Caja
de burbujas planas
MATERIALES: una caja de CD, cinta
adhesiva o sellador tipo Fastix, un sorbete, detergente
PROCEDIMIENTO:
- Quitá el plástico
interior de la caja de CD.
- El objetivo es
obtener una caja transparente cuyo interior
puedas volcar cierta cantidad de fluido sin que
se derrame. Para ello sella los laterales de la
caja con cinta adhesiva transparente (de la que
se usa para embalar) o bien utiliza sellador
sintetico del tipo Fastix.
- Verás que la caja
presenta una ranura rectangular de
aproximadamente un centímetro de ancho. Por esa
ranura introduce un sorbete y empujalo haste que
toque el extremo opuesto de la caja.
- Colocá la caja en
posición vertical con el extremos del sorbete
hacia arriba. Vierte en el interior mas o menos
un centímetro de detergente. El extremo del
sorbete debe quedar cubierto por el detergente.
- Sopla por el otro
extremo del sorbete. Verás que se forman
burbujas en el interior de la caja. Como estas
burbujas estan obligadas a acumularse en un canal
angosto, decimos que nuestra caja genera burbujas
"planas". Ver figura de la derecha.
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Si soplas cuidadosamente, podrás
formar burbujas del tamaño que desees (dentro de ciertos
límites). Una cosa interesante es tratar de lograr solo burbujas
grandes (en la figura se observan muchas burbujas chicas en los
espacios entre burbujas grandes) y estudiar como son los ángulos
en las intersecciones. Otra cosa muy interesante es ver como
"evoluciona" con el tiempo el patrón de burbujas. Si
observas con cuidado, vas a ver que al principio las
"paredes" de las burbujas son bastante gruesas. Con el
paso del tiempo, se van afinando puesto que estan hechas de
detergente el cual fluye paulatinamente hacia el reservorio. De
vez en cuando alguna de estas paredes de fluido se hace tan
delgada que desaparece produciendo el colapso de dos o más
burbujas.
Esta explicación no te satisface, es inentendible o
crees que es erronea? Escribime
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El
truco de la gota y el sorbete
MATERIALES: aceite de cocina, un
sorbete transparente
PROCEDIMIENTO:
- Sumerge el sorbete unos dos
centímetros en la botella de aceite.
- Tapa con un dedo el orificio
superior, retira el sorbete y limpia los restos de aceite
que pudieron haber quedado en la parte exterior del
mismo. En el interior del sorbete habra quedado una gota
de aceite de aproximadamente dos centímetros de
longitud.
- Coloca el sorbete en posicion
horizontal, teniendo cuidado de que el aceite no se
derrame, como se indica en la Figura 1.
- Retira el dedo y
levanta ligeramente ese extremo del sorbete de
modo que la gota se desplace hacia el extremo
opuesto. Realiza esta operación de modo que el
desplazamiento sea lento y puedas ver lo que pasa
en el interior. (ver Figuras 2 y 3).
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A medida que la gota avanza su
longitud irá disminuyendo y eventualmente desaparecerá (tal
como se esquematiza en las Figuras 2 y 3). Este sorprendente
resultado se produce por un fenómeno de gran importancia en
diversas areas de la industria y la tecnología. Conforme la gota
avanza va dejando tras de sí una delgada capa de fluido sobre la
pared interior del sorbete. Esta capa suele ser tan delgada que
no se observa a simple vista pero es la que contiene el fluido
que va "desapareciendo" de la gota. Para comprobar que
el aceite no desaparece realmente prueba de poner un dedo sobre
uno de los orificios y coloca el sorbete verticalmente. Verás
que lentamente se va reconstruyendo la columna de aceite, hasta
alcanzar la longitud que tenia originalmente. Lo que sucede es
que el fluido que estaba distribuido homogeneamente alrededor del
sorbete formando la capa se desplaza por gravedad y se junta en
el extremo inferior.
| El espesor
de la capa depende de varios factores. Uno de ellos es la
velocidad a la que la gota se desplaza. Prueba de
realizar el experimento inclinando el sorbete un poco
más que en la primer experiencia y comprobaras que la
gota desaparece antes, es decir, la longitud de la capa
es menor pero como la cantidad de fluido que contiene es
la misma, necesariamente el espesor habrá aumentado. Por
lo tanto cuanto mayor es la velocidad de dezplazamiento
mayor será el espesor de la capa. Por qué decimos que este fenómeno
es importante para la industria? Trata de imaginar por
ejemplo como le colocan el recubrimiento plástico a un
cable conductor. Un esquema muy básico del procedimiento
consiste en lo siguiente: se sumerge el conductor
"pelado" en plástico líquido. Luego se extrae
el conductor tirando de el con cierta velocidad. Parte
del plástico queda adherido al conductor formando una
capa que se solidifica a medida que se enfria. El espesor
de la capa depende de la velocidad con la que se extrae
el conductor. Muy parecido al truco de la gota y el
sorbete pero al revés, no?
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El espesor de la capa
Supongamos que en un
sorbete de radio R hay una gota de liquido de d
centímetros de longitud. Inclinamos el sorbete y la gota
desaparece luego de haber recorrido L
centimetros. Cual será el espesor de la capa que queda
en el sorbete?
Inicialmente la gota esta
confinada en un cilindro de volumen:
Vc
= p.R2.d
Al final, el liquido queda
distribuido en la capa de espesor e que
tiene un volumen anular dado por:
Va
= p.(R-e)2.L
Por conservación de la
masa los volumenes inicial y final deben ser los mismos.
Igualando ambas expresiones nos queda una fórmula de la
que podemos despejar e:
e
= R. [1-(1-d /
L)1/2
]
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