Experimentos Caseros

Centro de Gravedad y Equilibrio de un Cuerpo

Hace tiempo vimos ya un par de experimentos caseros sobre centro de gravedad, como éste o éste. Hoy realizaremos otra experiencia sobre esta temática, pero, a mi parecer, es mas sorprendente aún que los anteriores. Se trata de un pequeño cuerpo que mantiene el equilibrio de una manera “inesperada para muchos”.

Materiales:
* 1 Corcho
* 2 Alfileres
* Algunos libros
* 1 Regla
* 2 Agujas de tejer

Procedimiento:
Como verás en el video, llevar a cabo este experimento es realmente muy sencillo. Utilizaremos el corcho como soporte de los demás elementos, así que toma los alfileres y las agujas de tejer y clava todo como se ve en la imagen de arriba. Los libros debes apilarlos y entre el penúltimo y el último colocas la regla (quedará como un trampolín de pileta). Para terminar, solo pon el cuerpo sobre la regla y observa cómo por mas que lo empujes hacia un lado y otro, el mismo sigue siempre “de pie”.

¿Cómo funciona?
Todo aquí se reduce a la posición del centro de gravedad del cuerpo formado por el corcho, los alfileres y las agujas de tejer. Al ser éste cuerpo simétrico respecto a un eje vertical que pasa por el centro del corcho, el centro de gravedad se encuentra sobre dicho eje. Si empujamos el cuerpo hacia adelante o hacia uno de los lados, el centro de gravedad se moverá en la dirección opuesta, y la fuerza de gravedad se encargará de generar un momento y girarlo, permitiendo que el mismo vuelva a su posición de estabilidad inicial.

Quizás no sea sencillo de entender a simple vista, de modo que te sugiero que leas los otros experimentos sobre centro de gravedad que recomiendo en el inicio de este artículo.

Motor Electrostático Casero

Hoy veremos uno de esos experimentos caseros que andan escondidos, no se conocen demasiado como otros, pero tienen igualmente la magia de la ciencia a “flor de piel”. Se trata de un curioso y sencillo motor electrostático (que funciona gracias a electricidad estática). Veamos que necesitamos para fabricarlo.

Materiales:
* Top de Yogur (ver siguiente párrafo)
* Alfiler
* Clavo
* Martillo
* Trozo de madera pequeño
* Papel aluminio
* Pegamento
* Tijeras
* 2 Clips o sujetadores
* Cinta adhesiva
* 1 Globo

Los Tops de yogures son esos pequeños recipientes de plástico que traen dentro cereales, para luego mezclar justamente con el Yogur. Obviamente que si tienes un recipiente similar, puedes utilizarlo sin problemas.

Procedimiento:
Con la ayuda del martillo, “clava el clavo” en el trozo de madera. Ese será justamente el apoyo sobre el cual girará nuestro motor electrostático. Corta una larga tira de papel aluminio, de aproximadamente 1 cm de ancho. De allí deber ir cortando trozos mas pequeños, de una longitud de 3 a 4 cm, y los pegas en la parte lateral del Top.

Con mucho cuidado, clava el alfiler en el centro del Top, por la parte superior. A los clips o sujetadores deber “abrirlos”, es decir, quitarle la forma que traen. Puedes ayudarte con una pequeña pinza si lo deseas. Presta atención al video, pues deben quedar con esas formas (aproximadamente) para que tu motor electrostático funcione. Por último, debes colocar el Top de modo que la punta del alfiler quede sobre la cabeza del clavo, y pegas los sujetadores o clips sobre la madera. Asegúrate que las puntas cercanas a las tiras de aluminio, estén lo mas próximas a éstas.

Uno de los sujetadores debe estar conectado a tierra, aunque conectarlo a un trozo grande de papel aluminio (como se muestra en el video) también servirá. Al otro sujetador debes acercarle un objeto cargado con electricidad estática. En el video utilizan un caño plástico frotado con un paño, pero nosotros elegimos un globo porque es mas sencillo de conseguir y más económico. Para cargarlo, solamente frótalo contra tu cabello o contra una prenda de lana.

Al acercar el globo al sujetador, verás como tu motor comienza a girar gracias a la electricidad estática. El siguiente video muestra paso a paso cómo fabricarlo y como se verá en funcionamiento.

¿Cómo funciona?
Seguramente recordarán las fantásticas Campanas de Franklin. Pues bien, este motor electrostático posee el mismo principio de funcionamiento.

Lo que sucede aquí es que la lámina de la izquierda se carga con electricidad estática, gracias al “Efecto Puntas”, también descubierto por Benjamin Franklin (como las campanas). Gracias a este efecto, los electrones del globo escapan hacia el sujetador, y de este último hacia las lámina de papel aluminio. Pero ahora la lámina de la izquierda esta cargada y se repele con el sujetador (que tiene la misma carga), mientas que es atraído por el otro sujetador que no posee carga alguna. Esa fuerza termina generando lo que en mecánica clásica se conoce como “momento”, y es lo que hace girar al motor electrostático.

Este “famoso” efecto puntas, es el que explica porque los pararrayos se componen principalmente de una o varias puntas muy agudas, justamente para que la electricidad estática (rayos) se descargue sobre ellos, y no sobre las construcciones y árboles de gran altura.

Dedicaré este último párrafo a explicar un poco mejor el efecto puntas. Cuando un conductor eléctrico se carga con electricidad estática, toda esa carga se ubica en la superficie exterior del mismo (a diferencia de una corriente eléctrica que circula por todo el conductor). Como en una punta converge la superficie, la densidad de carga eléctrica se torna tan elevada que los electrones son capaces de “salir o entrar” de ella con facilidad. Entendiendo ésto, cuanto más aguda sea la punta, mejor funcionará este motor. El flujo de electrones que sale de una punta cargada suele ser llamada “viento eléctrico”, ya que es capaz de ser detectado, por ejemplo, colocando la llama de una vela cerca de la punta.