¿Por qué las gotas de agua o las pompas de jabón son esféricas?
La responsable de este fenómeno es la tensión superficial, fuerza que tiende a disminuir la superficie libre de un líquido y por ello, adopta la forma de esfera que es el cuerpo de revolución que presenta una menor superficie para un volumen determinado.
¿Por qué flotan los barcos? ¿Y que sucede con los submarinos?
La flotabilidad se explica con el Principio de Arquímedes que afirma que al sumergir un cuerpo en un fluido, éste ejerce sobre el cuerpo una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido que ha sido desplazado por el cuerpo.
En el caso de los submarinos para producirse la inmersión o para emerger, estos llevan unos tanques de lastres, que pueden llenarse con agua del exterior o con aire a presión. Para sumergirse se llenan de agua, aumentado el peso del submarino, y se llenan de aire para emerger.
Esto también se puede aplicar a los globos aerostáticos.
¿Por qué vuela un avión?
Se produce debido a que a una velocidad suficiente, la diferencia de presión entre las dos caras del las alas provoca un empuje hacia arriba. Es decir, la geometría de las alas hace que la velocidad del aire en la parte superior sea mayor que en la parte inferior, lo que produce una mayor presión en la parte inferior que en la parte superior, provocando una fuerza hacia arriba (sustentación) que se opone al peso del avión. Esto se explica gracias al teorema de Bernoulli (la suma de la energía cinética, energía potencial y el trabajo de las fuerzas externas que actúan sobre un líquido permanecen constante) y el efecto Venturi.
¿Por qué cae antes una hoja de papel arrugada que una plana/abierta? ¿Y por qué caen a la misma velocidad un martillo y una pluma en la Luna?
La ley de Newton (F= m x g), dice que la fuerza de atracción de la Tierra es mayor cuanto más masa tiene el cuerpo, pero el cuerpo además según va cayendo va aumentando su velocidad por la gravedad (g=aceleración). Según la ley de Newton dos cuerpos caerán sobre la tierra a la misma velocidad solo si tienen la misma masa. El aire de la atmósfera hace que los cuerpos se desaceleran (se frenen) por el rozamiento del cuerpo contra el aire según van cayendo, pero el rozamiento será mayor en cuerpos que tengan mayor superficie de contacto con el aire, es decir los cuerpos de mayor superficie, rozan más y caerán más despacio, aunque tengan igual masa.
Así pues, si la hoja está arrugada tendrá menor superficie por lo que el rozamiento será menor y caerá más rápido que la plana.
En el caso del experimento de David Scott, no existía una atmósfera que produjese rozamiento y la distancia no era demasiado grande para tener en cuenta la aceleración.
¿Por qué se nota "frío" en la piel allí donde vertimos acetona o alcohol?
Se explica con el proceso de evaporación: si una molécula de elevada energía (lo que implica mayor temperatura) choca contra las moléculas de la superficie y vence el efecto derivado de la tensión superficial saldrá disparada fuera del líquido y pasará a estado gaseoso. Como la molécula evaporada tenía mayor energía que el promedio de las moléculas líquidas, el promedio se habrá enfriado, es decir, el líquido se ha enfriado dando lugar a la sensación de frío o frescor en la piel.
¿Por qué vemos los colores?
Para que la luz sea visible, es necesario que pueda ser captada por el ojo humano y enviada su impresión al cerebro a través del nervio óptico. El color es la traducción en nuestro cerebro de la corriente nerviosa originada por la impresión que ha recibido la retina al llegarle luz. Solo un pequeño intervalo de frecuencias del espectro electromagnético corresponde a la luz visible; los colores van del rojo (menor frecuencia) al violeta(mayor frecuencia) pasando por toda la gama de colores del arco iris.
En principio, a cada frecuencia le corresponde un color; sin embargo, el fenómeno no es tan sencillo, la retina humana no tiene tantos tipo de células diferentes y el cerebro interpreta las frecuencias en función de la distribución de sensaciones que se produce en los diversos tipos. Por ello la superposición de distintos colores puede producir la misma sensación que la frecuencia correspondiente a un color concreto (los impresionistas jugaban con este fenómeno a la hora de pintar sus cuadros). Así, la visión de un color puede producirse por la llegada de una determinada frecuencia, por la eliminación de ciertas frecuencias de luz blanca o por la superposición de frecuencias al iluminar con luces de distintos colores.
Simulación de la visión del color
Simulación de la visión del color
¿Y los animales que colores ven?
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