FQ - Laboratorio

33 Cristalización

2011-06-15T08:42:00.000-07:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos sulfato de cobre (II), agua, un vaso de precipitados, un cristalizador, cucharilla espátula y varilla agitadora.

En primer lugar preparamos unos 200 ml de una disolución de sulfato de cobre (II) en el vaso de precipitados. Mejor si la disolución está saturada.

Luego pasamos la disolución a un cristalizador y dejamos en reposo para que se evapore el disolvente (el agua). Pasados unos días obtenemos unos hermosos cristales azules de sulfato de cobre (II).

Por último, los cristales de sulfato de cobre (II) son solubles en agua.

Precaución: el cristal es irritante en contacto prolongado con la piel y tóxico por ingestión.

32 Valoración ácido base

2011-04-24T12:57:00.000-07:00

Valoración de ácido clorhídrico (HCl) con hidróxido de sodio (NaOH)

Material necesario:
Bureta y soporte-pie con pinza para bureta, embudo, vaso de precipitados

Reactivos necesarios:
Disolución de ácido clorhídrico de concentración desconocida, disolución de hidróxido de sodio de concentración conocida, fenolftaleina.

Procedimiento:

Para determinar la concentración de un ácido procedemos de la siguiente forma.

En un vaso de precipitados ponemos, por ejemplo, 150 ml de la disolución de ácido clorhídrico a la que añadimos unas gotas de indicador fenolftaleina (incoloro en disolución ácida y rojo en disolución básica).
Luego llenamos la bureta con la disolución de hidróxido sódico.
A continuación vertemos gota a gota, lentamente y agitando, la disolución de la base sobre el ácido. El final de la operación, la neutralización, se reconoce por el cambio que experimenta el color del indicador al pasar el pH de ácido a base.

El punto de equivalencia se alcanza cuando el número de moles de hidróxido sódico añadido es igual al número de moles de ácido clorhídrico presentes en el vaso de precipitados. A partir del volumen de hidróxido sódico utilizado, que se mide directamente sobre la bureta, se puede calcular la cantidad de ácido presente en la disolución y de aquí la concentración del mismo.

31 Preparar una disolución a partir de otra disolución

2011-04-24T10:23:00.000-07:00

Queremos preparar una disolución de ácido clorhídrico a partir de otra disolución comercial de ácido clorhídrico al 35%.

Material necesario:
Matraz aforado, embudo, frasco lavador, cuentagotas, portapipetas, pipeta

Reactivos: ácido clorhídrico comercial y agua

Procedimiento:
Se mide con una pipeta graduada, perfectamente limpia y seca, el volumen de ácido clorhídrico comercial necesario, se vierten luego en un matraz aforado y se completa el volumen con agua destilada hasta enrasar a 250 ml.

30 Preparar una disolución a partir de una sustancia sólida

2011-04-24T09:33:00.000-07:00

Disolución de hidróxido de sodio

Material necesario:
Balanza, agitador, vidrio de reloj, cucharilla – espátula, matraz aforado, embudo, vaso de precipitados, frasco lavador y cuentagotas.

Reactivos:
hidróxido de sodio comercial en forma de lentejas y agua

Procedimiento:

En la balanza ponemos el vidrio de reloj para recoger los gramos de hidróxido sódico comercial. Con la espátula vamos poniendo en la balanza pequeñas cantidades hasta la cantidad deseada. Se retira el vidrio de reloj de la balanza.

Se echa un poco de agua en el vaso de precipitados y se añade el hidróxido sódico pesado, lavando el vidrio de reloj con el frasco lavador.

Se remueve la mezcla con el agitador.

Se vacía el vaso en un matraz aforado de volumen igual al que queremos preparar de disolución (250 ml) y se enjuaga el vaso de precipitados con un poco de agua, echándola también en el matraz.

A continuación se añade agua con el frasco lavador y con un cuentagotas hasta enrasar en la señal de aforo.

29 Invisibilidad

2011-04-05T07:35:00.000-07:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos aceite vegetal, un vaso de precipitados, soporte vertical con nuez doble, pinza y un tubo de ensayo PYREX.

En primer lugar metemos el tubo de ensayo dentro del vaso de precipitados y lo sujetamos con ayuda de la pinza. Luego dejamos caer aceite en el interior del vaso. Finalmente, cuando una parte del tubo de ensayo queda sumergido en aceite, dejamos caer aceite en el interior del tubo de ensayo. Vemos que, al caer el aceite, el tubo de ensayo desaparece ante nuestros ojos.

Explicación
El aceite y el vidrio PYREX tienen un índice de refracción muy parecido. De esta forma, cuando la luz que viaja por el aceite incide sobre el vidrio no se refleja ni se refracta y el vidrio se hace invisible.

28 Hidrógeno explosivo

2011-02-28T09:46:00.000-08:00

Advertencia: el hidrógeno es un gas muy inflamable que puede explotar si se mezcla con el oxígeno del aire.

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tubo de ensayo, un tubo de goma, tapón de corcho horadado, un mechero, un soporte vertical con pinza, un vaso, disolución jabonosa, ácido clorhídrico y cinc.

Sujetamos el tubo de ensayo con la pinza del soporte vertical y luego ponemos unos trozos de cinc y unos ml de ácido clorhídrico en el tubo de ensayo. Se produce una reacción química con desprendimiento de gas hidrógeno.

Luego colocamos el tapón de corcho con la goma en el tubo de ensayo para liberar el gas en el interior de la disolución jabonosa. De esta forma se producen burbujas de hidrógeno.

Para terminar, tomamos algunas burbujas del gas con una cuchara y luego acercamos la llama de un mechero. En este caso el hidrógeno reacciona con el oxígeno del aire produciendo una pequeña explosión con una detonación y una llama que asciende rápidamente.

27 Cristales de plata

2011-02-23T07:20:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso de precipitados, una disolución de nitrato de plata y un trozo de hilo de cobre enrollado en espiral

Metemos el trozo de alambre de cobre, de color rojo, en el vaso con la disolución de nitrato de plata. En unos segundos el alambre se vuelve de color oscuro y al cabo de unos minutos se forman sobre la superficie del cobre unos cristales y la disolución toma un color azulado.

Este experimento es un ejemplo de reacción de oxidación reducción. El cobre metálico será oxidado (pierde electrones) por los iones plata de la disolución. Al mismo tiempo, los iones plata se reducen (ganan electrones) y pasan a plata metálica que se deposita sobre el trozo de cobre. La plata se oscurece en presencia de la luz al formarse óxido de plata. Los iones cobre que pasan a la disolución son responsables del color azulado.

Finalmente, si se agita el trozo de cobre los cristales de plata precipitan al fondo del vaso. Si se decanta el líquido y se filtra se pueden obtener los cristales de plata.

26 Indicadores

2011-02-10T08:03:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos ácido clorhídrico, hidróxido de sodio, agua, un par de vasos de precipitados, tintura de tornasol, anaranjado de metilo, fenolftaleína y papel indicador universal.

Se puede conocer el pH de una disolución, de manera aproximada, utilizando indicadores, que son disoluciones de ciertas sustancias que cambian de color con el pH del medio en el que se encuentren.

Para realizar nuestro experimento podemos utilizar ácido clorhídrico y una disolución de hidróxido de sodio (disolución básica). Al añadir unas gotas del indicador apreciamos el cambio de color.

Si añadimos tintura de tornasol la disolución ácida se vuelve de color rojo y la disolución básica se vuelve de color azul.

Si añadimos anaranjado de metilo la disolución ácida se vuelve de color rojo y la disolución básica se vuelve de color amarillo.

Si añadimos fenolftaleína la disolución ácida no cambia de color y la disolución básica se vuelve de color rojo.

Otra posibilidad paras determinar el pH es utilizar papel indicador universal que consiste en una mezcla de indicadores. El papel es de color amarillo y se vuelve de color rojo en disolución ácida y de color azul en disolución básica.

25 Lámina de cinc y disolución de sulfato de cobre (II)

2011-02-07T09:02:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso de precipitados, una lámina de cinc, sulfato de cobre (II) y agua.

Primero preparamos una disolución disolviendo sulfato de cobre (II) en agua. La disolución resultante es de color azul.

Luego metemos una lámina de cinc en la disolución. Rápidamente la lámina se vuelve de color oscuro y, poco a poco, la lámina se cubre con una sustancia oscura que se desprende al sacudir la lámina. Al cabo de unos minutos, la solución inicialmente de color azul, palidece.

Explicación
El experimento es un ejemplo de reacción de oxidación-reducción.

Durante el proceso, un átomo de cinc de la lámina se transforma en un ion cinc (II) cediendo dos electrones. Por el contrario, un ion cobre (II) de la disolución acepta el par de electrones cedidos por el cinc y se transforma en un átomo de cobre que se deposita sobre la lámina de cinc. La sustancia que pierde electrones se oxida y la sustancia que gana electrones se reduce. Es decir, el cinc se oxida y el cobre se reduce.

La solución, inicialmente de color azul, palidece por el hecho de que la concentración de iones cinc (II), incoloros, ha aumentado y ha disminuido la concentración de iones cobre (II) presentes en la disolución inicial.

24 Velocidad de reacción y concentración de los reactivos

2011-02-03T10:49:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos ácido clorhídrico concentrado, agua, tres vasos de precipitados y unos trozos de cinc.

En los vasos ponemos ácido clorhídrico de diferente concentración: uno concentrado (aprox. al 30%), otro diluido y el tercero con una concentración intermedia. Luego dejamos caer unos trozos de cinc en cada vaso. El ácido clorhídrico reacciona con el cinc desprendiendo hidrógeno gaseoso.

Puede verse que la velocidad de la reacción depende de la concentración del ácido clorhídrico. En el vaso con el ácido clorhídrico concentrado la reacción es muy rápida y pronto se consume el cinc (desaparece). Por el contrario, en el vaso con ácido clorhídrico diluido la reacción es mucho más lenta.

23 Dos péndulos acoplados

2011-01-29T02:45:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos un par de bases soporte con varilla y pinza con mordaza, dos bolitas metálicas con gancho y un trozo de hilo.

En primer lugar tenemos un trozo de hilo sujeto a los soportes verticales con ayuda de la nuez doble. Luego se atan los dos péndulos en la parte central del trozo de hilo dejando una separación de unos 10 cm. Los dos péndulos tienen la misma longitud.

Veamos algunos modos de vibración de los péndulos:
1 Separamos los dos péndulos de la posición de equilibrio y los soltamos al mismo tiempo.
Vemos que los dos péndulos realizan oscilaciones independientes.

2 Separamos los dos péndulos de la posición de equilibrio, soltamos uno de los péndulos y, cuando llega al otro extremo de la vibración, soltamos el otro péndulo.
Vemos que los dos péndulos oscilan de manera independiente.

En los dos casos anteriores el movimiento de los péndulos continuará sin ningún cambio. No se producirá ninguna transferencia de energía entre los péndulos.

3 Separamos uno de los péndulos de la posición de equilibrio y soltamos.
El péndulo empieza a oscilar con gran amplitud pero poco a poco la amplitud de las oscilaciones disminuye y el otro péndulo empieza a oscilar con una amplitud creciente. Pasado unos segundos el primer péndulo se detiene y el segundo péndulo vibra con amplitud máxima. Luego será el segundo péndulo el que se frene y el primero comienza a oscilar. Luego el proceso se repite.

En este caso se produce un acoplamiento, el movimiento de un péndulo afecta al otro, y la energía de oscilación se transfiere continuamente de uno a otro.

22 Un estampido sorprendente

2011-01-22T09:24:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tubo de ensayo, soporte con nuez y pinza para sujetar el tubo de ensayo, ácido clorhídrico diluido y unos trozos de cinc.

Metemos uno trozos de cinc en el tubo de ensayo y luego colocamos el tubo de ensayo en el soporte con la pinza. Para evitar accidentes colocamos el tubo de ensayo inclinado evitando que la boca del tubo apunte hacia alguna persona. Por último añadimos un poco de ácido clorhídrico diluido (no se superará un tercio del volumen del tubo). Se produce una reacción química con desprendimiento de hidrógeno gaseoso.

Para terminar cerramos el tubo de ensayo con un dedo hasta sentir la presión del gas. Entonces retiramos el dedo y acercamos la llama de una cerilla. Se producirá un estampido al explotar el hidrógeno acumulado en el interior del tubo de ensayo.

21 Dos muelles acoplados

2011-01-15T08:29:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos un par de bases soporte con varilla y pinza con mordaza, dos muelles, dos portapesas, unas pesas y un trozo de hilo.

En primer lugar tenemos un trozo de hilo sujeto a los soportes verticales con ayuda de la nuez doble. Luego se atan los dos muelles en la parte central del trozo de hilo dejando una separación de unos 10 cm.

Veamos algunos modos de vibración de los muelles:
1 Tiramos de los dos muelles hacia abajo y los soltamos al mismo tiempo.
Vemos que los dos muelles realizan oscilaciones independientes.

2 Tiramos de los dos muelles hacia abajo, soltamos uno de los muelles y cuando llega a la máxima altura soltamos el otro muelle.
Vemos que los dos muelles oscilan de manera independiente.

En los dos casos anteriores el movimiento de los muelles continuará sin ningún cambio. No se producirá ninguna transferencia de energía entre los muelles.

3 Tiramos hacia abajo de uno de los muelles y soltamos.
El muelle empieza a oscilar con gran amplitud pero poco a poco la amplitud de las oscilaciones disminuye y el otro muelle empieza a oscilar con una amplitud creciente. Pasado unos segundos el primer muelle se detiene y el segundo muelle vibra con amplitud máxima. Luego será el segundo muelle el que se frene y el primero comienza a oscilar. Luego el proceso se repite.
En este caso se produce un acoplamiento, el movimiento de un muelle afecta al otro, y la energía de oscilación se transfiere continuamente de uno a otro.

20 Disolución de nitrato de amonio en agua

2011-01-10T11:05:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso de precipitados, una varilla, una espátula, un termómetro, un platito, agua y nitrato de amonio.

Realización del experimento:
1 Ponemos un poco de agua sobre el platito
2 Llenamos el vaso de precipitados con agua y lo ponemos sobre el platito.
3 Medimos la temperatura inicial del agua con un termómetro. En este caso 15 ºC.
4 Con la espátula añadimos nitrato de amonio en el vaso con agua (en la proporción 1:1). Se observa que el vaso se empaña por el descenso de temperatura.
5 Removemos con la varilla para completar la disolución
6 Medimos la temperatura final con el termómetro y vemos que la disolución está a -6 ºC.
7 Por último, si levantamos el vaso podemos ver que el platito se quedó pegado al vaso.

Explicación
La disolución de nitrato de amonio en agua es un proceso fuertemente endotérmico, absorbe energía y, por tanto, baja la temperatura de la disolución. Disolviendo la cantidad suficiente de nitrato de amonio en agua la temperatura final puede llegar a los – 7 ºC.

La temperatura de fusión disminuye al añadir la sal (descenso crioscópico) y por este motivo la disolución no se congela a esa temperatura negativa.

Por último, el charquito de agua que está entre el platito y el vaso se congela a temperaturas tan bajas y el vaso se pega al platito.

Una importante aplicación práctica de este fenómeno es la adición de grandes cantidades de sal a las carreteras heladas. La adición de sal a las carreteras heladas hace que el hielo y la nieve se fundan aunque la temperatura sea menor de 0 °C.

19 Apagar y reavivar el fuego

2010-12-25T04:34:00.000-08:00

Para realizar nuestro experimento necesitamos carbonato de calcio, ácido clorhídrico, dióxido de manganeso, agua oxigenada, dos probetas, un palito de madera y un mechero.

En una de las probetas ponemos ácido clorhídrico y en la otra agua oxigenada. En la primera probeta, la que contiene ácido clorhídrico, dejamos caer un poco de carbonato de calcio y en la segunda probeta, la que contiene agua oxigenada, dejamos caer un poco de dióxido de manganeso.

En la primera probeta, el ácido clorhídrico reacciona con el carbonato de calcio liberando dióxido de carbono que desplaza el oxígeno contenido en la probeta.

En la segunda probeta, el dióxido de manganeso es un catalizador que favorece la descomposición del agua oxigenada liberando oxigeno gaseoso.

Si quemamos la punta de un palito de madera podemos emplear el fuego para identificar los gases en cada probeta. Al meter el palito en la probeta número uno vemos que se apaga el fuego al carecer del oxígeno necesario para la combustión. Si metemos el palito recién apagado en la segunda probeta vemos que el oxígeno reaviva el fuego.

18 Curiosa corriente eléctrica con un generador de van de graaff

2009-03-31T11:16:00.000-07:00

Para nuestro experimento necesitamos un generador de van de graaff, un par de láminas metálicas, una bolita metálica ligera (se puede forrar una bolita de corcho con papel de aluminio) y cables de conexión.

1 Unimos con un cable una de las láminas metálicas al generador
2 Unimos con otro cable la segunda lámina a la base del generador (toma a tierra)
3 Separamos las dos láminas unos 10 cm y colocamos en el centro la bolita metálica suspendida por un hilo. Inicialmente la bolita no toca las láminas metálicas.

Si encendemos el generador se carga de electricidad la lámina metálica unidad al generador.
Al cargarse de electricidad atrae la bolita metálica.
Cuando la bolita toca la lámina se carga de electricidad del mismo signo y se repele por lo que sale disparada hacia la otra lámina.
Al tocar la segunda lámina cede todas sus cargas eléctricas y regresa a la primera lámina para volver a cargarse de electricidad. El proceso se repite a gran velocidad.

Si desconectamos el cable que une la segunda lámina metálica con la toma a tierra se produce una acumulación de carga en la segunda lámina y la bolita termina parándose.

Si volvemos a unir la segunda lámina con la toma a tierra, la segunda lámina se descarga y la bolita se pone en movimiento.

17 Descomposición del agua oxigenada con catalizador

2008-08-03T10:25:00.000-07:00

Un catalizador es una sustancia que, incluso en cantidades muy pequeñas, modifica enormemente la velocidad de una reacción química, sin que ella misma sufra un cambio químico permanente en el proceso.

Como un ejemplo consideremos la descomposición del peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) en agua y oxígeno. En ausencia de catalizador esta reacción se realiza muy lentamente. Muchas diferentes sustancias son capaces de catalizar la reacción, entre ellas el dióxido de manganeso.

Ponemos unos mililitros de la disolución de agua oxigenada en el interior de un recipiente y añadimos con una espátula una punta de dióxido de manganeso. La adición de dióxido de manganeso causa la descomposición del agua oxigenada para dar agua y burbujas de oxígeno.
Podemos reconocer el oxígeno introduciendo una astilla incandescente en el recipiente y comprobando que se aviva la llama.

Los catalizadores proporcionan un camino alternativo para la reacción química, alterando la velocidad de la misma, pero no se consumen. Al final de la reacción se observa que el dióxido de manganeso permanece en el fondo del recipiente.

16 Estudio de los metales: el sodio

2008-06-30T01:34:00.000-07:00

Veamos algunas propiedades del sodio:

- Conductor del calor y de la electricidad
- Es tan blando que se puede cortar con un cuchillo.
- Su superficie, si ha sido cortada recientemente, tiene un intenso brillo metálico.
- Es muy reactivo. Reacciona rápidamente con el oxígeno y debe almacenarse fuera del contacto con la atmósfera (por ejemplo en un recipiente sumergido en queroseno)

Para ver que es un buen conductor de la electricidad construimos un pequeño circuito con unos cables, una pila de petaca y una bombilla.

Reacciona con el agua produciendo hidróxido de sodio y liberando hidrógeno. Si se calienta reacciona más violentamente. El calor liberado en la reacción funde el sodio que forma una bolita metálica brillante que flota sobre el agua.

15 Estabilidad de los cuerpos apoyados

2008-06-03T08:07:00.000-07:00

Para estudiar la estabilidad de los cuerpos apoyados utilizamos un objeto deformable que tiene una plomada suspendida del centro de gravedad (el centro geométrico del objeto).

Para realizar nuestro experimento, primero colocamos nuestro objeto en una superficie horizontal y lo inclinamos (sin deformarlo) y luego lo dejamos apoyado en la superficie horizontal y lo deformamos (sin inclinarlo). En los dos casos vemos que no vuelca en tanto la vertical trazada por el centro de gravedad corte a la base de sustentación. La plomada nos indica la dirección de la vertical trazada por el centro de gravedad.

Un caso muy conocido de cuerpo inclinado que no cae es la Torre Inclinada de Pisa. Fue construida para que permaneciera en posición vertical pero comenzó a inclinarse tan pronto como se inició su construcción en agosto de 1173. La altura de la torre es de 56 metros y la inclinación de unos 4°.
El gobierno de Italia solicitó ayuda en 1964 para prevenir su derrumbe. Después de una década de esfuerzos de reconstrucción y estabilización, la torre fue reabierta al público en el año 2001 y ha sido declarada estable para al menos otros 300 años.

14 Tipos de equilibrio

2008-06-02T10:45:00.000-07:00

Para realizar nuestro experimento suspendemos una regla metálica (provista de orificios) por medio de una varilla-nuez, bien por el orificio del extremo, bien por el orifico central.

Se tiene así tres posibilidades según la posición relativa del centro de gravedad de la regla (el centro geométrico) y del punto de suspensión.

- El cuerpo se coloca de modo que ambos puntos estén situados en la misma vertical, con el centro de gravedad por debajo del punto de suspensión. Si se separa la regla metálica de esta posición la recupera al ser dejada en libertad. Se trata de un equilibrio estable.
- El cuerpo se coloca de modo que ambos puntos estén situados en la misma vertical, con el centro de gravedad por encima del punto de suspensión. Si se separa la regla de esta posición no la recupera. Se trata de un equilibrio inestable.
- El cuerpo se suspende por el orificio central (el centro de gravedad). El cuerpo permanece en cualquier posición. Se trata de un equilibrio indiferente

13 Alternador y dinamo

2008-05-31T11:36:00.000-07:00

Las experiencias de Faraday (ver experimentos 1 y 2) desembocaron en la construcción de generadores eléctricos basados en la inducción. Estos aparatos convierten la energía mecánica en energía eléctrica.

Nuestro generador de corriente está compuesto de dos asientos con bornes de conexión, de dos piezas polares y un inducido de doble T (de hierro) en cuyas mitades se han devanado sendas bobinas. Sobre el eje de giro están colocados además dos discos de material aislante; en uno de ellos se encuentran dos medios anillos colectores de latón (inversor); en el otro dos anillos colectores. Para producir un campo magnético entre las dos piezas polares colocamos un imán sobre el soporte.

Dinamo
Colocamos el imán en el soporte y conectamos el galvanómetro a los dos medios anillos. Giramos el rotor y vemos que la aguja del galvanómetro experimenta una desviación en el mismo sentido.

Alternador
Colocamos el imán en el soporte y conectamos los dos anillos colectores del generador al galvanómetro. Giramos el rotor y observamos que para cada vuelta completa del rotor tienen lugar dos desviaciones de la aguja del galvanómetro de igual magnitud y de sentido contrario.

Conclusión: si se varía el flujo magnético que actúa sobre una bobina, haciendo gira ésta periódicamente en el seno de un campo magnético creado por un imán, se induce en la bobina una corriente alterna.

Si conectamos los cables de conexión a los dos anillos colectores el generador de corriente se transforma en un alternador que proporciona corriente alterna.

Si conectamos los cables de conexión a los dos medios anillos, el generador de corriente se transforma en una dinamo. La corriente en la bobina sigue siendo alterna, pero la corriente que sale por los bornes de conexión se rectifica (cambia de sentido), y se transforma en una corriente continua de intensidad variable (pulsante).

Por último, aquí tienes una animación de un generador de corriente.

12 Ondas sonoras

2008-05-31T10:15:00.000-07:00

Al golpear un diapasón vibra perturbando el aire que le rodea. Cuando las ramas del diapasón se separan comprimen el aire en contacto con ellas, creando una región de alta presión llamada compresión. Cuando las ramas se aproximan, se crea en el aire que las rodea una zona de baja presión denominada dilatación. Las partículas de aire que rodean el diapasón pasan por sucesivas compresiones y dilataciones. Dichas vibraciones se transmiten a las siguientes partículas de aire, propagando la perturbación en todas direcciones. De esta forma, propagando compresiones y dilataciones, se generan las ondas sonoras.

Mediante un diapasón de 1000 Hz se hace vibrar aire en un tubo de vidrio y se genera una onda estacionaria. Estas oscilaciones se hacen visibles en el interior del tubo con polvo de corcho.
En ciertas zonas que mantienen entre sí la misma distancia, el aire no vibra y el serrín de corcho permanece estacionario; estos puntos se llaman nodos de la onda. En otros puntos se produce la máxima vibración de las partículas en el interior del tubo; estos puntos se llaman vientres.

Podemos ver en el vídeo dos vientres (uno en el extremo del tubo) donde el serrín vibra claramente, y un nodo entre los dos vientres, donde el serrín permanece en reposo sin vibrar.

11 Ondas en un muelle

2008-05-31T07:40:00.000-07:00

Cuando dejamos caer una piedra en la superficie de un estanque, observamos una serie de círculos concéntricos que se extienden por la superficie del agua a partir del punto de impacto. Se ha producido una perturbación que se extiende por la superficie del agua en forma de ondas circulares. Si dejamos un tapón de corcho sobre la superficie del agua se aprecia que, al llegar la onda al tapón de corcho, se eleva y desciende, pero no se desplaza con la onda. A este tipo de transmisión de energía sin que haya transporte de materia se le denomina movimiento ondulatorio y a la perturbación transmitida, onda.

A las ondas que necesitan un medio material para propagarse se les llama ondas mecánicas. Además de las indicadas antes, son ondas mecánicas las ondas sonoras. Existen otras ondas, como por ejemplo la luz, que no necesitan un medio para propagarse. Se les llama ondas electromagnéticas.

Si nos fijamos en la dirección de vibración de las partículas y en la dirección de propagación de la onda, se puede decir que las ondas son longitudinales si coinciden las direcciones y transversales si las direcciones son perpendiculares entre sí.

Para producir una onda en un muelle se estira apoyándolo en una mesa. Al someter un extremo del muelle a una vibración perpendicular a su dirección, todas sus espiras comienzan a vibrar, originándose una onda transversal (realmente un pulso) que se propaga a lo largo del muelle con una velocidad que depende de las características del medio, hasta llegar al otro extremo fijo, donde se produce la reflexión de la onda. Se puede apreciar la inversión del pulso tras la reflexión. También se puede observar la pérdida de energía por el rozamiento del muelle con la mesa.
Para producir una onda longitudinal se procede a juntar algunas espiras del muelle en uno de los extremos. Al soltar las espiras se produce la onda longitudinal, esta se transmite en forma de compresiones y alargamientos del muelle, observándose igualmente la reflexión en el extremo opuesto y la pérdida de energía por el rozamiento con la mesa.

10 Electroimán

2008-05-27T08:17:00.000-07:00

Colocamos dos bobinas encajadas en el núcleo de hierro en forma de U. Conectamos las bobinas en serie y cerramos el circuito con una pila.

Si acercamos a los extremos del núcleo en forma de U el otro núcleo de hierro , veremos que éste es fuertemente atraído y que queda pegado al núcleo en U. Si quitamos la corriente, el núcleo se despega. Por tanto nos percatamos de la existencia de unas fuerzas de atracción magnéticas, situadas en los extremos de los brazos del núcleo de hierro en forma de U cuando circula una corriente eléctrica, y que desaparece al cesar éste.

Se entiende por electroimán un sistema constituido por una bobina y un núcleo de hierro, colocados de forma que, al pasar la corriente eléctrica por la bobina, se origina un intenso campo magnético entre sus polos.

9 Péndulo interrumpido

2008-05-23T08:13:00.000-07:00

Para realizar nuestro experimento separamos nuestro péndulo de su posición de equilibrio y lo dejamos oscilar. Vemos que la amplitud de la semioscilación al otro lado de la posición de equilibrio es aproximadamente igual al desplazamiento inicial y que la bola llega hasta casi la misma altura de partida.
Si introducimos una varilla en el camino que recorre el hilo y desplazamos la bolita de su posición de equilibrio vemos que el péndulo queda interceptado y que la amplitud de la semioscilación es mucho menor. Sin embargo, la bolita recupera la misma altura de partida.

Al separar la bolita de su posición de equilibrio y dejarla en libertad, vemos que se mueve hacia su posición de equilibrio, transformando la energía potencial inicial en energía cinética (pierde altura y gana velocidad). Al llegar a la posición de equilibrio, el punto más bajo, toda su energía potencial se transformó en energía cinética. Luego la bolita se desplaza hacia la derecha de la posición de equilibrio, perdiendo energía cinética y ganando energía potencial (pierde velocidad y gana altura) Por conservación de la energía mecánica, la energía potencial final a la derecha de la posición de equilibrio es igual a la energía potencial inicial, y la bolita llega casi hasta la misma altura de partida.
Colocar una varilla modifica la trayectoria de la bolita pero no afecta a la conservación de la energía del péndulo.