¡Solo frótalo con un pañuelo! Aprende la ciencia de la electricidad estática positiva y negativa con una “pajilla que se mueve”
Soy Ken Kuwako, Entrenador de Ciencias. Cada día es un experimento.
En invierno, ¿alguna vez te ha pasado que, al tocar el pomo de una puerta, sientes ese molesto “¡Zas!”? Esa pequeña descarga que te recorre la punta del dedo. Es un fenómeno muy común, especialmente cuando el aire está seco, ¿verdad? Pues bien, la verdad detrás de ese “¡Zas!” es el trabajo de una poderosa “fuerza eléctrica” invisible. ¿No sería genial poder controlar esa fuerza con tus propias manos?
El experimento que te traigo hoy se llama “Pajita que se mueve”, y utiliza esa fuerza invisible de la electricidad estática para, literalmente, ¡hacer magia con una pajita! No necesitas casi ningún material especial. ¡Anímate a explorar el fascinante mundo de la electricidad estática con nosotros!
Materiales que necesitas
Un taco de madera, un clavo, una pajita (o popote) articulada, y un pañuelo de papel (o tissue). (Nota: Aunque en el video se usa un globo, para empezar ¡solo con el pañuelo es suficiente!)
Procedimiento
Clava el clavo en el taco de madera para crear una base estable.
Dobla la pajita articulada y colócala suavemente sobre la cabeza del clavo, buscando el equilibrio para que pueda girar libremente.
¡Ahora, a preparar la magia! Frota muy bien la pajita que está sobre el clavo con el pañuelo de papel. Luego, acerca lentamente el mismo pañuelo (¡el que frotaste!) a la pajita. Si tienes un globo, frótalo también con el pañuelo y acércalo a la pajita.
¿Cómo reaccionará la pajita?
¡Echa un vistazo al siguiente video para ver el movimiento en acción!
¿Por qué se movió la pajita? La verdad tras la fuerza invisible
Aunque parezca que la pajita se movió sola, no es magia. Es la fuerza de la “electricidad estática”. Cuando frotamos dos objetos, unas partículas eléctricas diminutas llamadas “electrones” pueden pasar de un objeto a otro. En nuestro experimento, frotamos la pajita con el pañuelo de papel. Estos dos materiales tienen propiedades diferentes: el pañuelo tiende a perder electrones, mientras que la pajita tiende a ganarlos.
Como resultado, el pañuelo de papel queda en un estado de “carga positiva (+)” (le faltan electrones) y la pajita queda con un exceso de electrones, en un estado de “carga negativa (–)”. Este estado de desequilibrio eléctrico se llama “electrización” o “carga eléctrica”. (Por cierto, si frotas un globo de goma con el pañuelo, también ganará electrones como la pajita y se cargará “negativamente (–)”).
Serie Triboeléctrica (Referencia: Kagaku Kentei Kōshiki Mondai-shū 5-6 Kyū de Ken Kuwako y Jun’ichirō Takeda, Kōdansha)
El diagrama de arriba se llama “Serie Triboeléctrica” y ordena los materiales según su tendencia a cargarse positivamente o negativamente. La combinación de materiales que frotes determinará cuál se carga de forma positiva y cuál de forma negativa. Ahora, la electricidad tiene una regla de oro:
- Las cargas iguales (positivo con positivo, negativo con negativo) se repelen (fuerza de repulsión).
- Las cargas diferentes (positivo con negativo) se atraen (fuerza de atracción).
Es muy parecido a los polos Norte y Sur de un imán. Por eso, si acercas un globo cargado negativamente a una pajita también cargada negativamente…
¡Eso es, se repelen como diciendo “¡no te acerques!”! Como la pajita puede girar libremente sobre el clavo, se mueve huyendo del globo. ¿Y qué pasa si acercamos el pañuelo de papel cargado positivamente a la pajita cargada negativamente?
¡Esta vez se atraen! La pajita es succionada hacia el pañuelo. Con este experimento, hemos podido experimentar el invisible “poder de atracción y repulsión eléctrica” a través del movimiento de la pajita.
¿Por qué se mueve “de repente” al acercarla?
¿Notaste algo más interesante? Cuando acercas el pañuelo o el globo, no sucede nada si están lejos, pero en cuanto cruzas una distancia determinada, la pajita gira “de repente”. De hecho, esta fuerza de la electricidad estática (llamada Fuerza de Coulomb) está íntimamente relacionada con la “distancia” entre los dos objetos.
En términos muy sencillos, esta fórmula significa: “cuanto más cerca, la fuerza se multiplica explosivamente”. Por ejemplo, si la distancia se reduce a la mitad (1/2), ¡la fuerza se hace 4 veces (2×2) más fuerte! Si la distancia se reduce a un tercio, ¡la fuerza es 9 veces (3×3) mayor! Por eso, mientras los acercas de lejos la fuerza es demasiado débil para mover la pajita, pero en el instante en que superas cierto punto (distancia), la fuerza necesaria para mover la pajita aparece “de repente”, ¡haciendo que parezca que empezó a moverse sin aviso!
¡¡Con una máquina de electricidad estática se pueden hacer experimentos aún más divertidos!!
La electricidad estática frotando objetos con las manos ya es divertida, pero si usas una “máquina generadora de electricidad estática” (un generador de Van de Graaff), puedes hacer experimentos mucho más potentes y sorprendentes. También tenemos publicados otros experimentos increíbles con el generador de Van de Graaff. Algunos de estos son los que realizamos en un programa de televisión con personalidades como Suzu Hirose, Ryohei Suzuki, Yasuko, y Osada y Matsuo de Chocolate Planet. ¡Haz clic aquí para ver más!
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【Especial】¡No podrás dejar de hacerlos! Experimentos de Electricidad Estática
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