El Radiómetro

En este video obtendremos energia cinetica (energia de movimiento) a partir de energia lumínica. El radiómetro es un objeto inventado por William Crookes en 1875 y consta de una esfera que contiene únicamente aire a una muy baja presión (1% del aire a nivel del mar), y cuatro aspas de colores alternativos blanco y negro. Por una cara blanco y por la otra negro. Al incidir sobre ellas un rayo de luz, las aspas comienzan a girar. Cuando se elimina la fuente de luz, dejan de hacerlo. ¿Porque sucede este fenómeno?



La explicación de porque sucede este fenómeno fue un debate científico de casi cien años. La primera opción fue la razón por la que se creó el radiometro. Crookes lo diseñó para observar si la luz podría crear presión o fuerza. Lo cierto es que el experimento salió en contra de lo esperado. Si la luz crease un presión sobre las aspas, se moverían en sentido contrario puesto que la luz negra absorbe todos los colores y en la blanca se reflejan todos. Así pues se crearía mayor momento de fuerza en el lado blanco que en el negro haciendo girar el aspa en sentido contrario. En 1901 Piotr Lebedev con una bomba de vacío muy superior a la utilizada por Crookes, demostró que las aspas no se movían si no había una cierta cantidad de gas dentro.
Se ha demostrado que la luz crea fuerza y crea momento, pero la fuerza no es tan elevada como para ser capaz de mover las aspas. (se calcula que sería de 30nN)

Otra explicación sería que los paneles blancos de las aspas no absorben la luz, mientras que los negros si. De esta manera las moléculas de gas mas cercanas a la zona de las aspas negras se excitan y chocan contra las aspas, no haciendolo las del lado de color blanco. Este efecto genera un movimiento de rotación en las aspas. Al aumentar la temperatura, aumenta la presión de un gas, segun la ley de Gay-Lussac.
No obstante hay problemas con esta teoría. Albert Eisntein (también intervino en la discusión)demostró que al aumentar la temperatura en esa zona su densidad disminuiría y con ello el numero de choques efectivos, y por tanto el gas con choques no sería capaz de mover las aspas.

La explicación mas aceptada fue la de Osborne Reynolds (físico irlandés especializado en la dinámica de fluidos (creador del famoso numero de Reynolds)y de la transpiración térmica. Según esta teoría en los vértices de las aspas se podría generar una corriente de moléculas de la zona caliente a la fria, haciendo mover las aspas.

Ninguna de las teorías han sido totalmente demostradas y se puede aceptar una mezcla entre estas dos últimas.

Mas información:

1- Knowledgerush.
2- Wikipedia
3- Universidad de Cantabria

Sergio

Pegar sin pegamento

En muchas ocasiones hemos observado el efecto ventosa. Nos parece algo cotidiano, y no le prestamos atención. Pero alguien se ha parado a pensar ¿por que ocurre?
Observa el siguiente video:



¿Porque queda enganchado a la pared el desatascador? ¿Que fuerzas lo sostienen? ¿Que pasaría si se realizara el experimento en la Luna?

Sergio

PD: Respuesta facilitada en el artículo Fuerza de rozamiento.

La lata equilibrista

Fíjate como queda en equilibrio la lata en este vídeo. ¿Como crees que ha sido posible? ¡¡¡No hay hilos, ni elementos externos!!!



Lo único que hemos hecho ha sido bajar el centro de gravedad de la lata. Añadiendo un poco de agua, o incluso mejor algo de arena, el centro de gravedad de la lata baja pudiéndose estabilizar en una posición poco habitual

Sergio

El clip mágico-Nitinol

Observa atentamente el video. ¿Cómo puede obtener el mago el clip en perfecto estado, tras haberlo estirado casi totalmente?



No es magia, ¡¡¡es química!!!

La elasticidad es la propiedad de los materiales a recuperar su forma inicial, una vez que las fuerzas han dejado de actuar sobre ellos. Estos tipos de materiales, que hemos podido ver en el video, se denominan materiales con memoria de forma o materiales SUPERELÁSTICOS, y son muy comunes en infinidad de trucos de magia.

De entre los más conocidos se encuentra el Nitinol. El Nitinol es una aleación de Níquel (Ni), Titanio (Ti), y en algunas ocasiones otros metales y no metales como Aluminio (Al) o Cinc (Zn). Aunque los científicos conocían algunas propiedades de este tipo de materiales desde 1932, las primeras aplicaciones prácticas no comenzaron a desarrollarse hasta 30 años más tarde. En los laboratorios de la marina de los EE.UU. William Beuhler descubrió una aleación de Ni-Ti que presentaba estas propiedades, en un programa de investigación encaminado a la obtención de una aleación con alta resistencia a la corrosión. La memoria de forma se manifiesta cuando, después de una deformación plástica, el material recupera su forma tras un calentamiento suave. En este caso el clip es capaz de volver a su forma inicial tras introducirlo en agua caliente.

A baja temperatura la aleación se encuentra en una fase fácilmente deformable de manera plástica (fase martensítica), pero al calentarse por encima de una temperatura, la aleación vuelve a su estructura básica rígida y no deformable (fase austenita). Por este efecto, el clip es fácilmente deformable a temperaturas bajas, pero difícilmente deformable a temperaturas elevadas.

El potencial de aplicaciones de este material es muy elevado. Ya se aplica en cirugia y se esta experimentando en carrocerias de coches, en motores, etc...aqui teneis un ejemplo:



Sergio