Experimentos de ciencia fáciles

Hoy te proponemos cinco experimentos de ciencia fáciles que podrás realizar en tu en casa sin ningún peligro. Se trata de experiencias simples que funcionan sin problemas y que puedes concretar en muy poco tiempo, ideales para despertar el científico que tienes dentro.

Las ciencias suelen ser, para muchos de nuestros lectores, un misterio. Seguramente disfrutan leyendo sobre los logros obtenidos por los científicos “profesionales”, pero muy probablemente rara vez hayan intentado hacer algunos experimentos fáciles en casa. Sin embargo, existe un buen número de experiencias sencillas, seguras y rápidas que si bien no son comparables con el LHC o la sonda Phoenix, bien pueden servir para pasar un buen rato y aprender un par de cosas interesantes. ¿Comenzamos?

1 – El vaso de agua mágico
Es muy posible que hayas visto alguna vez a un mago o profesor de ciencias efectuar este truco. El experimento consiste en conseguir que un simple naipe sirva de tapón mágico y soporte sin ayuda de ninguna clase el peso del agua contenida en un vaso colocado boca abajo. Lo único que necesitas es un naipe (que no esté roto) , un vaso de vidrio cuya boca tenga un diámetro menor que el ancho del naipe y, por supuesto, un poco de agua.

El experimento consiste en llenar el vaso con agua (debe estar completamente lleno, o te fallará el truco) y luego colocar el naipe sobre su boca con cuidado de que cubra toda la abertura del vaso. Cuando esté listo, ponemos una mano sobre el naipe y con cuidado damos vuelta todo el conjunto hasta que el vaso quede boca abajo. En ese momento, lentamente retiramos la mano que sostiene el naipe y veremos como sostiene el agua sin que se derrame. ¿Cómo puede ser?

La explicación es muy sencilla. Sobre el naipe actúan dos fuerzas opuestas. La más evidente es el peso del agua, que dependiendo del tamaño del vaso puede ser de unos 200 o 300 gramos. Y por el otro, absolutamente invisible, la presión atmosférica que ejerce el aire sobre la otra cara del naipe. Aunque suene extraño, la presión del aire alcanza para sostener el peso del agua. De hecho, mientras que el papel no se humedezca y no haya aire en el vaso, el naipe se mantendrá en su lugar.

2 – Huevos flotadores
Para realizar este experimento necesitamos tres vasos grandes, un huevo de gallina, agua y sal. Demostraremos como el contenido de sal en el agua influye sobre capacidad de flotación de los cuerpos que se introducen en ella.

Comenzamos llenando dos de los tres vasos con agua. Añadimos sal a uno de ellos y agitamos el agua para que se disuelva por completo. A continuación, colocamos el huevo en el vaso que tiene agua pura y observamos como se hunde lentamente hasta el fondo. Luego, lo sacamos del primer vaso y lo ponemos en el que tiene agua con sal. Si la cantidad de sal es suficiente, el huevo flotará.

Podemos jugar otro poco utilizando el tercer vaso. Pongamos en huevo en él, y agreguemos agua pura hasta que lo cubrirlo con más o menos con un centímetro de líquido.  Si agregamos agua con sal lentamente, veremos como en un momento determinado el huevo queda entre dos aguas, es decir, ni flota ni se hunde. En este punto, si agregamos agua sola el huevo se irá al fondo, y si agregamos agua salada flotará de nuevo.

Esto ocurre por que, nuevamente, sobre el huevo actúan dos fuerzas: su peso y la fuerza que hace hacia arriba el agua (si, el empuje que describió Arquímedes). Si el peso es mayor que el empuje, el huevo se hunde, en caso contrario flota y si son iguales, queda entre dos aguas. Cuando añadimos sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua pura, lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere su peso, haciéndolo flotar. Este hecho puede explicar porque es más fácil flotar en el agua de mar que en el agua de una piscina.

Para explorar la relación que existe entre la corriente eléctrica y el magnetismo no hay mejor experimento que construir un electroimán. Solo necesitamos un clavo de hierro de unos 7 u 8 centímetros de largo (u otra pieza de hierro de dimensiones similares), un par de metros de cable de cobre fino (el que se utiliza en un transformador, que tiene un aislamiento de barniz, puede servir perfectamente), cinta adhesiva, una pila y algunos clips comunes de alambre.

Para construirlo basta con enrollar todo el cable sobre el clavo, de forma que las vueltas queden lo más apretadas posibles. Han de estar juntas, y si es posible, sin montarse unas sobre otras. Tenemos que dejar los extremos del clavo libres, y también unos cinco centímetros de cable sin enrollar en la primera punta. Una vez hecho esto, cubre el arrollamiento con cinta adhesiva, enrolla otra capa de cable  y vuelve a cubrir con la cinta adhesiva. De acuerdo al grosor del calvo y del alambre, puede ser que te sobre algo de alambre. Si ese es el caso, corta y descarta el sobrante, cuidando de que te queden otros cinco centímetros de cable sin enrollar.

A continuación ya puedes conectar la pila a los dos extremos del cable. Si arrimas el clavo a los clips veras como estos se “pegan” en el clavo. Si desconectas la pila, estos se caen. La explicación de este fenómeno es que el cable enrollado sobre el clavo es un solenoide. Cuando una corriente eléctrica lo atraviesa, el solenoide genera un campo magnético y actúa como un imán. El “núcleo” de hierro en su interior aumenta el poder del electroimán al concentrar las líneas de fuerza. Cuando se desconecta, el campo desaparece (aunque el clavo, dependiendo de su composición exacta, puede quedar ligeramente imantado).

4 – Un cohete propulsado por agua
Los cohetes, como seguramente sabes, funcionan gracias al principio de acción y reacción. Esto significa que los gases de la combustión que salen por “debajo” del cohete lo empujan hacia arriba. Esos gases provienen de la oxidación rápida de combustibles especiales, y son lo suficientemente peligrosos como para desaconsejar completamente el intento de utilizar algo similar en casa. Pero podemos construir un “cohete” que se impulse únicamente con agua y por lo tanto no implique ningún peligro para tu salud.

Necesitaremos una botella de plástico de unos dos litros (de esas que utilizan todas las bebidas gaseosas), un corcho, un inflador de bicicletas, algo de agua, unos ladrillos, pegamento y una válvula de rueda de bicicleta. Para realizar este fácil experimento comenzaremos por perforar el corcho y meter en ese agujero la válvula de la rueda de bicicleta. Luego, sellaremos el agujero (si hace falta) con el pegamento. Esta es la tarea más complicada de nuestro cohete de agua. Luego llena la botella con agua hasta la mitad y ponle el tapón de corcho. Pon la botella boca abajo en el suelo, con la bomba de inflar bicicletas conectada a la válvula. Tres ladrillos verticales a su alrededor servirán para que la botella se mantenga “de pie”.  Con cuidado de no inclinar el “cohete”, ve metiendo aire en su interior con la bomba hasta que el corcho se destape solo por la presión interior.

Cuando esto ocurra, el agua saldrá hacia abajo e impulsará al cohete hacia arriba, de la misma forma que los gases de un cohete al salir hacia atrás lo impulsan hacia adelante por el principio de acción y reacción. Ni falta hace aclarar que todo esto lo debes hacer en un descampado, porque seguramente te mojarás. Verás como el “cohete” consigue subir entre 30 y 40 metros de altura. Cuando lo hayas lanzado varias veces puedes intentar mejorar tu prototipo, haciéndolo más aerodinámico o regulando la salida de agua con orificios más pequeños.

Hemos dejado para lo último el experimento que, al menos visualmente, puede ser el más atractivo. Ya hemos hablado antes de los ferrofluidos, esos compuestos que gracias a la mezcla de nanopartículas ferrosas y algún aceite mineral permiten la visualización de líneas de campo magnético, dando lugar a verdaderas “esculturas” en movimiento. Bien, aunque no lo creas, tú puedes hacer esas cosas en casa.

Fabricar un ferrofluido consiste básicamente en lograr la mezcla adecuada de partículas ferromagnéticas en el seno de un fluido portante. Este fluido puede ser alguna clase de aceite mineral, vegetales, lubricante o incluso de cocina. Puedes utilizar el que consigas más fácil, y luego ir probando otros para ver cual funciona mejor. Las partículas ferromagnéticas pueden ser limaduras de hierro, el “polvo” que puedes sacar al cortar con unas tijeras la lana de acero utilizada para limpiar los cacharros de la cocina,  o incluso el polvo de la ferrita que puedes obtener al moler a golpes el núcleo de alguna bobina de radio o transformador electrónico viejo.

En un recipiente de vidrio transparente  (un frasco puede servir perfectamente) mezclaremos una parte de líquido por cada parte de partículas. En nuestro “ferrofluido casero” el material ferromagnético tenderá a acumularse en el fondo debido a la gravedad, pero para hacer nuestros experimentos será suficiente. Cuando tengamos preparada la mezcla, acercaremos imanes al frasco para ver como se alinean las partículas en suspensión son las líneas de fuerza del campo magnético. Con un poco de paciencia y probando con diferentes materiales y proporciones podremos lograr un ferrofluido casi casi como el que se ve en las fotos.

Conclusión
Como puede verse, y a pesar de lo sencillo que son los experimentos propuestos, pueden servir para aprender de primera mano como funcionan algunas cosas o, lo que es mejor, despertar la curiosidad de los más pequeños sobre estos temas. Es muy interesante descubrir todo lo que se puede hacer y aprender sin necesidad de gastar prácticamente dinero. Quien sabe, quizás gracias a la curiosidad despertada por estos experimentos fáciles algunos de los lectores de Neoteo se conviertan en científicos ganadores del Nobel.  Si es así, no olviden saludarnos al recibir el premio.