jueves, 23 de octubre de 2008

¿Que es un Experimento?


Un experimento es un procedimiento mediante el cual se trata de comprobar (confirmar o verificar) una o varias hipótesis relacionadas con un determinado fenómeno, mediante la manipulación de la/s variables (utensilios necesarios) que presumiblemente son su causa.
En un experimento se consideran todas las variables relevantes que intervienen en el fenómeno, mediante la manipulación de las que presumiblemente son su causa, el control de las variables extrañas y la aleatorización de las restantes. Estos procedimientos pueden variar mucho según las disciplinas (no es igual en Física que en Psicología, por ejemplo), pero persiguen el mismo objetivo: excluir explicaciones alternativas (diferentes a la variable manipulada) en la explicación de los resultados. Este aspecto se conoce como validez interna del experimento, la cual aumenta cuando el experimento es replicado por otros investigadores y se obtienen los mismos resultados. Cada repetición del experimento se llama prueba o ensayo.

TIPOS DE EXPERIMENTOS


En este blog queremos recoger actividades prácticas y experimentos que puedan realizarse con pocos medios, sin necesidad de recurrir a un equipamiento de laboratorio. La mayoría de los experimentos pueden realizarse en casa con utensilios caseros realizados por niños y probados en la escuela.

CONSTRUCCIÓN DE PILA ELECTRICA


Una pila es un dispositivo que permite obtener una corriente eléctrica a partir de una reacción química. En esta experiencia te vamos a enseñar a construir una pila casera que, además, funciona.


Material que vas a necesitar:
Un vaso
Una botella de vinagre
Un trozo de tubería de cobre (de las que se usan para las conducciones de agua)
Un sacapuntas o afilalápices metálico
Cables eléctricos
Un aparato que vamos a hacer funcionar con la pila. Se obtienen buenos resultados con los dispositivos musicales que llevan algunas tarjetas de felicitación. También puede servir un reloj despertador de los que funcionan con pilas.

¿Cómo construir la pila?
Toda pila consta de dos electrodos (generalmente dos metales) y un electrolito (una sustancia que conduce la corriente eléctrica). En este caso vamos a utilizar como electrodos los metales cobre y magnesio. En concreto, vamos a utilizar una tubería de cobre y un sacapuntas, cuyo cuerpo metálico contiene magnesio. Como electrolito vamos a utilizar vinagre.
Construir la pila es muy sencillo sólo tienes que introducir los electrodos en el interior del vinagre contenido en un vaso y unir un cable a cada uno de ellos.

Debes tener cuidado de que la tubería de cobre se encuentre bien limpia. Para limpiarla puedes frotarla con un papel de lija.

¿Cómo hacer que funcione?
Para hacerla funcionar sólo tienes que unir los dos cables que salen de los electrodos a un aparato que funcione con pilas. El problema es que esta pila proporciona una intensidad de corriente muy baja, debido a que tiene una alta resistencia interna, por ello no siempre vas a conseguir que funcione. Tienes que elegir el dispositivo adecuado: un aparato que requiera una potencia muy pequeña. Por ejemplo:
Un dispositivo de los que tocan una canción en los juguetes para bebés o de los que llevan incorporado algunas tarjetas de felicitación (musicales)
Un reloj a pilas (sirve un despertador)
Sólo tienes que unir los cables de la pila a los dos polos del portapilas del aparato. Pero no olvides que hay que buscar cuál es la polaridad correcta, sino puede que el aparato no funcione



GLOBOS REPULSIVOS


En esta actividad vamos a experimentar con las fuerzas de repulsión entre cargas eléctricas. Para ello nos vamos a ayudar unos cuantos globos hinchados.

¿Qué necesitas?
Globos
Hilo fuerte y flexible (sale muy bien con el hilo que utilizan en las pastelerías para atar los paquetes)


¿Cómo lo hacemos?
El dispositivo es muy simple. Basta con inflar los globos y atar cada uno con un hilo, uniendo todos los hilos por un extremo.

Globos y pelos de punta
Si frotamos los globos hinchados con un trapo o un jersey o los sacudimos enérgicamente en el aire, al acercarlos a la cabeza conseguiremos ponernos los pelos de punta.


¿Por qué ocurre esto?
Lo observado es un efecto electrostático muy común que puede explicarse teniendo en cuenta que la materia contiene cargas positivas (protones) y negativas (electrones), siendo estas últimas las más accesibles. En condiciones habituales, hay el mismo número de cargas positivas que de negativas, por lo que la materia es neutra.
Al frotar dos cuerpos, se arrancan electrones de uno y pasan al otro por lo que el primero queda con carga positiva y el segundo con negativa. Si los cuerpos son malos conductores de la electricidad (plástico, lana, cabello) la carga no puede repartirse ni viajar rápidamente por el material por lo que queda localizada en el cuerpo un cierto tiempo (carga "electro-estática"). Las cargas de igual signo se repelen, mientras que las de signo contrario se atraen: esto es consecuencia de la tendencia de la materia a recuperar su neutralidad. Al acercar el globo, cargado eléctricamente, al cabello, se polarizan las cargas en éste, situándose hacia el globo las de signo contrario por lo que el cabello y el globo se atraen.
Por otra parte, en el racimo de globos todos adquieren la misma carga, lo que hace que se repelan entre ellos y dado que son muy ligeros se separan sin llegar a juntarse.
Estos fenómenos se observan mucho peor en días de tormenta en los que el aire se encuentra ionizado y se hace mejor conductor.



DESVIAR UN CHORRO DE AGUA SIN TOCARLO


En esta experiencia vamos a ver cómo es posible desviar un chorro de agua sin llegar a tocarlo. Para ello nos vamos a ayudar de las propiedades eléctricas de la materia.

¿Qué necesitamos?
Grifo con agua.
Un objeto que pueda cargarse eléctricamente con facilidad: peine, tubo de plástico, varilla de vidrio, un vaso, un globo, etc
Paño de lana o medias de lycra.

¿Cómo lo hacemos?

Lo primero que necesitamos conseguir es un chorro de agua fino y regular. Para ello hay que abrir o cerrar un grifo lentamente hasta que el chorro tenga las características que buscamosTambién tenemos que cargar un objeto eléctricamente (electricidad estática). Para ello basta con frotar, con energía, el objeto con un paño de lana.
Acerca con cuidado el objeto al chorro de agua. Pero, sin llegar a tocarlo. Observa cómo se desvía.


Sigue experimentando
Puedes probar a electrizar otros cuerpos como láminas de plástico, pelota de playa, peines, etc. y acercarlos al chorro de agua. Recuerda que las prendas de lana, lycra o nylon consiguen electrizar los cuerpos fácilmente.

¿Por qué ocurre esto?
En toda la materia existen cargas eléctricas, sin embargo, en la mayoría de los casos, no observamos sus efectos porque la materia es neutra: el número de cargas positivas es igual al de cargas negativas, de forma que se compensan.
Cuando frotamos un objeto de plástico (también pasa para otros materiales) con un paño de lana, uno de los dos cuerpos pierde electrones y el otro los gana, de forma que quedan cargados uno positivamente y el otro negativamente.
Las moléculas de agua son neutras, tienen el mismo número de cargas positivas que negativas. Sin embargo, tienen una peculiaridad las cargas no están distribuidas uniformemente dentro de la molécula. De esta forma nos encontramos con que las moléculas de agua son asimétricas, desde el punto de vista de la carga, y tienen un extremo positivo y otro negativo. Esto hace que en un campo eléctrico tiendan a orientarse. Así, cuando acercamos el objeto cargado al chorro de agua, las moléculas se orientan y el objeto atrae al extremo de la molécula que tiene signo contrario. El resultado es que el chorro se desvía.

GLOBOS CON CHISPA


La carga eléctrica es una propiedad de la materia que podemos poner de manifiesto de forma sencilla. Basta con frotar un cuerpo y obtener así electricidad que denominamos estática. En este experimento conseguiremos iluminar un tubo fluorescente con la electricidad obtenida al frotar un globo de plástico.


¿Qué necesitamos?
Globo.
Tubo fluorescente.
Paño de lana o medias de lycra.

¿Cómo lo hacemos?
Infla un globo y una vez atado frótalo con una prenda de lana, también puedes utilizar unas medias viejas.Sujeta con una mano la parte metálica de uno de los extremos del tubo y con la otra acerca el globo electrizado por otro extremo.

¿Observas luz dentro del tubo? Si no lo ves, repite el experimento con la luz apagada.


Sigue experimentando
Puedes probar a electrizar otros cuerpos como láminas de plástico, pelota de playa, peines, etc. y acercarlos al tubo para ver si se ilumina o no. Recuerda que las prendas de lana, lycra o nylon consiguen electrizar los cuerpos fácilmente.

¿Por qué ocurre esto?
Los átomos que forman la materia son neutros, contienen igual número de protones que de electrones, al frotar se produce una descompensación debido a que parte de los electrones de un cuerpo pasan al otro, conseguimos así que uno de ellos quede cargado positivamente y el otro negativamente. El tubo fluorescente contiene un gas inerte que cuando recibe una descarga eléctrica se ioniza y produce luminiscencia.


ALGUNAS DIRECCIONES


A continuación publicamos algunas direcciones web que serán de gran utilidad para realizar experimentos sencillos en casa con ayuda de un adulto.