Marcador de burbujas

Piezas necesarias:
  • 1 zócalo, 1x2, 8 "

  • 1 motor de hobby

  • 1 batería, C o D

  • 1 pinza para ropa, tipo resorte

  • 3 alambres, delgados con aislamiento

  • Papel de aluminio

  • 1 pieza de plástico de una botella o taza

  • 12 "alambre, empacado

  • Limpiapipas o hilo

  • Solución de burbujas:

    • jabón para platos (Dawn y Joy parecen funcionar bien),

    • agua (se dice que el agua blanda funciona mejor)

    • glicerina si puede encontrar ayuda pero no es necesaria

  • 1 molde para tarta o tazón para solución de burbujas

Herramientas adicionales:
  • Pelacables

  • Cinta negra

  • Perforar

  • Un poco de uñas

Descripción del proyecto :

  1. Pegue el motor en el extremo de la placa 1x2 para que el eje sobresalga del extremo. Pele dos cables en ambos extremos y conéctelos al motor. Dale forma al bucle de burbujas con alambre para empacar. Vuélvalo a doblar donde se conectará a la placa para que no pueda girar fácilmente.

  2. Pegue y / o pegue con cinta adhesiva el lazo de alambre en la placa de modo que el lazo quede aproximadamente a dos pulgadas de la punta del eje del motor. Pele un cable más en ambos extremos. Coloque papel de aluminio alrededor de un extremo de este cable y uno de los cables que vienen del motor. Pegue con cinta adhesiva estas piezas de papel de aluminio a los extremos de la batería.

  3. Haga una tira de papel de aluminio de 2 pulgadas de largo y pellizque uno de los dos extremos de alambre restantes hasta el final de la tira. Envuelve la tira alrededor de la punta de un mango de la pinza y pégala en su lugar. Tenga cuidado de no poner pegamento en la parte inferior del papel de aluminio, donde entrará en contacto con el alambre. Envuelva el cable restante alrededor del otro mango para que entre en contacto con el papel de aluminio cuando apriete la pinza para ropa.

  4. Pega la pinza de ropa al centro del tablero donde será fácil presionarla. Pega la batería al extremo opuesto al motor. Envuelva hilo o limpiapipas alrededor del bucle de burbujas para absorber más solución de burbujas.

  5. Dibuja líneas de pesca alrededor de una botella de plástico y corta una sección para la hélice. La curvatura de la botella creará el doblez necesario en la hélice, pero siempre puedes doblarla un poco más o menos. Corta un trozo de barra de pegamento de aproximadamente 1 pulgada de largo. Con una punta de clavo, taladre un agujero en un extremo de la barra de pegamento. Pegue y luego vire la hélice en el otro extremo. Tu máquina de hacer burbujas debería estar funcionando. Verifique que la hélice esté soplando hacia el anillo de jabón. Si sopla de manera incorrecta, invierta los cables del motor o la batería.

  6. Haga su solución de burbujas en un tazón o sartén. Sumerja el bucle en la solución y haga que una burbuja se estire a lo largo del bucle. Presione la pinza para la ropa para hacer estallar una burbuja.

Más en qué pensar y probar :

  1. ¿Cómo podrías cambiar tu dispositivo para hacer burbujas más grandes?

  2. ¿Cómo podrías cambiarlo para hacer muchas burbujas más pequeñas?

  3. ¿Qué pasaría si conectaras dos baterías al fabricante de burbujas?

  4. ¿Existe alguna conexión entre las burbujas y los planetas?

Conceptos :

  1. Las burbujas de jabón en el aire están formadas por una fina capa de líquido que rodea algo de aire. Los colores vivos que ves en una burbuja son el resultado de los rayos de luz que interactúan con la capa delgada, algunos atraviesan, otros se reflejan y otros interfieren entre sí.

  2. Las burbujas que flotan libremente en el aire siempre formarán una esfera. Esta es la forma que resulta naturalmente de una capa superficial delgada que tira uniformemente en todas direcciones.

  3. La capa de líquido que define la burbuja se evapora rápidamente y al final se vuelve demasiado delgada para sostenerse. Puede ver que la burbuja cambia de grosor, porque a medida que cambia el grosor, cambian los colores.

Un poco de historia:

Es realmente asombroso la cantidad de ciencia presente en una pompa de jabón común. Si te has tomado la molestia de hacer una solución de jabón y este pequeño proyecto, espero que dediques más tiempo a jugar con las burbujas.

Estas burbujas están formadas por tres sustancias: agua, jabón y aire. El agua tiene una tensión superficial relativamente grande. Esto significa que las moléculas de agua se adhieren firmemente entre sí. Gracias a esta pegajosidad, puede hacer que un clip descanse (¡no flote!) Sobre la superficie del agua. Use un tenedor para colocarlo muy suavemente. Las moléculas de agua se adhieren unas a otras con más fuerza que la fuerza del clip que intenta separarlas y caer. También puede ver esta tensión superficial si coloca una gota de agua sobre la mesa. La gota permanecerá en forma de cúpula, lo que significa nuevamente que sus moléculas gozan de su propia compañía más que la de las moléculas de la mesa.

El aire es con lo que se sopla la burbuja, por así decirlo. Con una pajita, puede soplar burbujas en agua corriente, pero generalmente subirán directamente a la superficie y estallarán. Sin jabón, la tensión superficial del agua es demasiado fuerte para permitir que una burbuja permanezca en la superficie del agua corriente o por encima de ella. (En la Estación Espacial Internacional, las burbujas de diferentes espesores estaban hechas de agua pura. Parece que la gravedad no ayuda a la formación de burbujas).

Para sacar una burbuja del agua necesitas sostener una pequeña capa de líquido. Los científicos llaman a esto una película delgada. Cuando se pone jabón en el agua, se organizan las moléculas de agua de tal manera que se pueden formar películas delgadas y pueden existir burbujas. Explicar esto requiere una química bastante complicada, pero aquí está la historia básica. El jabón es útil porque la suciedad y la grasa son atraídas por un extremo de la molécula de jabón y el agua por el otro. De esta manera, el agua jabonosa puede entrar en una tela, agarrar la suciedad y luego enjuagarse. En una película de jabón, las moléculas de jabón están alineadas en paralelo en las dos superficies de la película con los extremos amantes del agua hacia el interior de la película y los extremos amantes de la suciedad hacia el exterior. Entre estas superficies hay un poco de agua.

DIBUJO

En este proyecto, obtiene una película delgada estirada a través del círculo de alambre. Básicamente, tiene un segmento cautivo de una burbuja para examinar sin preocuparse de que se escape. Antes de empezar a soplarlo, fíjate bien en los colores. Puede recordar que los colores de un arco iris son el resultado de la separación de la luz blanca en colores mediante el proceso de refracción dentro de una gota de lluvia. Esto no es eso. Este es un fenómeno completamente diferente llamado interferencia de película delgada. También se puede ver a veces en un charco aceitoso.

La película delgada de una pared de burbujas actúa como un espejo bidireccional, permitiendo que pase algo de luz mientras refleja algo de luz. Puedes decir que refleja la luz, porque si no lo hiciera, no podrías verla. Y puedes notar que pasa algo de luz al enfocarla con una linterna o un puntero láser. La interferencia surge de la porción de luz que atraviesa la primera pared y luego es reflejada por la segunda pared. Parte de esta luz hace que salga por las superficies frontales de la burbuja.

DIBUJO

Entonces, hay dos fuentes de luz que regresan por el frente de la burbuja: un poco de luz que se refleja directamente en la superficie frontal de la película delgada, y un poco que entra en la película delgada, se refleja en la superficie posterior interior, y volvió a salir por la superficie frontal. Estos dos fragmentos de luz llegan a tu ojo juntos. A veces se suman para reforzarse mutuamente y, a veces, se anulan entre sí. Lo que sucede depende del grosor de la pared de la burbuja y la longitud de onda de la luz.

La pared de la burbuja es tan delgada como unas pocas longitudes de onda de luz (400 a 800 nanómetros, o aproximadamente una milésima de milímetro). La luz blanca, que obtenemos del sol y de la mayoría de las bombillas, contiene todas las longitudes de onda de la luz. A medida que la luz interactúa con la pared de la burbuja como se acaba de describir, ciertas longitudes de onda que encajan exactamente dentro del grosor de la pared de la burbuja se cancelan, mientras que otras longitudes de onda se refuerzan. Los colores que ves en la burbuja están compuestos por todas las longitudes de onda de luz que no se cancelaron.

Cuando conecta su batería para soplar en el segmento de burbuja estirado a lo largo del bucle, su área de superficie y tamaño aumentan. A veces puede sellarlo con un movimiento de muñeca y desconectar el dispositivo de la película para dejar una burbuja flotante. La forma de cosas como burbujas se describe en el área de las matemáticas llamada topología. Topológicamente hablando, una esfera hueca es una forma importante. Tiene dos lados, interior y exterior, pero sin bordes. La burbuja abultada que estaba soplando antes de sellarla tenía dos lados, pero también tenía un borde definido por el alambre. Es posible que haya notado que la mayoría de los planetas y las estrellas tienden a ser esferas como burbujas. Es un efecto diferente (la gravedad tirando hacia adentro de todas las cosas da como resultado un esferoide) pero una situación similar: en ambos casos, una esfera es la forma que minimiza la energía del sistema total.

Algunos factores para hacer burbujas más grandes son una buena solución de burbujas, paciencia y delicadeza, y mover el anillo de burbujas para que la burbuja no tenga que moverse mucho. Para hacer burbujas más pequeñas, necesita un bucle más pequeño y algún mecanismo para sellar cada burbuja antes de que crezca demasiado. Dos baterías harían que el motor fuera más rápido haciendo que la hélice soplara con más fuerza y, con algo de ingenio, tal vez hiciera más burbujas más rápido.

Preguntas :

  1. ¿Cómo puedes hacer que el tornado gire más rápido?

  2. ¿Cómo puedes hacer que gire más lento?

  3. ¿Qué pasaría si pones la ruleta y la tapa en una botella grande?

  4. ¿Cuál es la trayectoria de un pequeño trozo de agua en la botella mientras gira el tornado?

© 2020 by Victoria Matelli, Calvin Norwood, Jade Murray

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