ENCIENDE es un proyecto de la COSCE
BOLETÍN ENCIENDE Nº 32 | Junio 2016

Cómo montar un laboratorio con lo que hay en casa

En este artículo os vamos a dar algunas ideas sobre cómo montar un laboratorio con esas cosas que todos tenemos en casa, en el aula, en el estuche…, son experimentos fáciles de montar y que no entrañan ningún peligro ni siquiera para los más pequeños. Están pensados para hacerlos con escolares de infantil y primaria, son muy fáciles; la dificultad la pone el docente al pedir a los niños que respondan a preguntas más o menos complicadas, que busquen información o que tomen algunos datos.

En primer lugar haremos un inventario de todo (o casi todo) lo que podemos necesitar; a continuación daremos una breve descripción de los montajes y los registros básicos que pueden hacerse en cada caso. Evidentemente, la toma de datos podrá ser más o menos exhaustiva en función de la edad de los escolares, puede ir desde mirar y contar lo que han visto hasta realizar alguna gráfica. Finalmente en el apartado de recursos para el profesor, incluiremos las explicaciones de los fenómenos que hay detrás de los experimentos descritos. Bueno, basta de rollo, empecemos con:

EL INVENTARIO

• Pelotas de ping pong

• Vasos o recipientes de diferentes tamaños: frascos, tazas, vasos…

• Pequeños trozos de corcho, piedrecitas, trocitos de madera, algunas monedas,…

• Clips

• Hilo o cordel

• Clavos de diferentes tamaños

• Botellas

• Globos

• Gomas elásticas

• Percha

• Peine

• Caja de cereales vacía

• Bote de café o cacao vacío (también vale uno de patatas rígido)

• Film de plástico (o un trozo de bolsa de plástico)

• Varillas de madera (más o menos del tamaño de un lápiz)

• Varillas de metal (como las de madera)

• Embudo

• Pluma (de gallina o de paloma, por ejemplo)

• Cuentagotas

• Cable

• Cinta adhesiva

• Pilas

• Lapiceros

• Secador de cabello

• Linterna

• Huevos (cocidos y frescos)

• Limón

• Leche

• Sal

• Azúcar

• Bicarbonato

• Vinagre

• Balanza de cocina

¡Y MUY IMPORTANTE…NUESTRO CUERPO Y NUESTRA MENTE!

Son muchas cosas, ya lo sé, pero son muy comunes, baratas, fáciles de conseguir, inocuas, y algunas sirven para hacer experimentos estupendos.

 

LOS EXPERIMENTOS

Experimento 1. Fricción y vacío en nuestras manos

Lo único que se necesita son las dos manos.

Empezamos por la fricción, frota las palmas de las manos una contra otra con fuerza, puedes empezar con poca fuerza, y luego ir frotando más deprisa y apretando más una mano contra la otra, ¿qué notas? Repite untando las manos con aceite, talco, agua… ¿qué pasa en cada caso?

Junta ahora las dos manos, palma contra palma, despacio y sepáralas a continuación. Seguro que puedes hacerlo sin esfuerzo. Repite pero apretando mucho una mano contra la otra y luego intenta separarlas despacio, ¿qué notas?


Experimento 2. Principio de Bernouilli o por qué vuelan los pájaros y los aviones

Necesitas un secador de cabello, pelotas de ping pong y una hoja de papel.

Empecemos por lo fácil: coge una hoja de papel no muy grande y colócala debajo del labio inferior. Ahora sopla, ¿qué pasa?

Coge ahora un secador de pelo que tenga opción de aire frío para no quemarte, enciéndelo y mantén el secador de manera que el chorro de aire vaya verticalmente hacia arriba. Ahora pon una pelota de ping pong en la corriente de aire, ¿qué pasa? Puedes probar con varias pelotas.


Experimento 3. Flotación. Principio de Arquímedes

Necesitas un par de vasos de distinto tamaño, si es posible uno de ellos graduado, si no puedes usar una balanza de cocina, agua y trozos pequeños de corcho, madera, piedrecitas, monedas…

Llena un vaso con agua, hasta arriba del todo (no importa que se salga, queremos estar seguros de que está lleno) y pon el otro vaso vacío (a ser posible graduado) al lado. Ponlos muy juntos para que el agua que rebose del primer vaso caiga al segundo. También puedes poner el vaso lleno dentro de una fuente plana de fondo más grande que el fondo del vaso. Ahora deja caer en el vaso los distintos objetos, el corcho, las piedras, etc., cada vez uno, ¿qué pasa? Con los chicos y chicas mayores se puede completar el experimento y pedirles que pesen o midan el agua que ha rebosado al echar los diferentes objetos.


Experimento 4. ¿Por qué nadamos mejor en el mar?

Necesitas un huevo (cocido o crudo, pero conviene que sea fresco), un vaso casi lleno de agua, una cuchara (de postre) y sal.

Pon el huevo dentro del vaso de agua con cuidado ¿qué pasa? Ahora añade un par de cucharaditas de sal al agua, bien colmadas, y remueve bien el agua, cuidado con el huevo, ¿ha pasado algo? Sigue añadiendo sal, ¿sigue el huevo en el mismo sitio? ¿Por qué?


Experimento 5. Tensión superficial y el vaso que no rebosa

Necesitas un tazón o una fuente, agua y clips.

Pon agua en el tazón y echa un par de clips, ¿se hunden? Repite el experimento pero esta vez deposita el clip en la superficie del agua con mucho cuidado, puedes ayudarte con otro clip, ¿qué ha pasado ahora? Para utilizar un clip como herramienta, una especie de espátula, desdobla una de las mitades para que puedas agarrarlo y pon el clip que quieres depositar en el agua sobre la parte que no has desdoblado.

Veamos ahora otro efecto de la tensión superficial.

Necesitas un vaso grande lleno de agua hasta el borde, un vaso pequeño con agua y un cuentagotas.

Asegúrate de que el vaso grande está completamente lleno de agua. Coge con el cuentagotas agua del vaso pequeño y viértela en el vaso grande, ¿por qué no se sale el agua? Los escolares más mayores pueden observar qué le pasa al agua del borde del vaso, incluso hacer alguna foto.


Experimento 6. Construimos instrumentos musicales

Necesitas gomas elásticas, una caja de cereales vacía, varillas de madera o metal, clavos de distintos tamaños, una percha, hilo o cordel delgado, un trozo de plástico, botellas de vidrio, un poco de sal, azúcar o arena y agua. Vamos a hacer una orquesta entera.

El primer instrumento es muy simple, coge una goma elástica ponla más o menos tensa y hazla vibrar, puedes tensarla atando los extremos al bode de una caja, por ejemplo. Escucha cómo cambia el sonido de la goma al vibrar. Con los mayores se puede utilizar alguna de las aplicaciones para el móvil que nos devuelve la curva de cada sonido. No se trata de midan cosas complicada, sólo de que vean cómo va cambiando la forma de la curva, al cambiar la tensión en la goma o al utilizar el resto de los instrumentos que vamos a construir.

Vamos a hacer otro. Coge la caja de cereales y pasa unas cuantas gomas elásticas alrededor, desliza las dos varillas de madera (también pueden ser lápices) por debajo de las gomas para que queden levantadas en dos puntos, y ya puedes tocar. Puedes probar a cambiar la posición de las varillas para ver cómo cambia el sonido. También puedes hacer un agujero en la parte de arriba de la caja, de manera que en el trozo del agujero las gomas queden al aire, esto es una caja de resonancia rudimentaria.

Ya tenemos el instrumento de cuerda, ahora vamos a por los de viento. Coloca unas cuantas botellas de vidrio llenas de agua hasta diferentes alturas y prueba a soplar, verás cómo cada botella suena distinta según esté más o menos llena.

Y nos quedan los instrumentos de percusión. Empezamos con el que ya tenemos construido. En vez de soplar prueba golpear con cuidado las botellas en distintos puntos. Puedes probar a golpear con la varilla de madera o con una de metal (flojito, no rompas el cristal), ¿a qué puedes sacar muchos sonidos distintos?

Vamos a hacer otro instrumento. Coge la percha y cuelga de ella unos cuantos clavos de diferentes tamaños (7 u 8 está bien). Ahora golpea los distintos clavos con otro o con una varilla de metal.

Y por supuesto no puede faltar el tambor. Coge la lata de café o cacao (o lo que sea) y sustituye la tapa por un trozo de plástico, sujeta el plástico a la lata con una goma para que quede bien tenso. Pon un poco de sal, azúcar o arena en el plástico y prueba a tocar suavemente con una varilla de madera (como si fuera un tambor), ¿qué pasa con la sal, la arena o el azúcar? Prueba a golpear también por el lateral. Puedes meter una radio pequeñita dentro de la lata, tapar con el plástico y echar la sal o la arena, ¿ahora qué pasa? ¿Y si vas subiendo el volumen?


Experimento 7. ¡Y yo con estos pelos!

Necesitas un peine, trocitos de papel, trocitos de hilo o lana, sal (pimienta), una pelota de ping pong y si tienes un grifo de agua cerca, ¡genial!

Coge el peine y frótalo con fuerza contra una prenda de piel, seda, nailon o lana. Luego acerca el peine a cualquiera de los objetos que tienes a mano, trocitos de papel, sal (o pimienta), la pelota de ping pong. Si puedes acercarlo a un chorro de agua verás que chulo. ¡Es la magia de la electricidad!


Experimento 8. Construye un electroimán

Necesitas un cable, un clavo, cinta adhesiva, dos pilas (con una vale pero es menos potente) y clips.

Enrolla el cable alrededor del clavo de manera que te queden libres los dos extremos. Pon una pila encima de la otra juntando polo positivo de una con negativo de la otra y sujétalas con la cinta adhesiva. Esta forma de conectar las pilas se llama conexión en serie. Coge uno de los extremos libres del cable y sujétalo a uno de los polos de la pila (el que quieras). Acerca el clavo a los clips, no pasa nada. Ahora conecta el extremo de cable que te queda libre al otro polo de la pila y acerca de nuevo el clavo a los clips, ¿qué pasa? Acabas de construir un electroimán.


Experimento 9. Cosquillas en la lengua

Necesitas un limón, un clip y un trozo de cable de cobre.

Abre el clip y clávalo en el limón, cerca (pero sin que se toquen) de dónde has clavado el alambre de cobre. Y ahora toca los dos a la vez con la lengua (no es peligroso), ¿qué notas? De nuevo, es la magia de la electricidad.


Experimento 10. Los colores del cielo

Seguro que muchas veces te has preguntado por qué el cielo cambia de color a lo largo del día o por qué sale el arco iris.

Necesitas un frasco transparente, agua, leche, una linterna, una cuchara (para echar la leche en el agua) y una pluma de ave.

Llena el frasco de agua, coloca la luz por detrás de manera que atraviese el agua, ¿de qué color es? Pon una cucharada de leche en el agua y remueve, ¿empiezas a ver un color azulado? Es el color del cielo a mediodía (más o menos). Sigue echando cucharadas de leche poco a poco hasta que veas el líquido rosado. Hemos llegado al atardecer.

Prueba a hacer también un arco iris con la pluma. Ilumina la pluma por detrás, lo puedes hacer con la linterna pero es mejor con una vela. Si cierras un poco los ojos verás cómo van apareciendo manchas coloreadas tenues en los bordes de las barbas de la pluma.


Experimento 11. Creamos cristales

En este experimento hay que tener un poquito de paciencia.

Necesitas un frasco, agua, azúcar, un clip (¡hay que ver que socorridos son los clips!) y un lápiz o una varilla de madera.

Vamos a empezar haciendo una disolución de azúcar en agua. Es mejor hacerla en caliente, así que se requiere la ayuda de un adulto. Pon agua en una cacerola y llévala a ebullición, baja un poco el fuego y empieza a añadir el azúcar mientras vas removiendo. Echa el azúcar poco a poco hasta que veas que ya no se disuelve más, apaga el fuego, deja que se enfríe un poco y con mucho cuidado vierte la disolución en el frasco. Ata el clip a un hilo y sumérgelo en la disolución. Como lo tienes que dejar ahí unos días, y tienes que hacer más cosas que sujetar el hilo, coloca una varilla de madera o un lápiz encima de la boca del tarro y ata el hilo. Así no se hundirá el clip sin que tengas que estar sujetándolo. Puedes humedecer el hilo y recubrirlo con un poco de azúcar antes de meterlo en el agua. Y ahora a esperar. Puedes hacer una foto de vez en cuando para ver lo que va pasando.


Experimento 12. Llenamos un globo

Necesitas una botella, un globo, un embudo, bicarbonato y vinagre.

Primero infla el globo y desínflalo unas cuantas veces para que se estire bien, no hace falta que lo hinches mucho. Una vez vacío, pon el embudo en la boca del globo y echa poco a poco una cucharada de bicarbonato en el globo. Ahora pon tres cucharadas de vinagre en la botella y con cuidado desliza la boca del globo alrededor de la de la botella. Una vez que el globo esté fijo a la botella, levántalo un poco para que caiga el bicarbonato sobre el vinagre, ¿qué ves?

¿A que te has quedado en la silla sin poder levantarte al ver estos experimentos tan fáciles y chulos? Pues ahora intenta levantarte, pero haciendo lo que yo te diga. Siéntate en la silla muy derecho, con la espalda muy pegada al respaldo, e intenta levantarte, pero recuerda que no puedes despegar la espalda del respaldo ni un poquito. ¿A ver cómo lo haces?

Recursos para el profesor

Los conceptos que se pueden trabajar con estos experimentos son básicos, aunque se puede profundizar en ellos dependiendo de la edad de los escolares. Muchos de ellos pueden servir para introducir la forma de trabajar en un laboratorio, cómo tomar datos, numéricos o en forma de imágenes, etc.

En este apartado solo quiero señalar esos conceptos tras los experimentos, a modo de pistas.

Experimento 1. Al frotar las manos embadurnadas en aceite, por ejemplo, la fricción es menor y por lo tanto lo es el calor producido. Al juntar las manos fuertemente, se expulsa el aire entre ellas formándose un pequeño vacío, como una ventosa.

Experimento 2. Observamos el principio de Bernouilli, responsable de la fuerza ascensional que permite que los pájaros vuelen, por ejemplo. Al soplar por encima del papel se desplaza el aire y por tanto se crea una zona de presión reducida por encima del papel, la presión es mayor entonces por debajo del papel, y éste se eleva.

Experimentos 3 y 4. Principio de Arquímedes. Se puede medir el agua que desalojan distintos cuerpos y estimar la densidad. Luego se puede cambiar el agua por agua salada (en diferentes concentraciones) y con uno de los objetos con los que hemos trabajado antes (y del que conocemos su densidad) estimar la densidad de las diferentes disoluciones de agua con sal.

Experimento 5. Tensión superficial. Se puede ver cómo esta tensión superficial disminuye si echamos un poco de jabón. Es la responsable de que las burbujas y las gotas sean esféricas. Puedes probar a calentar un poco de agua con aceite y ver cómo va cambiando la forma de la película de aceite a medida que se calienta.

Experimento 6. Para poder trabajar mejor con las diferencias entre unos sonidos y otros te recomiendo la App «Audio Spectrum Monitor». Este es el nombre de una App que se puede descargar para Android desde Play store, pero no es la única.

Experimentos 7, 8 y 9. Jugamos con la carga estática que se acumula sobre los cuerpos, la corriente eléctrica que circula por una solución iónica (el limón) que es el principio básico de funcionamiento de una pila, y la relación entre la electricidad y el magnetismo.

Experimento 10. Aquí mostramos solo dos experimentos muy sencillos. Si quieres ver más experimentos con luz puedes echar un vistazo al artículo ¿Qué es la luz? publicado en marzo de 2015 en Chispas de la Ciencia, (http://enciende.cosce.org/boletin/index.asp?item=171).

Experimento 11. Los granitos de azúcar sobre el hilo sirven de semillas (formalmente puntos de nucleación) para que el azúcar de la disolución se deposite sobre ellos y se produzca el crecimiento de los cristales. Es algo parecido al crecimiento de las perlas en algunos moluscos.

Experimento 12. Aquí veremos cómo al producirse la reacción entre el bicarbonato (sal) y el vinagre (ácido) se libera gas que infla el globo. La reacción de neutralización es: CH3-COOH (vinagre, ácido acético) + NaHCO3 (bicarbonato sódico o carbonato ácido de sodio) -> CH3-NaCOO (acetato sódico) + CO2 (gas, anhídrido carbónico o dióxido de carbono) + H2O (agua).

Este recurso ha sido preparado por Paloma Fernández Sánchez, Departamento de Física de Materiales, Facultad de Ciencias Físicas – Universidad Complutense de Madrid.

 http://piloto.fis.ucm.es/paloma1/