Bernal

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Interpretación de experimentos de ciencias naturales.

Cuando las observaciones contradicen la teoría que tenemos por válida ¿abandonamos acaso nuestras ideas, o repetimos el trabajo con empecinamiento hasta que la acumulación de errores parezca corroborar nuestras creencias? Ambos comportamientos fueron útiles en la historia de la ciencia. Se expondrán algunas decenas de experimentos de ciencias naturales (todos de realización sencilla en el aula) y sus interpretaciones, algunas de ellas quizás erradas.

Detalles:

Vaso y vela, murga de invierno (modelo mecánico de la ósmosis), globos en percha, hongos en patas de hormigas, absorción de agua en plásticos, figuras de Chladni, carga por inducción, ósmosis en cuero de panceta, papas o zanahorias, sobrefusión, polos magnéticos en avisos adhesivos, péndulo de Foucault, campo magnético terrestre, indicadores de acidez y basicidad, flujo laminar y turbulento en un vaso de vodka, fuegos de artificio con viruta de acero, fluidos magnéticos, la analema y el movimiento del Sol, osciloscopio gratuito de computadora aplicado al análisis de la voz humana, porotos y arroz que revientan una lata, vacío en jeringa, modelos astronómicos en escala, atractor de abejas y picaflores, germinación ingrávida, vaivén de cabezas de aves cuando marchan, ...

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Bernal

  1. 1. Interpretación de experimentos
  2. 2. Agustín Rela – Versión del 9.Jun.2013, 21:45H0 1 2 3 4 5 6 7
  3. 3. 1 Papel2 Algodón3 Cuero4 Lino5 Madera6 Hierro7 Lana8 Bronce9 Arcilla10 Aluminio11 Acero12 Seda13 Encaje14 Marfil15 Cristal16 Hiedra17 Alhelí18 Cuarzo19 Madreselva20 Porcelana21 Roble (*)22 Cobre23 Agua24 Granito (**)25 Plata26 Rosas27 Azabache28 Ámbar29 Granate30 Perla31 Ébano32 Cobre33 Estaño34 Amapola35 Coral36 Sílex37 Piedra38 Jade39 Ágata40 Rubí41 Topacio42 Jaspe43 Ópalo44 Turquesa45 Zafiro46 Nácar47 Amatista48 Feldespato49 Circón50 Oro55 Esmeralda60 Diamante65 Platino70 Titanio75 Brillantes80 Roble (*)85 Mármol90 Granito (**)95 Ónix100 Hueso
  4. 4. 1 Papel2 Algodón3 Cuero4 Lino5 Madera6 Hierro7 Lana8 Bronce9 Arcilla10 Aluminio11 Acero12 Seda13 Encaje14 Marfil15 Cristal16 Hiedra17 Alhelí18 Cuarzo19 Madreselva20 Porcelana21 Roble (*)22 Cobre23 Agua24 Granito (**)25 Plata26 Rosas27 Azabache28 Ámbar29 Granate30 Perla31 Ébano32 Cobre33 Estaño34 Amapola35 Coral36 Sílex37 Piedra38 Jade39 Ágata40 Rubí41 Topacio42 Jaspe43 Ópalo44 Turquesa45 Zafiro46 Nácar47 Amatista48 Feldespato49 Circón50 Oro55 Esmeralda60 Diamante65 Platino70 Titanio75 Brillantes80 Roble (*)85 Mármol90 Granito (**)95 Ónix100 Hueso
  5. 5. Diamante carbonoEsmeralda ciclosilicato de berilio: Be3Al2(SiO3)6::CrRubíZafiroCorindón rojo: rubíCorindón rosado, azul y de otros colores: zafiro o ultralitaUso en joyería, relojería antigua, en láser y como abrasivoen corte con chorro de agua.} corindón; óxido de aluminio: Al2O3
  6. 6. Al2O3::Cr
  7. 7. Interpretación deexperimentos
  8. 8. Chimeneas del Titanic
  9. 9. Leonardo DiCaprio y Kate Winslet en Titanic (James Cameron, 1997)
  10. 10. BritannicOlympicTitanic
  11. 11. Flujo laminar en un vaso devodkaводкаagüitа
  12. 12. Sir GeorgeGabriel Stokes(1819–1903)RvF πη6=Seis pájaros noremontan vuelo
  13. 13. Geoide de revolución
  14. 14. Corridas cromatográficas
  15. 15. Paseo alazar
  16. 16. Quinientos borrachos
  17. 17. George Gamow(1904–1968)Uno, dos tres...infinito (1948)
  18. 18. 10 MM = 500: DIM A(MM)20 SCREEN 9: CLS : KEY OFF: WINDOW (0, -1)-(1, 1):RANDOMIZE TIMER: NN = 1000030 FOR X = 0 TO 1 STEP .0001: PSET (X, SQR(X)), 10: PSET(X, -SQR(X)), 10: NEXT X40 LINE (0, 0)-(1, 0), 10: LINE (0, -1)-(1, 1), 10, B42 LOCATE 4, 3: PRINT "Nuevo: n"43 LOCATE 5, 3: PRINT "Salir: s"50 FOR X = 0 TO 1 STEP 1 / NN: FOR J = 1 TO MM: CO = 1 +J * 14 / MM60 A(J) = A(J) + (RND - .5) / SQR(NN)62 IF INKEY$ = "N" OR INKEY$ = "n" THEN RUN64 IF INKEY$ = "S" OR INKEY$ = "s" THEN SYSTEM70 PSET (X, A(J)), CO: NEXT J100 NEXT X: REM AMR 2004.SEP.27, FIVE HUNDREDDRUNKARDS.
  19. 19. TiempoLongitud
  20. 20. Figuras de Chladni
  21. 21. Ernst Chladni1756 – 1827
  22. 22. Interferencia de sonidoboca a boca
  23. 23. ♪ ♪
  24. 24. El gran trompetista Louis Armstrong (1901–1971),apodado Satchmo y Pops.
  25. 25. Los megáfonos adaptanla impedancia del órganovocal a la del espacioabierto, y mejoran, coneso, la transferencia deenergía.El antiguo teatro griego yromano, anterior a losmicrófonos, usabamegáfonos, disimuladosen las máscaras de losactores que interpretabanlos personajes.Persona, en latín,significa sonar mucho, esdecir, megáfono.
  26. 26. Ming el Despiadado, de la serie Flash Gordon.
  27. 27. Presión sanguínea
  28. 28. ?Medición de la presiónarterial como elcociente entre el pesode los libros y el áreade contacto de losdedos. Los latidos secomienzan a sentir conla presión baja, a laque la circulación seobstruye parcialmenteen el lugar que seaprieta, y se dejan depercibir con la presiónalta, cuando cesaporcompleto.
  29. 29. Convección
  30. 30. Circulaciónatmosféricaporconvecciónnatural. (Elespesor dela capa deaire estámuyexageradoen el dibujo.)
  31. 31. Convección naturalMolinillo de papel que gira impulsado porlas corrientes de convección que genera lamano más caliente que el aire que larodea.
  32. 32. Lámpara de filamento de carbóninventada por Edison. El zócalo debayoneta resiste sin aflojarse lasvibraciones en los vagones de tren.
  33. 33. Walt Disney (1901–1966) quizá se inspiró en Edisonpara crear sus personajes Giro Sin Tornillo (GyroGearloose), el inventor, y su lamparita ayudante.
  34. 34. El intento de capturar las partículas de carbóncondujo a la invención del primer diodo rectificador.
  35. 35. Convección en el gas inerte (nitrógeno, argón) quese puso después en las lámparas incandescentes.Hacen que el filamento dure más, sin evaporarsecomo cuando está al vacío.)
  36. 36. Barómetro de agua
  37. 37. Medición casera de la presiónatmosférica, con un tubo de plásticotransparente y una bolita de tapón.
  38. 38. 10,5 metros,ó 18 codos,al nivel del marBarómetro de agua
  39. 39. Porotos que revientan una lata
  40. 40. PorotosArvejasArroz
  41. 41. Presión parcial delsolutoPresión parcial delagua interiorPresión parcial delsolutoPresión parcial delagua exteriorMembrana celularsemipermeableLado interior de lasemillaLado exterior de lasemilla
  42. 42. AguaSolución deazúcarCuero
  43. 43. Modelo de ósmosis(O la murga de invierno)
  44. 44. Germinación Ingrávida
  45. 45. Germinación en microgravedad simulada
  46. 46. http://ciencia.astroseti.org/nasa/articulo.php?num=719Llama de una velacon gravedadterrestre normal, ya bordode una naveespacial(fotos de la Nasa)
  47. 47. Ingravidezingravidez real, ingravidez aparente, microgravedad
  48. 48. Infrarrojo cercano
  49. 49. El encendido de un diodo emisor de rayosinfrarrojos de un control remoto no se vedirectamente, pero sí en el visor de unacámara fotográfica digital.
  50. 50. 12
  51. 51. La venas traslucen mejor con rayos infrarrojoscercanos, que con luz visible ordinaria.Foto: Dean W. Armstrong
  52. 52. 3
  53. 53. Infrarrojo lejano
  54. 54. ?
  55. 55. Arnold Schwarzenegger en Predator, John McTiernan, 1987.
  56. 56. Interferómetro de Jamin
  57. 57. Jules Célestin Jamin (1818–1886)
  58. 58. Tensión superficial
  59. 59. NA = (ρ LV /6 σ)3V(Personaje que huye despavorido al ver una fórmula.)NA: Constante de Avogadro (partículas/mol).ρ: Densidad (kg/m3).LV: Calor de vaporización (J/kg).σ: Tensión superficial (N/m).V: Volumen molar del líquido (m3/mol).1 mol: Cantidad de átomos que hay en 12 gramosde carbono (6,02 × 1023partículas).
  60. 60. Una aplicación de la tensiónsuperficial: Lentes de aceiteflotante
  61. 61. AguaDetalleAceiteLuz
  62. 62. Jugo de repollo colorado comoindicador de pH
  63. 63. Absorción de agua por parte dealgunos plásticos
  64. 64. Enlace amida,tambiéndesignado con lasecuencia deletras CONH.NOCHPodemos imaginar una cadena de amidas y radicales algo plegada como unacordeón. Las moléculas de agua, atraídas por fuerzas eléctricas, seintercalan entre los pliegues y aumentan la longitud de la cadena.
  65. 65. Plegamientos y fallasgeológicos
  66. 66. Simulación de efectos geológicos. Se formansedimentos con barros de colores, y se los pliega ofractura.
  67. 67. La analema, o el analema
  68. 68. Reloj de sol hecho con un plato con divisiones, y unlápiz perpendicular que apunta al sur. Indica lascatorce y diez, hora solar local.
  69. 69. El Sol visto desde la cueva, a través de un agujero.
  70. 70. Están las marcas de todos los días decada mes, como si todos los días hubieransido soleados a la hora de la observación.(El náufrago pudo haber interpolado; esedetalle no aparece en la película.)
  71. 71. Ese dibujo está errado. El sentido del trazo esel correcto para el hemisferio norte: en el cielo,el de la escritura a mano del ocho, pero en laproyección sobre la pared, el opuesto.Enero aparece abajo en la caverna; esocorresponde a arriba en el cielo, lo que ocurrecuando se observa el Sol desde el sur. PeroChuck naufragó cerca de Hawaii, a unos 25grados de latitud norte.Además, el cruce tiene que ser en abril ysetiembre, y a él le da en marzo y octubre.
  72. 72. Trópico deCapricornioTrópico deCáncer15.Abr1.Sep1.Ago22.Sep21.Mar1.Feb21.Dic20.Jun
  73. 73. 14.May27.Jul26.Dic14.Jun21.JunEl SoladelantaEl Solatrasa16.Abr21.Dic12.Feb 4.Nov21.Mar 21.Sep2.Sep
  74. 74. 12.Feb4.Nov14.Jun26.Dic21.DicEl SolatrasaEl Soladelanta21.Sep 21.Mar21.Jun14.May 27.Jul16.Abr 2.Sep
  75. 75. Si la órbita de la Tierra fuera circular, y si sueje de rotación fuera perpendicular a ella,en vez de un ocho se obtendría un punto.
  76. 76. Analema obtenida conuna foto por semanaen el hemisferio norte,superpuesta con lasotras en la mismatoma.La falta de regularidadobedece, quizás, adías nublados, o aausencias de quientomaba las fotos.
  77. 77. ‘Experimentación’ numérica
  78. 78. Sobrefusión del hielo
  79. 79. 20 K250 MPaTemperatura (K)Curva de fusiónLíquidoSólido
  80. 80. MPaKMPaK08,025020=
  81. 81. ²000050,0 m0,5 mm100 mm
  82. 82. MPamN12²000050,0600=
  83. 83. KMPAKMPa 96,008,012 =×
  84. 84. Conclusiones sobre la fusión del hieloLa escasa resistencia al deslizamiento nose explicaría solamente por lasobrefusión, o disminución de latemperatura de fusión con el aumento dela presión.Sin embargo, ese efecto contribuye albuen deslizamiento.En el experimento interviene laconducción del calor por parte del metal.
  85. 85. El vaso y la vela; elexperimento más famoso delas revistas escolares.
  86. 86. Una de las tantas explicaciones erradas del efecto: Rising of thewater level to mark 1 in the tumbler shows that 1/5th of the air inthe tumbler has been used up for burning. La elevación del nivelde agua hasta al marca 1 de la escala muestra que en lacombustión se usó la quinta parte del aire.buddingscientistkit.com/grade5.htmlVaso y vela.El agujero semantieneabiertomientras sepone la jarra.Se tapa elorificio concintaadhesiva.
  87. 87. Viruta de aceroCon la formación de un óxido sólido sí hay una disminuciónimportante de volumen de gas, aunque las temperaturas inicial yfinal coincidan.
  88. 88. Conclusionessobre el ascenso del agua en el vasoEl consumo de oxígeno no explica elascenso, más que en una muy pequeñamedida parcial, y según cuál sea elcombustible.Muchos textos omiten mencionar ladilatación térmica de los gases, que es eneste caso la causa de mayor influencia.
  89. 89. Hierro combustible
  90. 90. Lana de acero encendida y revoleada por unespecialista en fuegos artificiales. (¡No lo haganustedes! ¡O, si lo hacen, protéjanse los ojos!)Foto, Mauro Montenegro.4 Fe + 3 O2  2 Fe2O3
  91. 91. Pesar el aire
  92. 92. Percha yglobos.http://www.cientec.or.cr/ciencias/experimentos/fisica.html
  93. 93. elblogdelcole.wordpress.com/.../
  94. 94. http://evidenciascristianas.blogspot.com/Job 28:25 (1500 a.C.) Al dar peso al viento, yponer las aguas por medida…Pr 11:29 El que turba su casa heredará viento.En ese contexto viento significa aire; y aire, lanada. (En cambio, según los Libros, los justosheredan la tierra.)
  95. 95. Se supone que el aire pesa, entonces como elglobo verde tiene más aire que el anaranjado,desequilibra la balanza.Pero olvidan el empuje de Arquímedes.
  96. 96. Hay que considerar, también, la variaciónde la densidad por la presión de inflado.Tres litros de aire pesan cuatro gramos a lapresión normal, y un diez por ciento más ala presión de un globo, de menos de unadécima de atmósfera.La diferencia es de un tercio de gramo.
  97. 97. Conclusiones sobre la percha y los globosLa presión adicional de la goma comprime elaire, cuya densidad aumenta, aunque no tantocomo para dar cuenta fácilmente del desbalance.Éste se debe mayormente a efectos de reacciónde chorro, y hasta a la pérdida de fragmentos degoma del globo.Con una varilla recta y de un metrodelicadamente equilibrada, sin embargo, elefecto se puede notar.Pero de ninguna manera con una percha.
  98. 98. Globo en ascensor
  99. 99. ?
  100. 100. ∆p = ρ ∆h g∆p = 1,3 kg.m–3× 60 m × 9,8 m.s–2∆p = 765 kg.m–1.s–2∆p = 765 Pa∆p = 0,0075 at
  101. 101. Hay menos del uno por ciento dedisminución de volumen, y sólo el dospor mil en el perímetro.El perímetro de unglobo de 40 cm dediámetro disminuyeunos tres milímetros, yla cinta se aparta unmilímetro del globo.
  102. 102. Conclusiones sobre el globo enascensorPara que el experimento resulte, hacefalta una variación de altura importante.
  103. 103. Sencilla máquina térmica
  104. 104. Péndulo cónico
  105. 105. αSi m1 = 2 m2, entonces α vale 60 grados.m1m2
  106. 106. Péndulo de Foucault
  107. 107. Huracán Sandy,Estados Unidos deAmérica, 2012.Huracán Catarina,Estados Unidos delBrasil, 2004.
  108. 108. Leon Foucault(1819–1868)Michel Foucault(1926–1984)
  109. 109. Valencia,España.Buenos Aires,Argentina.
  110. 110. Echa haciala izquierda
  111. 111. Pelota que salta másde lo que uno espera
  112. 112. Choque extraño
  113. 113. ABABA2121 pppp ′+′=+211 ppp ′+′=222121 ppp ′+′=CCMCECCMChoques
  114. 114. Hongos en patas dehormigas
  115. 115. Magnetismo terrestre
  116. 116. ¡TAP, TAP, TAP!NSNSNSNCOMA EN LO DE PEPE5555-5555Empanadas, tartas, pizzas.Anuncios para poner en muebles de hierro, con muchos polos sur y nortealternados. Los polos se pueden revelar con polvo de hierro. Si se desliza unanuncio sobre otro, se atraen y se rechazan, y tabletean.
  117. 117. Acción y reacción endestrezas deequilibrio
  118. 118. Destreza de equilibrio y coordinación de movimientos que pone demanifiesto el principio de acción y reacción. Es difícil girar sin unabuena base de apoyo.De La science amusante, de Tom Tit, seudónimo de Arthur Good.
  119. 119. Cortar vidrio conuna brasa
  120. 120. Jöns Jacob Berzelius(1779-1848)Carbones de BerzeliusNegro de humo, 180 gramosGoma arábiga, 56 gramosGoma tragacanto, 23 gramosBenjuí, 23 gramosAgua, cantidad necesaria
  121. 121. Jhosep Estalella Graels(1879-1938)
  122. 122. Fibra óptica y fibraacústica
  123. 123. Refracción de la luz en un prisma. El rayo entrante seacerca a la perpendicular; el saliente se aleja. (El conjuntomusical Pink Floyd usa ese diagrama como emblema.)
  124. 124. Velocidadde la luzVelocidadde la luz
  125. 125. Fin
  126. 126. delicious.com/agusrelaslideshare.net/agusrelaelistas.net/lista/divagacionesasuntos.com.nuagusrela@yahoo.com
  127. 127. Aniversario45Organizado por Silvia LanzillottaInstituto Superior de Formación Docente y Técnica No. 24 deBernal, provincia de Buenos Aires, Pasaje Crámer Bis 923,Tel/Fax: (011) 4251-8985.
  128. 128. Charla(exposición informal con participación del público).Título:Interpretación de experimentos de ciencias naturalesResumen:Cuando las observaciones contradicen la teoría que tenemospor válida ¿abandonamos acaso nuestras ideas, o repetimos eltrabajo con empecinamiento hasta que la acumulación deerrores parezca corroborar nuestras creencias? Amboscomportamientos fueron útiles en la historia de la ciencia. Seexpondrán algunas decenas de experimentos de cienciasnaturales (todos de realización sencilla en el aula) y susinterpretaciones, algunas de ellas quizás erradas.
  129. 129. Detalles:Vaso y vela, murga de invierno (modelo mecánico de la ósmosis),globos en percha, hongos en patas de hormigas, absorción deagua en plásticos, figuras de Chladni, carga por inducción,ósmosis en cuero de panceta, papas o zanahorias, sobrefusión,polos magnéticos en avisos adhesivos, péndulo de Foucault,campo magnético terrestre, indicadores de acidez y basicidad, flujolaminar y turbulento en un vaso de vodka, fuegos de artificio conviruta de acero, fluidos magnéticos, la analema y el movimiento delSol, osciloscopio gratuito de computadora aplicado al análisis de lavoz humana, porotos y arroz que revientan una lata, vacío enjeringa, modelos astronómicos en escala, atractor de abejas ypicaflores, germinación ingrávida, vaivén de cabezas de avescuando marchan, espectros de líneas en discos ópticos,interferencia sonora boca a boca, corte de botella con espiral paramosquitos, interferómetro de Jamin, tormenta en una botella,destrezas físicas de equilibrio y coordinación, etcétera.
  130. 130. Duración:40 minutos y 20 para preguntas, observaciones o comentarios.(A pedido de los organizadores u organizadoras, el tiempo sepodría extender a una hora de exposición, más media para laparticipación del público.)Público: Docentes, estudiantes de todo nivel, personas decualquier especialidad, o ninguna, con interés general en lasciencias.
  131. 131. Expositor: Agustín Rela.Currículum sintético: Electrotécnico, licenciado en física, autorde libros de física y su enseñanza, profesor invitado en laenseñanza primaria, y efectivo en los demás niveles en diversasescuelas, institutos y universidades. De 1964 a 1966, ayudantee instructor en la Universidad de Buenos Aires. De 1984 a 2008,profesor en esa Casa, e investigador en didáctica de la física enun equipo dirigido por Jorge Sztrajman. Actualmente, profesoren el Instituto Capacyt de Caseros y asesor técnico y comercialen las industrias eléctricas Epoxiformas y Nöllmann. Sigoescribiendo libros, y me interesan los lazos entre las artes, laciencia y la cultura.
  132. 132. InstitutoSuperior deFormaciónDocente yTécnica Nro24

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