Blog de Ana Fraile
Facultad de Ciencias
 

22ª lección: aprendiendo de un experto

Hoy hemos tenido la suerte de ver en acción a un profesor de esos que tiene solera y arte, uno de los espejos en los que personalmente me gustaría verme reflejada el día de mañana.

Hemos acudido a la primera sesión en el laboratorio para que Alejandro del Mazo nos explicara cómo ve él la asignatura de física y química que debe impartirse en secundaria y bachillerato, y lo que es más importante, a explicarnos qué experimentos podemos hacer según qué área de la física nos toque dar. En esta entrada haré una recopilación de aquellos experimentos que quiero destacar dentro de cada uno de los epígrafes.

 

Electrostática

 

Debo reconocer que todos los experimentos han sido increíbles pero el que más me ha llamado la atención ha sido el de la botella de Leyden o cómo construir un condensador casero. La peculiar botella que ha construido está formada por un cubeto recubierto de cinta metálica adhesiva, por dentro y por fuera; un segundo cubeto plástico muy similar al anterior que va “desnudo”; llevará una última capa con un tercer recipiente similar a los anteriores nuevamente forrado en cinta metálica que contará con un conductor tan sencillo como el mango de una percha. El montaje es algo similar al siguiente esquema:

botella leyden

(blog de Elena Moro)

Este tipo de dispositivos eléctricos son capaces de almacenar la carga, y dado que estábamos tratando el tema de electrostática, se dispuso a cargarlo usando un electróforo casero formado por una bandeja metálica y un tubo de material aislante y un pequeño dispositivo con dos bolas de porexpán unidas por un conductor que se podía manejar gracias a un mango aislante (ponía el electróforo sobre el plástico, colocaba una de las bolitas en la bandeja y otra en tierra y acercaba la bandeja a la bola de la botella de Leyden). Con unas 15 cargas pudimos comprobar que si acercaba un brazo del “dispositivo” al conductor de la parte interior y otro al de la parte exterior se producía chispa, y no es que crepitara simplemente, sino que se podía llegar a ver un sutil destello.

Resulta que gracias a esas cargas se puede conseguir una diferencia de potencial, dieléctrico mediante, de más de 20.000V. Lo mejor de todo es la honda impresión que pudo causarnos dado que es un valor increíblemente alto.

A todo esto nos realizó la pregunta de por qué si él había recibido un par de “chispazos” así, no le había pasado nada, sobre todo teniendo en cuenta que con menos diferencia de potencial en nuestras casas resulta extremadamente peligroso, y seguramente mortal, meter los dedos en el enchufe. Sinceramente, yo no llegué a la respuesta porque todavía estaba maravillada con otras cosas, pero la explicación es tan simple y llana como que la intensidad es mucho menor, por lo que no resulta tan dañina la descarga. Aún así aseguro que yo no pondría la mano tan alegremente en el electróforo como pudo hacerlo él en varias ocasiones.

Después probamos con una botella de Leyden diferente a hacer que la descarga no fuera puntual ni brusca, sino algo sostenido en el tiempo probando con el siguiente montaje:

Botella de Leyden

Dispositivo traído por el propio Alejandro del Mazo.

Cinemática

Aunque en este problema todos los que estamos cursando el  máster encontramos algo realmente aberrante, Alejandro nos explicó que es una manera de luchar contra las ideas falsas que tienen formadas en la mente muchas personas, no sólo sus estudiantes, y por ello propone la siguiente dinámica.

1) Resolver el siguiente problema:

“Si una piedra de 9,3g tarda en caer (caída libre, 1m) 0,45s

     una piedra de      31,0g              tardará                   xs “

2) Tras esto nos explicaba que la mayoría de sus alumnos se quedan muy tranquilos resolviendo una regla de tres inversa (inversa porque obviamente la piedra más “gorda” cae antes, jolín). Cuando realizan la operación obtienen un tiempo de caída tres veces menor en el caso de la segunda piedra. Hasta aquí todo correcto.

3) En este momento les propone a sus alumnos que vean con sus ojos lo que ocurre: toma las dos piedras en una mano, a 1m de altura las dos, coloca una papelera debajo con periódicos para amortiguar el golpe y las deja caer. Aquí los alumnos pueden comprobar por sí mismos que en realidad ambas piedras, da igual el peso que tengan, caerán a la vez y en el mismo tiempo. Esto se debe a que la fuerza que produce el movimiento es la fuerza de la gravedad y es igual para todos los cuerpos. La  diferencia que puede haber en dos objetos que caigan con tiempos diferentes es que uno de ellos tenga una mayor superficie de contacto en la que pueda ejercer rozamiento el aire.

Leyes de la Dinámica

“Todo cuerpo tiende a permanecer en reposo (movimiento) a no ser que sobre él actúe una fuerza que perturbe ese estado”.

Cuando se explica esto en secundaria puede resultar increíblemente difícil hacer que el alumno lo entienda si esto es lo primero que queremos meterles en la cabeza: generalmente y en la vida diaria, chicos y chicas observan que todo aquello que está en movimiento termina parándose en algún momento si se desliza por una superficie plana; sin embargo, la primera ley de Newton dice todo lo contrario.

¿Por qué? Bueno, pues la dificultad radica en que tenemos la mala costumbre de explicar bastante después qué es la fuerza de rozamiento. Para cuando llegamos a comentar que está presente en la mayor parte de sistemas los alumnos lo único que han hecho ha sido memorizar de carrerilla la anterior lección. Si aún así, contamos con la suerte de no haber aletargado a alguna persona, puede que se preguntes como demonios podemos saber que eso es cierto si en la mayoría de sistemas hay rozamiento, aunque sea lo más mínimo.

Para esto se nos ha dado una propuesta bastante interesante. Fabricar una ficha casera de Air Hockey.

Un disco, un tubo de PVC, un tapón para dicho tubo pegado al disco y un globo al otro extremo del tubo. Además podemos poner una cinta de embalar sobre el disco para que pese más. Sin hacer nada más que tener esto montado damos un empujón al disco sobre una mesa y comprobamos que a pesar de que se mueve un poco, se termina parando. Sin embargo,si hinchamos lo suficiente el globo y le pegamos un pequeño empujón, conseguiremos que la ficha se moviese como si levitara y es que debido a la fuerza del aire sobre la mesa se eleva un poco el sistema de forma que disminuye el rozamiento y prácticamente si una fuerza cambia su estado de reposo o movimiento, puede verse alterado pero en caso contrario sigue su camino tranquilamente sin frenar.

air hockey

En el caso del air hockey son las mesas las que tiene pequeños orificios con perforaciones para insuflar aire mediante ventiladores y que las fichas no hagan contacto directo con la superficie de la mesa, dando esa agilidad y rapidez al juego.

Ondas

Llegados a este punto, no quiero entretenerme mucho más. Tan sólo mostrar que se puede visualizar una onda con un taladro, una cuerda de color fosforescente y luz acorde para verla, creando un auténtico espectáculo visual. También se permite ver que a mayor frecuencia menor longitud de onde y viceversa.

viendo ondas

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