¿Una ducha y una rueda de agua de juguete pueden enseñar física? Introducción a la energía con un cañón de ping-pong
¡Hola! Soy Ken Kuwako, tu entrenador científico. Cada día es un nuevo experimento.
La palabra “energía” es algo que usamos a diario, pero si alguien te preguntara: “¿Qué es exactamente la energía?”, ¿sabrías qué responder? Los libros de texto de ciencias suelen definirla como la “capacidad para realizar un trabajo”. Sin embargo, esa frase suena un poco abstracta y es difícil de imaginar, ¿verdad?
Por eso, en esta ocasión, he decidido usar un juguete muy común, un molino de agua, para hacer “visible” esa energía invisible. Energía cinética, energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica. Te invito a experimentar cómo la verdadera identidad de esta “energía mecánica” se conecta como si fuera una sola historia. Para empezar, echa un vistazo a este video de resumen:
Ahora, vamos a descubrir estos tres tipos de energía uno por uno.
¡El impulso se convierte en acción! Energía Cinética
En primer lugar, tenemos la energía cinética, que es la que poseen los objetos en movimiento. Para explicarlo, usé una ducha para lanzar agua con fuerza contra el lateral de un molino.
Cuando el chorro golpea el molino de juguete, este empieza a girar con mucha fuerza. Parece algo obvio, pero desde el punto de vista de la física, es un fenómeno fascinante: la energía del “agua en movimiento” se está transformando en el “trabajo” de hacer girar el molino.
El juguete que utilicé es este:
Molino de agua de juguete (Amazon)
¡La altura es poder para el futuro! Energía Potencial Gravitatoria
A continuación, veamos la energía potencial gravitatoria, que tienen los objetos por el simple hecho de estar a una cierta altura. Esta vez, usaremos el agua que cae de un grifo para mover el molino. Si subes o bajas la posición del molino, verás que la velocidad de giro cambia drásticamente. Cuanto más alto cae el agua, más energía tiene al golpear las paletas. Es el mismo principio que utilizan las centrales hidroeléctricas en las presas.
Además, si aumentas el caudal de agua, el giro es todavía más rápido. Esto nos da una pista sobre cómo funciona el mundo de la electricidad: “Intensidad (cantidad de agua) x Voltaje (altura) = Potencia”. Como ves, la energía cambia de forma para sostener nuestra vida cotidiana.
En este otro artículo, te muestro cómo hacer este experimento de forma sencilla en el lavabo de casa:
¡El poder oculto en un muelle comprimido! Energía Potencial Elástica
Por último, hablemos de la energía potencial elástica, que es la que tiene un objeto deformado cuando intenta recuperar su forma original. Encontré el objeto perfecto para explicar esto: una pistola de pelotas de ping-pong con un diseño transparente que permite ver todo su interior.
Pistola de pelotas de ping-pong
Lo maravilloso de este juguete es que se puede ver perfectamente cómo el muelle se comprime al máximo. Al encoger el muelle, se nota a simple vista que estamos “almacenando energía”. En el momento en que aprietas el gatillo, toda esa energía acumulada se libera de golpe para realizar el “trabajo” de lanzar la pelota por los aires.
Cinética, potencial, elástica… aunque tengan nombres distintos, todas están unidas por un mismo concepto: la capacidad de hacer que las cosas sucedan. Espero que, al observar cómo gira un molino o cómo se dispara un muelle, puedas sentir la emoción de la ciencia, algo que las palabras de un libro a veces no logran transmitir.
¡Te animo a que tú también busques esa “energía invisible” que te rodea!
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