Buidar una ampolla

Què he de fer quan tinc pressa i he de buidar una ampolla d’aigua? Quina és la millor manera de fer-ho? Deixar-la quieta, sacsejar-la, fer-la rodar, anar-me’n i oblidar-me de l’ampolla…?

buidarunaampolla

Com ho podem fer per buidar el més ràpidament possible una ampolla?

Podem provar-ho de vàries maneres però està clar que per buidar ràpidament l’ampolla cal que entri aire a dins per tal que la pressió entre dins i fora sigui aproximadament igual i l’aigua caigui pel seu propi pes.

Anem a pams: si deixem l’ampolla quieta, vertical i cap per avall veurem que l’aigua surt a batzegades. Primer en surt una mica però aleshores es forma un buit parcial dins que impedeix (per diferència de pressions) que continuï caient l’aigua fins que no entra una mica d’aire per igualar les pressions interior i exterior moment en el qual l’aigua torna a caure (per gravetat) i així successivament fins que es buida totalment l’ampolla. Un procés lent.

Segona prova: posem l’ampolla vertical i cap per avall però la fem rodar inicialment fins que observem que l’aigua forma un remolí i comença a sortir de forma regular i bastant ràpida. En aquest cas hem aconseguit que l’aire entri de forma contínua dins l’ampolla a través del punt central del remolí. En aquesta situació les pressions interior i exterior sempre són iguals i l’aigua cau uniformement pel seu propi pes (gravetat). El procés és una mica més ràpid que abans.

Tercera situació… i definitiva: en aquest cas hem de disposar també d’una palla per beure refrescs. Posarem l’ampolla vertical i cap per avall però amb la palla bufarem dins l’ampolla. L’aigua sortirà amb una velocitat que ens sorprendrà fins i tot a nosaltres! Hem aconseguit que l’aigua surti de l’ampolla no solament degut a l’acció de la gravetat (el seu pes) sinó afegint-t’hi la diferència de pressions (en aquest cas la interior és superior a l’exterior) que empeny l’aigua cap a fora. El procés ara és ultraràpid!

Bé, ara només queda que ho proveu i quedeu, de ben segur, una mica (o molt) sorpresos.

Un tornado en una ampolla

tornado

Un tornado a Parker (Estats Units)

No cal anar als Estats Units per poder “caçar” un tornado. Dues ampolles de plàstic (millor si tenen certa rigidesa) amb els seus taps, un tros de manguera i una mica de cola ens permeten generar-ne un i que, a més, no sigui destructiu.

Als dos taps de plastic cal fer-hi un forat d’un centímetre de diàmetre i encolar-los capicuats ben fort dins la manguera de plàstic. Hem de triar bé la cola per tal que el conjunt quedi segellat hermèticament i tingui prou solidesa per realitzar l’experiment.

Omplim amb aigua unes 3/4 parts d’una ampolla, enrosquem el doble tap i després també l’altra ampolla. Donem la volta al conjunt i observem… al principi cau una mica d’aigua però al cap d’un instant s’atura. Si volem que l’aigua de l’ampolla superior caigui hem de moure el conjunt, sobretot l’ampolla superior, amb un moviment de rotació, ràpidament comprovarem que l’aigua comença a caure mentre veiem que es forma (espectacular!) un tornado a l’ampolla superior.

De fet inicialment l’aigua no cau perquè necessita que a l’ampolla inferior s’evacui l’aire per deixar lloc a l’aigua que ha de caure. Si aconseguim, amb el moviment de rotació, la formació del tornado aleshores l’aire pot passar de baix a dalt a través de l’orifici central del vòrtex que es crea i per tant l’aigua pot caure a l’ampolla inferior.

Aquest fenomen també el podríem explicar en termes de pressió: a la part superior es forma un buit parcial de manera que la diferència de pressions entre dalt i baix equilibra el pes de l’aigua perquè no caigui. Només si comuniquem les dues ampolles (per la part central del tornado) s’igualen les pressions i aleshores l’aigua cau lliurement.

Un fenòmen metereològic destructiu que podem tenir en petit format i embotellat. Gaudiu-ne!

Inflant globus

globus

En disminuir la pressió exterior (atmosfèrica) del globus, aquest s’infla per disminuir la seva pressió interior i igualar-la de nou amb l’exterior

Per explicar els efectes de la pressió atmosfèrica podem realitzar aquesta experiència, senzilla i coneguda però sempre il·lustrativa. Cal que disposem d’un recipient on poder fer el buit (parcial), en el nostre cas utilitzem un recipient de cuina que porta com accessori una manxa que en comptes d’inflar extreu l’aire – per millorar la conservació dels aliments- i que podeu trobar a qualsevol botiga de parament de la llar.

Només cal que posem dins un globus molt poc inflat, tapem el recipient i amb la bomba manual anem extraient l’aire. Veurem com el globus es va inflant degut a que estem disminuint la pressió que actua exteriorment sobre el globus de manera que l’aire que té a dins (inicialment a la pressió atmosfèrica) fa augmentar el volum del globus per tal que s’igualin les pressions interior i exterior.

Evidentment que en obrir la vàlvula (entra aire) la pressió dins del recipient torna a ser l’atmosfèrica i el globus torna a tenir la mida inicial.

Aquesta mateixa experiència es pot realitzar amb una bomba de buit de laboratori amb un resultat més espectacular degut a que aconseguim disminuir molt més la pressió. També podem experimentar posant-hi altres objectes: bossa de patates xips, llaminadures tipus núvol…

L’ou com balla

L’ou com balla és una tradició que té lloc a diverses poblacions de Catalunya el dia del Corpus Christi i sembla que es va originar a la Catedral de Barcelona.

L'ou com balla una tradició molt antiga

L’ou com balla una tradició molt antiga

Hi ha constància que al segle XVI ja es feia a la font del claustre de la Catedral de Barcelona i se n’encarregaven els escolans. L’ou, un cop buit i amb un punt de cera per tapar el forat pel qual s’ha buidat l’ou, es col·loca sobre el raig d’aigua d’un brollador d’una font, de manera que giravolta sense caure.

Nosaltres podem reproduir aquest tradició amb diverses variants utilitzant un assecador de cabells, una pilota de ping-pong, un ou (buit) i varis globus. Només cal aguantar l’assecador de manera que generi un corrent d’aire vertical sobre el que posarem la pilota de ping-pong o bé l’ou (que prèviament haurem buidat fent un parell de forats i bufant fort per un d’ells).

pingpong

Segons el principi de Bernouilli s’origina una diferència de pressions que tendeix a restablir l’equilibri

En els dos casos, contràriament al que podríem esperar, la pilota o l’ou es queda en equilibri dinàmic movent-se d’un costat a l’altre però sense arribar a caure. L’explicació l’hem de trobar en la diferència de pressió provocada per les variacions de la velocitat de l’aire a cada costat de l’ou quan aquest es desplaça lateralment. Segons el principi de Bernouilli, quan més gran és la velocitat d’un fluid (en aquest cas l’aire que circula pel costat B) més petita és la pressió i en el costat contrari (A) passa que la velocitat és inferior de manera que la pressió (PA) és superior. Això fa que es generi una diferència de pressions, globalment cap a l’esquerra, que tendeix a restablir l’equilibri.

Podem observar el fenòmen amb una pilota de ping-pong i un ou (buit) en el següent vídeo:

Aquesta mateixa experiència es pot realitzar amb un globus… fins i tot amb un conjunt de globus lligats amb cinta adhesiva entre ells. En el vídeo es pot veure que el resultat és espectacular de manera que podeu sorprendre a les vostres amistats amb aquesta proposta!

Un ou cru molt dur

oucrumoltdur

Apretant l’ou entre l’índex i el polze…

Una proposta per a jugar amb ous. Tots sabem que un ou cru és molt fràgil, molt sovint ho experimentem per a fer-nos un ou ferrat o una truita i alguna vegada també quan se’ns cau a terra i, tot seguit, hem d’agafar la fregona.

Tot i això la closca de l’ou és extraordinàriament forta a esforços de compressió sempre que la força l’apliquem repartida en la superfície i en la direcció del seu eix longitudinal.

oucrumoltdur2

… i entre els dos palmells de les mans

Una prova d’això és intentar aixafar un ou apretant-lo amb tota la nostra força entre els dits polze i índex… comprovarem que no el podem trencar. Encara és més sorprenent si l’intentem esclafar, tal com es veu en la segona imatge, apretant tant com puguem amb els palmells de la mà. En aquest cas cal tenir molta cura que l’ou no faci una rotació perquè en aquest cas si que el resultat seria desastròs.

Però, fins a quanta força pot aguantar la closca d’un ou cru? Pot aguantar el pes d’una persona d’uns 70 kg (és a dir uns 700 N)? Doncs utilitzant dues flameres metàl·liques omplertes de plastilina i situant l’ou cru entremig podem comprovar fàcilment que la closca de l’ou té una resistència superior al pes d’una persona. Una experiència interessant que, de ben segur, farà posar nerviosos als anfitrions de la casa on estem celebrant un àpat familiar en un dia assenyalat.

Ah, i no feu trampa: no s’hi val a fer l’experiment amb un ou dur… perd totat l’emoció!