PRESENTACION ´Desde la perspectiva de la educación preescolar, el Jardín de Niños tiene la función de propiciar en los alumnos una actitud de investigación, reflexión y análisis sobre los fenómenos naturales. Recordemos que Jean Piaget sostiene que, desde muy pequeños, los niños van construyendo a través del juego teorías explicativas sobre la realidad, de un modo similar a como los científicos construyen las propias. En ese marco, la enseñanza de la ciencia, desde los primeros años escolares, es indispensable para abrir el conocimiento e ir ampliando la comprensión del entorno natural, e igualmente para propiciar una actitud crítica y objetiva sobre la realidad social, a fin de que los futuros ciudadanos la transforme

Globos y pelos de

punta

En esta actividad vamos a experimentar con las fuerzas de repulsión entre cargas eléctricas. Para ello nos vamos a ayudar unos cuantos globos hinchados.

• Qué necesitasGlobosHilo fuerte y flexible (sale muy bien con el hilo que utilizan en las pastelerías para atar los paquetes)

Cómo lo hacemos

El dispositivo es muy simple. Basta con inflar los globos y atar cada uno con un hilo, uniendo todos los hilos por un extremo.

Globos y pelos de punta

Si frotamos los globos hinchados con un trapo o un jersey o los sacudimos enérgicamente en el aire, al acercarlos a la cabeza conseguiremos ponernos los pelos de punta. Globos y pelos de punta

Si frotamos los globos hinchados con un trapo o un jersey o los sacudimos enérgicamente en el aire, al acercarlos a la cabeza conseguiremos ponernos los pelos de punta.

Péndulo "globoelectrostático"Si ahora los juntamos en racimo y agitamos con fuerza los globos, varias veces, arriba y abajo, podemos observar como al dejarlos en reposo ya no se juntan. Aparecen fuerzas de repulsión entre ellos que nos los dejan llegar a juntarse.

¿Por qué ocurre esto?Lo observado es un efecto electrostático muy común que puede explicarse teniendo en cuenta que la materia contiene cargas positivas (protones) y negativas (electrones), siendo estas últimas las más accesibles. En condiciones habituales, hay el mismo número de cargas positivas que de negativas, por lo que la materia es neutra.Al frotar dos cuerpos, se arrancan electrones de uno y pasan al otro por lo que el primero queda con carga positiva y el segundo con negativa. Si los cuerpos son malos conductores de la electricidad (plástico, lana, cabello) la carga no puede repartirse ni viajar rápidamente por el material por lo que queda localizada en el cuerpo un cierto tiempo (carga "electro-estática"). Las cargas de igual signo se repelen, mientras que las de signo contrario se atraen: esto es consecuencia de la tendencia de la materia a recuperar su neutralidad. Al acercar el globo, cargado eléctricamente, al cabello, se polarizan las cargas en éste, situándose hacia el globo las de signo contrario por lo que el cabello y el globo se atraen.Por otra parte, en el racimo de globos todos adquieren la misma carga, lo que hace que se repelan entre ellos y dado que son muy ligeros se separan sin llegar a juntarse.Estos fenómenos se observan mucho peor en días de tormenta en los que el aire se encuentra ionizado y se hace mejor conductor.

Arena mágicaLa arena mágica es un juguete infantil que permite a los niños realizar figuras de arena dentro del agua. Se trata de un ejemplo de sustancia que repele al agua. Algunas sustancias tienen mucha afinidad por el agua, son hidrófilas, y se unen a ella con gran facilidad; con otras ocurre lo contrario, son hidrófobas, "huyen" del agua.

Material

Arena mágica (de venta en tiendas de juguetes)

Recipiente de cristal

Pala pequeña

¿Qué hacemos? Echamos agua en el recipiente de

cristal y a continuación la arena. Veremos que los granos de arena permanecen juntos y podemos darles la forma que deseemos.

Al acabar podemos sacar la arena del agua y veremos que sale completamente seca.

¿Por qué ocurre esto?

Los granos de arena están formados por pequeños trozos de sílice (dióxido de silicio). Cuando se echa agua la arena corriente queda mojada ya que la sílice tiene afinidad por el agua, es hidrófila. La arena mágica, sin embargo, es arena normal que ha sido tratada con los vapores de un producto denominado trimetilhidroxisilano (CH3)3SiOH, de forma que los granos de arena quedan recubiertos de una película hidrófoba, que repele al agua. Además, se le añade un colorante para que el juguete sea mas atractivo.

¿Por qué unas sustancias se unen al agua y otras la repelen? Las sustancias están formadas por átomos enlazados, estos átomos tienen protones (cargas positivas) y electrones (cargas negativas). Cuando los átomos se unen, las cargas pueden distribuirse uniformemente dando lugar a una unión denominada apolar, o bien la distribución puede ser desigual y como consecuencia en las uniones de estos átomos aparecen polos, carga negativa por un lado y carga positiva por otro, en este caso la unión es polar. El agua es una sustancia polar, cuando a ella se acerca otro sustancia también polar (como la sílice) hay una atracción de tipo eléctrico, los polos se orientan y se atraen como las cargas eléctricas. El agua moja a la arena.

Cuando el agua se junta con una sustancia apolar (como el aceite) esta atracción no es posible, hay una repulsión. En consecuencia no se pueden mezclar el agua y el aceite. Lo mismo ocurre con la arena mágica, el recubrimiento apolar repele el agua y la arena no se moja. Así, al sacarla del agua permanece totalmente seca.

¿Para qué sirve la arena mágica? La arena mágica se obtuvo por primera

vez con el objetivo de recoger los vertidos de petróleo en el mar. La arena se une a la capa aceitosa, va al fondo y allí se recoge. La arena mágica es capaz de absorber gran cantidad de petróleo, pero este método resultó ser muy costoso y se han buscado otras soluciones.

También se puede utilizar en las zonas árticas para proteger y mantener a salvo del agua tuberías o aparatos, recubriéndolas de una capa de este producto.

Sigue experimentando Podemos intentar comparar las

propiedades de la arena normal y la arena mágica. Para ello, podemos tomar dos recipientes cada uno con un tipo de arena (normal y arena mágica), añadimos agua y observamos las diferencias a simple vista o con una lupa potente.

Tomamos una cantidad de arena mágica con agua y le añadimos aceite o petróleo comprobaremos su poder absorbente.

Volcán en erupción

¿Qué nos hace falta?Botella de plástico de 33mL.Vinagre.Bicarbonato de sodio.Pimentón.Harina.Agua.

Un volcán es una fisura en la corteza terrestre que está en contacto con una zona magmática y que bajo ciertas condiciones permite la salida de materias fluidas o sólidas a alta temperatura (lava). Existen dos tipos de lava; una más fluida y por lo tanto más destructiva y otra más viscosa de avance más lento. Por todos son conocidos los efectos devastadores de una erupción volcánica; pero también es un espectáculo majestuoso y francamente atrayente.

¿Qué vamos a hacer? Se llena la botella con agua hasta

aproximadamente un tercio de su volumen y sobre ésta se adiciona vinagre hasta completar algo más de los dos tercios de dicha botella. Sobre esta disolución se echa una cucharada de pimentón que dará color rojo a la "lava". Ahora se coloca la botella en el interior del volcán; de tal modo que al tener lugar la reacción química la "lava" generada ascienda por el cuello de la botella y resbale por las paredes del volcán.

Para que se produzca dicha reacción se añade por la boca del volcán un par de cucharadas de bicarbonato de sodio. Al entrar en contacto este sólido con el ácido acético contenido en el vinagre tiene lugar el siguiente proceso donde se genera dióxido de carbono (gas) que "empuja" la lava hacia el exterior:

Vinagre + Bicarbonato sódico ----> Dióxido de carbono + Agua + Acetato de sodio

Completa tu experimento

Si se añade harina a la botella que contiene el vinagre se conseguirá que la lava tenga un aspecto más espumoso, siendo más espesa.

Se pueden construir volcanes muy diferentes empleando pasta de papel que una vez seca se recubrirá con una pintura plástica capaz de soportar la "lava" que no es más que una disolución acuosa. Además se usará como boca del volcán el tapón de la botella perforado; ya que así se consigue que el cierre del lugar donde va a tener la reacción (botella) sea hermético y que la "lava" tenga un único camino de avance.

Teléfonos y vasos

comunicantes

La construcción de un teléfono

Vamos a experimentar con un sistema de comunicación a distancia sumamente sencillo.

Cogemos dos vasos de plástico duro o rígido y practicamos un pequeño agujero en el fondo de cada uno. A continuación, pasamos una cuerda fina a través de los orificios y hacemos un nudo. Estiramos la cuerda de modo que la cuerda de modo que quede tensa y comenzaremos a hablar.

¿Qué ha sucedido? Queremos demostrar que el sonido se transmite por distintos medios materiales como lana, cable, y otros materiales… Para ello probaremos como se transmite el sonido a través de estos y otros materiales.

Materiales que utilizamos: Vasos de plástico de diferentes tamaños, Hilos de lana , Cables (de cobre y nylon), Goma elástica

Queremos investigar cómo mejorar este sencillo sistema de comunicación. Para ello, vamos a trazar un plan detallado que se base en las siguientes cuestiones:

a ¿Cómo se transmite mejor el sonido: con la cuerda tensa o floja? Se transmite mejor con la cuerda tensa.

b ¿Qué materiales mejoran la calidad del sonido? - Cordel: transmite muy bien el sonido. - Cable: transmite el sonido, pero no tan bien como

el cordel. - Cable de nylon: no transmite nada el sonido. - Gomas elásticas: transmite mal el sonido, puesto

que amortigua el sonido c ¿Cómo afecta el grosor de la cuerda a la

transmisión del sonido? Se transmite mejor si la cuerda es más o menos fina.

Como indicamos en el ejercicio anterior probamos con una curda de nylon, que es bastante gruesa, y con cordel, que es mucho más fino que el nylon.

A la hora de transmitir el sonido lo hace mucho mejo el cordel que la cuerda de nylon, se puede afirmar, entonces, que el sonido se transmite mucho mejor si la

Seguimos experimentando

cuerda es fina que si es gruesa, independientemente del material con que esté hecha.

d ¿Cómo influye la longitud de la cuerda en la calidad de la comunicación?

El sonido es mucho más claro si se utiliza una cuerda corta, en el caso de que se utilizara una cuerda más larga, el sonido es más impreciso y se entiende con mayor dificultad.

e ¿Es mejor usar vasos de plástico rígido o vasos de plástico blando?

Los resultados muestran que es mejor, y más aconsejable, utilizar vasos de plástico duro, rígido.

f ¿Cómo influye la forma de los vasos? ¿Cuál es la forma óptima?

Probamos con con distintos tipos de vasos: conos, vasos cúbicos, de cartulina, etc.

El que nos dio mejor resultado fue el que tiene el fondo más estrecho que la parte superior.

Era el único vaso que hacía que el sonido se escuchara con mayor intensidad, esto se debe a que, gracias al estrechamiento que tiene, al actuar como un pequeño “altavoz”, amplia el sonido, de manera que se entienda con mayor intensidad.

Echándole imaginación

Además de la información recogida en los apartados anteriores, podemos hacer muchas otras actividades con los vasos comunicantes:

Por ejemplo, conectar más vasos, si cruzamos varios hilos de más de un par de vasos el sonido vibra en más direcciones y, aunque un poco difuso el sonido se oye en más puntos. También podemos emplear

distintos tipos de vasos para comprobar su sonoridad, vasos de yogur, de Actimel y otros… Probar nuevas maneras de emplear el teléfono de vasos, como por ejemplo, mojar el hilo y comprobar si la sonoridad ha mejorado, empeorado o permanece igual.Y… ¡échale imaginación a ver qué es lo que descubres tú con éste divertido experimento!