La màgia de la llum

Publicat el 9 abril 2015 per mariososa

Institut de Celrà
Primer de Batxillerat

Càmera fosca gegant

Animats perquè vam veure que l’Institut Maria Rúbies de Lleida va construir una càmera fosca gegant, nosaltres també hem volgut fer-ho.

Material:

Caixes de cartró d’embalar dimensions finals: uns 2 x 1,16 x 1,16 m
Lents
Cinta d’embalar
Cartolina blanca per fer de pantalla.

Conceptes que es volen explicar:

La trajectòria de la llum és rectilínia.

Funcionament:

(El que ens ha costat més és fer que no entri gens de llum, perquè hem partit de retalls de Celrà1 caixes i hi havia molts punts a revisar).
Un cop aconseguit que sigui completament fosca, es col·loca de manera que tingui una vista exterior d’un edifici, un arbre.. La càmera disposa d’una pantalla fixa en el fons de paper blanc i una altra de mòbil per a poder enfocar les imatges, si cal.
A l’entrada de la llum es pot escollir: no posar cap lent i deixar un petit orifici o bé posar-ne una d’1m o bé una de 0,5m de focal.

Resultats:
S’observa la imatge invertida.

Drac de Gardner

El drac de Gardned o drac Thinky. El va dissenyar Jerry Andrus (Jerry’s Paradox Box), un mag i il•lusionista, amb l’ajuda de Bill Ritchie, de l’empresa ThinkFun, per a la conferència matemàtica Gathering for Gardner de l’any 1998.

Material:

Cartolines
Tisores
Colors i retoladors
Cola

Nosaltres vam projectar el retallable sobre una paret i vam resseguir el model sobre cartolines. El retallable el trobareu a: http://www.thinkfun.com/sites/default/files/images/product_library/thinky/bbc/Dragon-Illusion-BBC.pdf

Concepte que es vol explicar:

Il·lusió de la cara buida: amb un sol ull el nostre cervell pressuposa que el que observem ha de ser una cara, malgrat les Celrà2 pistes falses que ens dóna el drac, perquè el seu cap és còncau.

Funcionament:

Tapant-nos un ull ens hem de moure davant del drac. En el moment que veiem la punta del nas més endavant que la resta es produirà un efecte brutal, ens seguirà, tant si aixequem la vista com si la baixem, ell mourà el cap per no perdre’ns la mirada…
Si us costa fer-ho amb un sol ull, podeu utilitzar una càmera, la del mòbil per exemple, per veure aquest efecte.

Il·lusions òptiques en moviment

Material:

tisores o cúter
cartolines blanques,
també es pot fer la part de barres amb un plàstic transparent, llavors no haurem de tallar-lo.

plantilles, nosaltres hem fet servir les de:
http://www.echna.ne.jp/~magic/shikaiderman/animatedillusion.pdf

Concepte que es vol explicar:

Il•lusió òptica, igual que en el cinema la persistència de la imatge a la retina, dóna la sensació de moviment aparent.

Resultats:

Veureu com la imatge amb molt poc moviment de la cartolina es desplaça molt ràpidament de dreta a esquerra en el nostre cas. Podeu trobar molts exemples a internet.

Anamorfisme

Material:

cub de Rubick o l’objecte que ens interessi
paper blanc
càmera i trípode
ordinador per deformar la imatge i imprimir-la.

Concepte que es vol explicar:

Segons la perspectiva es pot observar una deformació d’una imatge (produïda mitjançant un procediment òptic o bé matemàtic) com si fos l’objecte en 3D, altre cop mirant amb un sol ull o el que és el mateix a través d’una càmera (visió monocular).

Mirascope

Utilitzarem aquest petit muntatge compost de dos miralls còncaus que ens permet veure la imatge real d’un objecte.

Material:

Mirascope
Un petit objecte per observar-ne la imatge.

Concepte que es vol explicar:

fenomen de la reflexió
miralls còncaus
imatge real

Funcionament:

Un mirall reflecteix la llum que li arriba. Amb un mirall podem aconseguir imatges virtuals o reals, segons el tipus de mirall i segons la distància on es troba l’objecte. Les virtuals queden “darrera” el mirall, en aquest cas al composar i posar un mirall còncau enfront a l’altre amb un forat al mig del mirall superior, aconseguim una imatge real. Sembla talment com si la poguéssim tocar!

La fletxa que canvia de sentit

Per explicar la refracció ens servirà aquest experiment tant simple.

Material:

got de vidre cilíndric
aigua en una gerra
paper amb dues fletxes impreses
suport per mantenir les fletxes en posició vertical

Concepte que es vol explicar:

la refracció de la llum
les lents convergents

Funcionament:

Col•loquem el paper amb les dues fletxes darrera el got i omplim d’aigua el got fins a “tapar” la fletxa de baix. La llum en entrar a l’aigua canvia de direcció, perquè hi ha un canvi de medi, l’aigua ha actuat com una lent convergent.

Resultats:

Veurem que mirant a través del got la fletxa canvia de sentit.

Juguem amb la ciència

Publicat el 9 abril 2015 per mariososa

Institut Font del Ferro
Primer de batxillerat científic i tecnològic

Taller que explica fonaments físics i químics mitjançant joguines tradicionals. Fem servir joguines comercials i estris comercials que no són joguines infantils però que tots coneixem, com el pèndol de Newton i el termòmetre de Galileu.
I fent servir també, joguines que hem construït al taller de tecnologia o al laboratori de física i química.
I explicarem la conservació de la quantitat de moviment, la densitat, el centre de masses, els camps magnètics, l’electricitat, la llum i els miralls, les ones, el moviment, les reaccions químiques, etc …..

Joguines comercials

Levitron
Pèndul de Newton
Prisma de Newton
Columna de Galieu
Ferrofluids
Imants cantaires
Plastilina màgica
Giroscopi
Reproductor hologràfic
Làmpada de plasma
Spinsational animator
Cotxe elèctric ( electròlisi per energia solar)
Equilibristes
Carraca

Joguines fabricades

Joguines amb globus
Connecta
Joguines amb imants
Submarí
Coets
Calidoscopi
Motor elèctric amb piles i imants

Quina pressió!

Publicat el 8 abril 2015 per mariososa

Institut Nou de Sant Gregori
Alumnes de Primer d’ESO

Un ou dins una ampolla

Material: Ou dur, ampolla de boca mitjana (tipus suc de fruita), llumins de fusta
Com ho farem:
1.Pelar l’ou dur
2.Llençar tres o quatre llumins encesos dins l’ampolla
3.Col·locar l’ou sobre la boca de l’ampolla
Què observem:
La combustió dins l’ampolla provoca un descens de la pressió a l’interior. Per això, la pressió atmosfèrica empeny l’ou cap a dins.

L’aigua que no cau

Material: Got, aigua, plàstic rígid
Com ho farem:
1.Posar aigua dins del got
2.Tapar-lo amb el plàstic
3.Capgirar el got de manera brusca
Què observem:
El plàstic es manté fixat al got perquè la pressió de l’aire cap amunt és menor que la que fa l’aigua de l’interior del got cap avall.

La pressió aixafa la llauna

Material: Llauna de refresc, fogonet, pinces, aigua, cristal.litzador
Com ho farem:
1.Posar una mica d’aigua dins la llauna
2.Posar aigua freda dins el cristal•litzador
3.Escalfar l’aigua de la llauna fins que bulli
4.Introduir la llauna dins l’aigua freda capgirada
Què observem:
En fer bullir l’aigua dins la llauna, el vapor desplaça l’aire de dins. Quan introduïm la llauna dins l’aigua freda, el vapor d’aigua es condensa i per tant dins la llauna es produeix un descens de la pressió. L’aigua del cristal•litzador impedeix que entri aire de fora dins al llauna. Per tant la pressió prem la llauna per fora i no troba oposició a dins, per això la llauna s’aixafa.

L’aigua puja sola

Material: Cristal·litzador, got, aigua, espelma, encenedor
Com ho farem:
1.Posar aigua al cristal.litzador
2.Posar una espelma que sobresurti de l’aigua
3.Cobrir l’espelma amb el got
Què observem:
La combustió fa reduir la pressió dins el got. La pressió atmosfèrica no té prou oposició i empeny l’aigua cap a dins del got, per això puja.

Juguem amb la pressió

Publicat el 26 març 2015 per mariososa

Institut Vilafant
Alumnes Tercer d’ESO

Un llit de xinxetes

Material
Globus, xinxetes
Com ho fem?
Posem al damunt d’una taula un gran nombre de xinxetes, molt properes i amb la punxa enlaire. Inflem el globus i empenyem sobre les xinxetes.Posem al damunt d’una taula una xinxeta, molt properes i amb la punxa enlaire. Inflem el globus i empenyem sobre les xinxetes.
Què observem?
En el primer cas la força es reparteix sobre la superfície de moltes xinxetes i el globus no es punxa. En el segon cas la força actua sobre la superfície d’una sola xinxeta, la pressió és molt elevada i es reventa.
Categories
força, pressió

Inflem un globus/llaminadura núvol sense bufar

Material
globus, llaminadura núvol bomba de buit
Com ho fem?
Inflem una mica un globus, el col•loquem dins d’una bomba de buit i comencem a treure aire. Podem fer el mateix experiment amb la llaminadura
Què observem?
Quan es treu aire disminueix la pressió de l’interior del recipient i es trenca l’equilibri entre la pressió interior del globus i la pressió exterior. Quan dismineuix la pressió a l’interior del recipient, per mantenir l’equilibri, com les parets del globus són flexibles, es dilata i augmenta el tamany.
Categories
pressió atmosfèrica,dilatació, Llei de Boyle-Mariotte

La pressió atmosfèrica que fa un líquid

Material
vas de precipitat, embut, paper film, tub de goma, tub de vidre(o goma) en forma de U, suport, aigua acolorida
Com ho fem?
Omplim el tub en forma de U unit al suport d’aigua acolorida. En un extrem hi connectem un tub de goma i a l’altre un petit embut tapat amb un globus o paper film.
Què observem?
Quan introduim l’embut dins del vas amb aigua, apareix un desnivell en l’aigua acolorida que hi ha en el tub en forma de U. Podem verificar que la pressió varia amb la profunditat.

Quina pressió fem quan caminem?

Material
cartró, tisores, balança, ordinador
Com ho fem?
Retallem un cartró de forma regular (quadrat o rectangular), medim la longitud dels costats, i calculem la superfície. Amb la balança mesurem la massa i posteriorment determinem la densitat superficial.
Retallem la silueta dels nostres peus amb una plantilla del mateix tipus de cartró i com coneixem la densitat superficial del cartró, podem calcular la superfície de contacte dels nostres peus amb el terra.
A partir de la nostra massa i amb un senzill full de càlcul, introduïm les dades de la nostra massa, massa del cartró amb la silueta del nostre peu, calculem per, superfície de contacte dels peus i pressió que exercim sobre el terra.
Què observem?
D’una manera senzilla calculem la pressió que exercim sobre el terra.
Categories
massa, pes, superfície, pressió

L’aigua que no cau del vas

Material
vas, paper, aigua
Com ho fem?
omplim el vas d’aigua, col•loquem un paper sobre el vas i l’invertim
Què observem?
l’aigua no cau atès que la força cap amunt de la pressió atmosfèrica sobre el paper és més gran que la força cap avall deguda al pes de l’aigua.

Juguem amb l’aigua

Publicat el 26 març 2015 per mariososa

Institut Vilafant
Alumnes Primer d’ESO

Il·lusió òptica amb l’aigua

Material
Got, aigua, paper blanc amb imatge de fletxes.
Com ho fem?
Fem observar als alumnes una imatge a través del got sense aigua. Afegim aigua i la imatge s’inverteix.
Què observem?
Al afegir aigua el got es converteix en una mena de lent convergent, com les lupes, que projecten la imatge invertida.
Categories
Hidrosfera, òptica.

Truc del pebre i el sabó

Material
Plat, aigua, pebre i sabó.
Com ho fem?
Posem aigua en un plat i molrem el pebre sobre l’aigua, a continuació els hi comentem als alumnes que tenim el poder d’apartar el pebre cap als marges del plat. Els alumnes no veuen que abans hem impregnat el nostre dit amb sabó.
Què observem?
El pebre sura sobre l’aigua per la tensió superficial d’aquesta. Al afegir-hi el sabó, la tensió superficial disminueix del centre fent fugir el pebre.
Categories
Hidrosfera, tensió superficial.

Aigua i oli

Material
2 gots “xupito”, aigua, oli i una targeta plastificada.
Com ho fem?
Posem oli en un got, i el deixem sobre la taula. A continuació omplim amb aigua l’altra got, el tapem amb la targeta plastificada i el girem i coloquem sobre el got d’oli, fent que coincideixin els marges. Poc a poc enretirem la targeta. L’oli pujarà i l’aigua baixarà.
Què observem?
Observem com la substància menys densa es desplaçada per la més densa.
Categories
Hidrosfera, densitat.

Globus que no es rebenta amb la flama

Material
Globus, aigua i encenedor.
Com ho fem?
Inflem un primer globus i l’escalfem amb l’encenedor. Aquest reventa. Omplim amb aigua un segon globus, l’inflem i el passem per la flama de l’encenedor.
Què observem?
El globus inflat explota perquè recull el calor a l’instant. El globus amb aigua resisteix més la calor i tarda més a explotar. Això es deu a que l’aigua necessita més energia per convertir-se en vapor.
Categories
Hidrosfera, capacitat calorífica de l’aigua.

Got que no es buida

Material
Got, aigua, tela mosquitera, goma de pollastre.
Com ho fem?
Lliguem la mosquitera al got amb la goma de pollastre. Posem aigua a través de la mosquitera fins a omplir el got. Agafem una superfície rígida i invertim el got. Retirem la superfície rígida i l’aigua no cau.
Què observem?
Al girar el got i retirar la superfície rígida, l’aigua no cau. La xarxa de la mosquietra impedeix que l’aigua per la propietat de la tensió superficial trenqui la seva superfície.
Categories
Hidrosfera, tensió superficial.

Desaparició d’una moneda

Material
Got, aigua i una moneda.
Com ho fem?
Coloquem una moneda sota un got de vidre, els alumnes s’han de disposar lateralment mirant la paret del got. Hi aboquem aigua i els alumnes que miren la paret del got lateralment veuen com la moneda desapareix.
Què observem?
Observem que en posar aigua en el got, la moneda desapareix per un fenomen de refracció.
Categories
Hidrosfera, Fenomen refracció.

Fabriquem un indicador àcid-base

Publicat el 26 març 2015 per mariososa

Tercer d’ESO
Institut Montsoriu
Arbúcies

Objectiu
Fabricar un indicador de pH a partir de l’extracte de col llombarda i mesurar el pH de diverses substàncies d’ús domèstic.

Què necessites?

Col llombarda
Alcohol
Aigua destil•lada
Morter i mà de morter
Paper de filtre
Tubs d’assaig
Indicador universal
Paper indicador universal
Dissolució HCI de 1 M fins a 10-6 M
Dissolucions de NaOH de 1 M fins a 10-6 M
Matrassos aforats de 100 mL
Substàncies domèstiques: vinagre, bicarbonat, taronja, cafè, coca-cola, gel de bany, KH7, lleixiu, netejador amoníac, sabó mans, llet, sal fumant, poma, tomàquet, desembussador bany, pasta de dents.

Procés
Alguns vegetals com la maduixa, la cirera, la pruna, la col llombarda, els pètals de rosa o les cebes vermelles entre d’altres tenen unes substàncies anomenades antocianines que són molt sensibles als valors de pH i varien de color, fet que permet fer-los servir com a indicadors de pH. Un dels més fàcils de preparar és l’indicador amb col llombarda. En aquesta experiència fabricarem l’indicador i a més utilitzarem dissolucions àcides i bàsiques de pH conegut per construir una escala de pH amb aquest indicador. L’escala ens permetrà mesurar amb l’indicador el grau d’acidesa dels productes domèstics.

Indicador_àcid-base

1. Preparació de l’indicador
Tallarem una mica de col llombarda a trossets petits dins d’un morter, hi posarem etanol i els xafarem amb la ma de morter. Colarem l’alcohol amb l’extracte. És l’indicador líquid que podem utilitzar per impregnar el paper de filtre per fabricar paper de pH.

2. Preparació de les dissolucions per fer l’escala de pH
Per la dissolució de pH = 0 preparem 100 mL de dissolució de HCl 1M. Per anar preparant les dissolucions de pH = 1, 2, 3, 4, 5 i 6 anirem diluint successivament cada dissolució 10 vegades. Per la dissolució de pH = 14 prepararem 100 mL de dissolució de NaOH 1M. Per anar preparant les dissolucions de pH = 13, 12, 11, 10, 9 i 8 anirem diluint successivament cada dissolució 10 vegades.

3. Preparació de l’escala de pH
Prepararem dos grups de 14 tubs d’assaig que omplirem amb 10 mL de cada dissolució preparada, procurant que estiguin ordenades de pH = 0 a pH = 14
En un grup de 14 tubs posarem unes gotes d’indicador de col llombarda a cada tub. En un altre grup de 14 i posarem unes gotes d’indicador universal. Observarem el color que prenen els indicadors per cada valor de pH.

4. Mesura del pH dels productes domèstics.
Utilitzarem el paper de pH de col llombarda per mesurar el pH de cada producte domèstic. Prendrem els colors dels tubs com a referència.

Polaritat dins d’una sal de calci

Publicat el 25 març 2015 per mariososa

Primer d’ESO
Institut Montsoriu
Arbúcies

Objectius

Entendre el concepte d’àcid i base a través dels sentits i saber-ne l’origen.
Entendre el concepte de polaritat com a oposats.
Entendre com un procés natural, com és el cicle del calci, ha estat transformat per l’home en diferents utilitats (fer parets amb morter de calc o síntesi d’àcids i bases)

Material

Col llombarda
Aigua
Llauna de Vichy
Calç Viva
Gaveta i paleta
Vasos de precipitats (100ml i 500ml)
Fogonet
Cassó
Colador

Procediment
Tallem en trossos petits mitja fulla de col llombarda i la fiquem a bullir en 100 ml d’aigua.
Fem l’extracció i colem la dissolució de manera que obtenim un líquid de color blau intens de col llombarda concentrat.
Per altra banda fiquem dues pedres de calç viva a la gaveta i hi aboquem aigua freda. Observem com primer la calç absorbeix l’aigua i allibera un gas. Anem afegint aigua fins que al fons de la gaveta s’hi forma un líquid blanquinós. És la llet de calç.
Agafem una mostra de llet de calç i la posem en un de precipitats de 100 ml. A un altre vas de precipitats hi posem la mateixa quantitat d’aigua de Vichy. Ara tirem gotes del concentrat de col a un vas i a l’altre. En el primer (llet de calç) apareix una coloració verda pròpia d’una base i en el segon (aigua de Vichy) apareix una coloració vermella pròpia d’un àcid.

Explicació
Les roques calcàrees s’han format a partir del cicle del calci. La humanitat ha après a transformar-les mitjançant el foc en calç viva. Aquesta té diferents usos, però el què volem veure és la seva polaritat àcid-base intrínseca en la propia roca i que es manifesta quan hi afegim aigua.
Aquesta polaritat es fa evident a través de la coloració observada amb l’indicador. També, si ens atrevim, podem tastar la llet de calç i el Vichy i notarem una altra vegada la polaritat. La llet adorm la llengua i en canvi el Vichy li fa pessigolles (el Vichy és el resultat de capturar amb aigua el gas que es desprèn de la calç viva i que es pot trobar de fet, de forma natural, en les aigüest termals de fonts de roca calcària). D’aquesta forma, doncs, fem evident a través dels sentits l’obtenció de l’àcid carbònic i l’hidròxid de calci.
Un altre exemple de polaritat que es desperta, emperò de forma diferent, és la de la sal marina que dóna lloc a l’àcid clorhídric i a la sosa càustica. En aquest cas l’energia que desferma la polaritat és l’electricitat a través d’un procés d’electròlisi.