Color i temperatura

Institut Montilivi
Cicle mitjà, cicle superior i ESO

Material

  • Termòmetre infraroig i luxòmetre

Com ho fem?Temperatura

Recobrint un globus inflats situarem jerseis de diferents colors.
En primer lloc comprovarem la quantitat de llum que reflexa cada jersei i posteriorment mesurarem la temperatura de l’aire a l’interior del globus.

Què observem?

Que la quantitat de llum reflectida influeix en la temperatura de l’aire a l’interior del globus.

La màgia de la llum

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 Celrà1caixes 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 Celrà2pistes 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.Celrà3

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:Celrà4

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:Celrà5

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.Celrà6

Resultats:

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

Juguem amb la ciència

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

  • LevitronJuguem_amb_la_ciència2
  • Pèndul de Newton
  • Prisma de Newton
  • Columna de Galieu
  • Ferrofluids
  • Imants cantaires
  • Plastilina màgica
  • Giroscopi
  • Reproductor hologràficJuguem_amb_la_ciència1
  • Làmpada de plasma
  • Spinsational animator
  • Cotxe elèctric ( electròlisi per energia solar)
  • Equilibristes
  • Carraca

Joguines fabricades

  • Joguines amb globus
  • Connecta
  • Joguines amb imants
  • SubmaríJuguem_amb_la_ciència3
  • Coets
  • Calidoscopi
  • Motor elèctric amb piles i imants

Quina pressió!

Institut Nou de Sant Gregori
Alumnes de Primer d’ESO

Un ou dins una ampollaQuina_pressió1

  • 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 rígidquina_pressió2
  • 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: quina_pressió3
    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:Quina_pressió4
    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.

Generant electricitat

Construint una pila amb mètodes casolans

pilapatata

Has intentat mai construir una pila a partir d’un conjunt de llimones o de patates? Ara en tindràs l’ocasió.

Generant corrent amb plaques fotovoltaiques

Podràs veure com es genera corrent a partir d’algunes plaques solars

Generant corrent amb un alternador senzill

És suficient de fer girar una bobina de fil de coure dins d’un camp magnètic per generar corrent!

Generant corrent amb un aerogenerador construït amb material reciclat

Es tracta d’observar un generador funcionant amb energia eòlica que va ser construït per un nostre alumne, al curs d’un treball de recerca, a partir de material reciclat.

Juguem amb la pressió atmosfèrica

Les següents experiències són demostratives de l’existència de la pressió atmosfèrica:

La llauna de refresc

Posem a escalfar dos dits d’aigua dins d’una llauna de refresc. Deixem bullir força estona, fins que el vapor d’aigua hagi substituït completament l’aire de dins de la llauna. Molt ràpidament, amb l’ajut d’unes pinces metàl.liques, agafem la llauna i la volquem dins d’un recipient ple d’aigua freda. Què passarà?

Màgia amb un tub de vidre llarg

Omplim un tub d’uns 70cm de llarg amb aigua, i el tapem amb el polze, de manera que no hi entri cap bombolla d’aire. El capgirem dins d’un recipient ple d’aigua, procurant que continui sense entrar-hi cap bombolla d’aire. Molt ràpidament, l’enlairem. Què creus que passarà?

Un got ple que no vessa

Omplim un vas de got_pleplàstic d’aigua, i el tapem amb un full de plàstic gruixut i rígid, procurant que no hi entri cap bombolla d’aire. El capgirem. Què creus que passarà?

 

La campana de Van Der Graff

Material

  • Generador de Van Der Graff
  • Plomall de paper de ceba.

Com ho fem?

Posem en funcionament l’aparell i esperem uns cinc minuts a fi que es vagi carregant.
Col·loquem el plomall de paper damunt la campana i observem. Podem acostar la mà, el dit i els cabells.

Què observem?

Observem l’electricitat estàtica com es manifesta visualment i en contacte amb el cos.

2015-03-27_generador_Vandergraff

Coeficients de fricció en diferents superfícies

Objectius

  • Entendre la diferència entre el coeficient de fricció estàtic i el dinàmic.
  • Relacionar la força límit d’inici de moviment o de manteniment del moviment, amb la força de fricció estàtica i dinàmica segons cada cas.
  • Mesurar el coeficient de fricció a partir de la relació matemàtica entre la força de fricció i el pes (normal en superfícies horitzontals).
  • Veure com canvia el coeficient de fricció segons les caracterísitiques de la superfície de contacte.
  • Observar si l’amplada de la superfície de contacte afecta a la força de fricció.

Material

  • Totxos de diferents masses (entre 1,5 Kg i 4 Kg)
  • Dinamòmetres de 15 N i 25 N
  • Superfícies amb tres rugositats diferents
  • Muntatge com el de la figura

Coneixements previs

El coeficient de fricció és una constant de proporcionalitat entre la força de fricció dinàmica o estàtica i la normal. En definitiva, és una expressió de l’oposició al moviment que ofereixen les diferents superfícies físiques als cossos que hi entren en contacte. Al ser un coeficient no té dimensions i es representa amb la lletra grega “mu”, μ.
Parlem de dos tipus de coeficients de fricció: un coeficient de fricció dinàmic (oposició al moviment ja iniciat) i un d’estàtic (oposició a l’inici del moviment); amb valor inferior sempre del dinàmic a l’estàtic (μdin < μest). Costa més iniciar el moviment que mantenir-lo.
La força de fricció o fregament entre superfícies és la causa, per exemple, que puguem caminar o que una roda al girar es mogui.
Ff = μ N

Procediment

Per a una superfície rugosa: Preparem el material i pesem els diferents totxos amb un dinamòmetre (en sabrem la massa) i així ja tenim calculada la normal. Anotem les dades en una taula de dades.

Posem un dels totxos, el de menys massa, a la superfície i mesurem la força que necessitem per començar a moure-ho utilitzant el dinamòmetre de 25 N. Repetim la mesura.

Mesurem la força d’inici de moviment (Ff estàtica) afegint un segon totxo de diferent massa. Repetim la mesura. I així successivament fins a tenir 3-4 valors per a diferents masses.
Anotem a la taula de dades la força mesurada en relació a la massa (Normal) dels diferents totxos.
Farem la mateixa experiència però un cop iniciat el moviment.

2015-03-26_taula_de_dades

Explicació pel professor

Mitjançant les dades experimentals mesurades amb el dinamòmetre a la superfície de lliscament, Força d’inici de moviment (F. fricció estàtica) i el pes (normal) fem una representació gràfica en la qual, s’observa una relació directament proporcional de les dues variables tal i com ens diu la fórmula de Ff. Calculem la constant i ja tenim el coeficient de fricció estàtic.
Farem el mateix amb la mesura de la força necessària per mantenir el moviment sobre la superfície en concret. Representem aquesta força (F. Fricció dinàmica) respecte el pes (normal) amb els mateixos totxos utilitzats anteriorment, i n’obtenim altre cop la constant de proporcionalitat, coeficient de fricció dinàmic.

Juguem amb la pressió

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?Juguem_pressió_1
    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 Juguem_pressió_2forma 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?Juguem_pressió_3
    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

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?Juguem_aigua_1
    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?Juguem_aigua_2
    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?Juguem_aigua_3
    Observem que en posar aigua en el got, la moneda desapareix per un fenomen de refracció.
  • Categories
    Hidrosfera, Fenomen refracció.