a jugar con la electricidad estática, pero ahora jugamos con nuestros cuerpos.

Inflamos un globo, lo anudamos, y lo frotamos contra un pulóver de lana. Inmediatamente lo acercamos al pelo de un compañero (que debe estar seco). Los pelos se paran. Movemos el globo y los pelos se mueven. Realmente estos pelos son mágicos...

BRÚJULA CASERA

Materiales: Una aguja.

Un corcho.

Un cuchillo.

Una ensaladera pequeña.

Un imán tipo herradura.

Agua.

Primeramente necesitaremos un trozo de corcho, de aproximadamente un centímetro y medio de altura, y con un diámetro semejante al de un tapón común de vino. Marcamos el corcho con el cuchillo, un diámetro del disco de corcho es transformado en "un canal" de un milímetro de profundidad. En el canal apoyaremos la aguja (esta debe ser más larga que el diámetro del corcho, debe quedar fuera del corcho, en ambos extremos).

Antes de colocar la aguja la debemos "magnetizar". Esto se realiza deslizando fuertemente la aguja sobre un extremo del imán. Siempre hay que poner en contacto el mismo lado de la aguja sobre el mismo extremo del imán. La operación se repite unas 25 veces.

Cuando la aguja esté magnetizada (lo comprobamos apoyándola sobre una superficie metálica) la colocamos en el canal existente en el corcho.

Llenamos la ensaladera con agua y, con muchísimo cuidado, suspendemos el corcho con la aguja hacia arriba.

Alejamos el imán empleado de nuestro lugar de trabajo y nos aseguramos que ningún metal se encuentre cerca de la ensaladera. ¿Qué observamos?

El corcho gira libremente hasta que la aguja se coloca en la posición norte-sur. Analicemos lo obtenido y determinemos los cuatro puntos cardinales.

ATRAEMOS Y REPELEMOS AGUA

Materiales: Ensaladera con agua.

Fósforos.

Terrones de azúcar.

Trozo de jabón.

El azúcar y el jabón producen diferentes acciones cuando los ponemos en contacto con la superficie del agua.

Colocamos varios fósforos sobre el agua y estos flotarán. Cuando el terrón de azúcar toca la superficie del agua, en el centro de la ensaladera, los fósforos se acercan a él. Esto no ocurre porque el azúcar tiene "propiedades magnéticas" (si las tuviera tampoco atraería a los fósforos ya que no son de metal). El azúcar es sumamente poroso y el agua entra en los espacios existentes. Como pudimos apreciar en el artículo anterior, el agua se mueve desde el lugar de mayor concentración (ensaladera con agua) al lugar de menor concentración (interior del terrón de azúcar).

Ahora reemplazamos el terrón de azúcar por un pequeño trozo de jabón. Observamos un fenómeno inverso, los fósforos se alejan. El jabón "entrega" rápidamente sobre la superficie del agua una película "aceitosa" (jabonosa) que cambia (disminuye) la tensión superficial del agua. El movimiento de esta película (alejándose del jabón) arrastra en su movimiento a los fósforos.

Hemos comprobado como dos diferentes tipos de fenómenos físico-químicos pueden transformarse en "combustible" para mover "cosas".

EL DEDO MÁGICO

Materiales: Una lata de metal con tapa hermética.

Jarra con agua.

Martillo.

Clavo.

Palangana.

Con el martillo y el clavo hacemos un pequeño agujero en el centro de la parte inferior de la lata. También hacemos un agujero en el centro de la tapa.

Tomamos la lata destapada, la sostenemos sobre la palangana y le agregamos agua. El agua "sale" por el agujero inferior de la lata.

Ahora llenamos totalmente la lata con agua y rápidamente le colocamos la tapa. Obturamos el agujero de la tapa con el dedo y... el agua "deja de salir". Corremos el dedo, el agujero de la tapa queda libre y el agua sale nuevamente. Tapamos y destapamos el agujero de la tapa y el agua "no sale" y "sale".

¿Qué está sucediendo? ¿Nuestro dedo es mágico?

Muy sencilla es la explicación. Cuando el agua "sale" del interior de la lata el espacio (volumen) que ocupaba debe ser llenado por aire. Si tapamos el agujero de la tapa el aire no tiene por donde entrar al interior de la lata... y el agua no puede salir.

EL MAR MUERTO

Materiales: Un huevo fresco.

Una jarra o vaso.

Agua.

Sal.

Una cuchara.

El agua líquida y el agua sólida (hielo) poseen las mismas moléculas pero las densidades son diferentes. El hielo puede flotar en agua líquida.

También podemos aumentar la densidad del agua líquida, aumentando la posibilidad de flotación de ciertos materiales que colocamos en el agua.

En el vaso o jarra con agua introducimos un huevo fresco. La densidad del agua líquida es menor que la densidad del huevo. El huevo fresco no flota en agua líquida.

Podemos aumentar la densidad el agua con el agregado de sal. Mezclamos varias cucharadas con sal en el agua e introducimos nuevamente el huevo. Ahora el huevo flota ya que el agua salina tiene una densidad superior al agua sin sal.

El agua del Mar Muerto (en la frontera entre Israel y Jordania) es un claro ejemplo de agua con una altísima proporción de sal en su interior. Nos podemos "sentar" en el Mar Muerto sin hundirnos...

LIMPIANDO EL AGUA

Materiales: Jarra con agua.

Vasos.

Papel de filtro.

Algodón.

Gasas.

Colador metálico de fideos.

Piedras muy pequeñas.

Tierra.

Arena.

Azúcar.

Existen filtros "purificadores" de agua. El agua puede tener "impurezas" que no atraviesan la superficie de algunos filtros y quedan retenidas. El agua si puede pasar entre los agujeros de esos filtros y es "purificada".

Los filtros son separadores, no permiten que "pasen" los materiales que tienen un tamaño superior a los agujeros existentes en su composición.

Tomamos agua y le agregamos unas piedras. Filtramos este agua por el filtro de papel, por el filtro de papel con algodón en su parte superior, por gasas y por el colador de fideos. Anotamos los resultados. ¿Cuáles filtros fueron efectivos y cuáles no para separar las piedras del agua? ¿El agua filtrada está, en cada caso, limpia o sucia? ¿Por qué?

Trabajamos con agua con tierra, agua con arena, agua con azúcar. Luego comenzamos a agregar "los contaminantes" de a dos, luego de a tres.

Podemos también combinar los filtros y colocar las gasas sobre el colador de fideos. Tomamos nota de todos los resultados.

¿Qué sucede con el agua con azúcar? ¿El azúcar "pasa" o "no pasa" por los filtros? ¿Puede darse el caso que una porción de azúcar "pase" y que otra "no pase"? ¿Por qué?

Espero que disfruten realizando estas diez propuestas con sus alumnos. No olvide de "probar" los experimentos antes de mostrarlos a los chicos. Asegúrese que tiene todos los materiales de trabajo. Analice el ¿por qué? de los resultados. Disfrute enseñando ciencia.

EXPLORANDO Caminos

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