¿Sabías que con un simple smartphone es posible reproducir los experimentos de grandes figuras de la ciencia moderna? En este artículo, te proponemos realizar 12 experimentos diseñados por científicos de renombre como Pitágoras, Robert Boyle o Albert Einstein. Estos experimentos, accesibles para todos, no requieren equipos complejos. ¿Estás listo para descubrir el trabajo de nuestros predecesores y sumergirte en descubrimientos científicos fascinantes? ¡Prepara tu smartphone!
Tabla de contenido
Pitágoras y la invención de la escala - Galileo y el péndulo - Torricelli y el flujo del agua - Newton y la gravitación - Leibniz y la conservación de la energía - Boyle y las ondas sonoras - Einstein y el experimento mental del ascensor - Doppler y el efecto Doppler - Nollet y la medición de la velocidad del sonido - Young y la teoría de los colores - Delambre y la medición del meridiano - Von Helmholtz y el resonador
Pitágoras y la invención de la escala
Un día, mientras paseaba cerca de una fragua, se cuenta que Pitágoras se sintió atraído por los sonidos armoniosos producidos por los martillos golpeando el yunque. Intrigado, notó que la altura de los sonidos dependía del tamaño y del peso de los martillos. Entonces realizó experimentos suspendiendo diferentes pesos en cuerdas y golpeándolos, descubriendo que relaciones específicas de peso producían sonidos armoniosos. Pitágoras identificó tres intervalos musicales fundamentales: la octava (relación 1:2), la quinta (relación 2:3) y la cuarta (relación 3:4). Estos intervalos formaron la base de la escala diatónica pitagórica.
Pitágoras, uno de los mayores genios de la antigua Grecia (570-495 a.C.), fue matemático, filósofo, músico y místico. Fundador del movimiento pitagórico, enfatizó las matemáticas, la música y la armonía universal. Sus contribuciones incluyen el famoso teorema de Pitágoras, y su interés por la música lo llevó a explorar los intervalos musicales y el concepto de la "armonía de las esferas".
Para hacer un análisis similar al de Pitágoras y recuperar sus intuiciones, te proponemos usar el sintetizador de sonidos de la aplicación y determinar experimentalmente los acordes de frecuencias que te parezcan armoniosos. Por ejemplo, intenta elegir una frecuencia base de 600 hertzios, y luego, al añadir una segunda vía, identifica los acordes "armónicos". ¿Son los mismos que encontró Pitágoras? ¿Los intervalos de Pitágoras suenan diferentes a otros acordes? Analiza estos acordes con el osciloscopio de la aplicación para entender por qué son agradables al oído. Para saber más sobre las ondas sonoras y los acordes armónicos, puedes consultar nuestro artículo: ¿Se puede ver un sonido?
Galileo y el péndulo
Todo el mundo conoce la anécdota de Galileo y la caída de los pesos desde lo alto de la torre de Pisa, una estructura inclinada que forma parte del conjunto arquitectónico de la catedral de Pisa, obra maestra de la arquitectura románica construida entre los siglos XI y XII. Otra anécdota menos conocida se desarrolla dentro de esta catedral. Mientras era estudiante de medicina en la universidad, Galileo notó una lámpara suspendida balanceándose durante una misa. Intrigado por el movimiento regular de la lámpara, utilizó su pulso para medir el tiempo entre las oscilaciones y constató que, independientemente de la amplitud del balanceo, el período de las oscilaciones se mantenía notablemente constante. Esta observación marcó el comienzo de sus experimentos con péndulos, contribuyendo de manera significativa a la física clásica, especialmente a la medición precisa del tiempo y a la elaboración de la teoría de la mecánica.
Cien años después, Christian Huygens confirmaría la hipótesis de Galileo y proporcionaría un modelo del péndulo simple cuyo período de oscilación solo depende de la longitud del hilo y de la gravedad. Para pequeñas oscilaciones: T = 2π * √(l/g) donde T es el período en segundos, l es la longitud del hilo en metros y g es la aceleración debida a la gravedad en metros por segundo cuadrado.
Puedes demostrar experimentalmente esta relación con un smartphone. Fija un gancho al techo y ata una cuerda larga con un smartphone al final, fijado en una bolsa de plástico, luego hazlo oscilar. El período puede medirse de múltiples maneras gracias a los sensores de los smartphones, por ejemplo, midiendo la aceleración, las variaciones del campo magnético en relación con un imán en el suelo o la luminosidad colocando el smartphone en el suelo y al final del péndulo una bola que tape el detector. Si dispones de un péndulo de Newton, verifica la regularidad de las oscilaciones midiendo el tiempo entre los choques gracias a la medición del nivel sonoro.
Para saber más, puedes descubrir todos los experimentos que proponemos sobre el tema del péndulo con un smartphone: Actividades con el péndulo.
Torricelli y el flujo del agua
Evangelista Torricelli (1608-1647) fue un matemático y físico italiano, principalmente conocido por su invención del barómetro de mercurio. Alumno de Galileo Galilei, Torricelli continuó sus trabajos sobre la presión atmosférica y los fluidos, desarrollando principios fundamentales de la dinámica de fluidos. En aquella época, los científicos no entendían por qué las bombas de agua no podían elevar el agua más allá de 10 metros. Torricelli planteó la hipótesis de que la presión del aire sostenía la columna de agua. Para probar esta idea, llenó un tubo con mercurio, más denso que el agua, y lo invirtió en una cubeta de mercurio. Una columna de mercurio de 76 cm permaneció, creando un vacío en la parte superior. Este experimento demostró la existencia de la presión atmosférica y del vacío, sentando así las bases de la meteorología moderna y de la física de fluidos.
Otra contribución del científico es la ley de Torricelli, que explica que la velocidad de flujo de un fluido por un orificio bajo un recipiente es proporcional a la raíz cuadrada de la altura del fluido por encima del orificio. La ley de Torricelli establece que la velocidad de flujo de un fluido por un orificio bajo un recipiente es proporcional a la raíz cuadrada de la altura del fluido por encima del orificio. Formalmente, la velocidad v se da por v=√(2gh), donde g es la aceleración de la gravedad y h es la altura de la columna de fluido. Esta ley se deriva de los principios de conservación de la energía y de la dinámica de fluidos, ilustrando cómo la presión y la altura influyen en la velocidad de flujo.
Para reproducir este experimento, se puede realizar el siguiente experimento simple: elige una botella de agua y haz un agujero cerca del fondo. Luego, filma la botella con un smartphone mientras se vacía. Este video puede ser analizado mediante análisis cinemático para observar la relación entre la altura del agua y la velocidad de flujo. Para saber más sobre este experimento, puedes seguir el siguiente enlace: Ley de Torricelli.
Newton y la gravitación
El descubrimiento de la gravitación por Isaac Newton es una de las leyendas más célebres de la historia de la ciencia, a menudo adornada con la anécdota de la manzana cayendo de un árbol. Aunque esta historia es popular, la verdadera manera en que Newton formuló su teoría de la gravitación universal es más compleja y se basa en años de investigaciones y observaciones minuciosas. Hacia mediados de la década de 1660, Newton ya estaba profundamente comprometido con el estudio de la física y las matemáticas en la Universidad de Cambridge. Cuando una epidemia de peste obligó a cerrar la universidad en 1665, Newton regresó a Woolsthorpe, su ciudad natal. Fue durante este período de retiro forzado, conocido como su "annus mirabilis" o año milagroso, que comenzó a desarrollar sus ideas revolucionarias en física.
La famosa historia de la manzana sugiere que Newton se inspiró para formular su teoría de la gravitación después de ver una manzana caer de un árbol. Según relatos de William Stukeley, un amigo de Newton, y John Conduitt, su yerno, Newton les contó que el incidente de la manzana le hizo reflexionar sobre la naturaleza de la fuerza que hacía caer la manzana perpendicularmente al suelo. Sin embargo, el verdadero avance de Newton no fue simplemente darse cuenta de que los objetos caen hacia la Tierra, sino generalizar esta atracción para comprender que todos los cuerpos en el universo se atraen mutuamente. Newton comenzó a pensar que la misma fuerza que hacía caer la manzana también era responsable de mantener los planetas en órbita alrededor del Sol. Formuló su ley de la gravitación universal, que estipula que cada partícula de materia en el universo atrae a cada otra partícula con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros. Estos trabajos fueron publicados en 1687 en su obra magna, los "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" (Principios matemáticos de la filosofía natural), que establecen los fundamentos de la mecánica clásica.
Para comprender mejor la gravedad, se puede dejar caer un smartphone en lugar de la manzana. Un experimento así permitirá hacer rápidamente una estimación de g midiendo la duración de la caída desde una cierta altura. Por supuesto, es necesario asegurarse de que el smartphone caiga sobre una superficie blanda y medir con precisión la altura y el tiempo transcurrido durante la caída. Sigue el protocolo de actividad que describe los pasos a seguir: Medición de g.
Leibniz y la conservación de la energía
Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) fue un polígrafo alemán, reconocido por sus contribuciones significativas a la filosofía, las matemáticas, la lógica, la teología y las ciencias. Nacido en Leipzig en una familia de juristas, Leibniz mostró desde una edad temprana una inteligencia notable y una curiosidad insaciable por diversos campos del conocimiento. Políglota, dominaba varias lenguas, incluyendo latín, griego, francés y alemán, y tenía nociones de inglés, italiano y neerlandés. Este interés por las lenguas lo llevó a proponer ideas para mejorar la eficiencia de la comunicación humana, trabajando en el desarrollo de una lengua universal, o "característica universal", basada en un sistema lógico de símbolos para representar conceptos. Pensaba que esta lengua universal podría no solo facilitar la comunicación entre diferentes pueblos, sino también ayudar a resolver disputas filosóficas o científicas aclarando los conceptos. A pesar de sus esfuerzos y su investigación profunda, nunca logró implementar esta idea.
Leibniz no estaba convencido de la visión cartesiana según la cual la cantidad de movimiento (el producto de la masa y la velocidad) se conservaba en las colisiones. Observó que esta teoría no tomaba en cuenta todas las observaciones experimentales, especialmente las colisiones elásticas, donde la suma de los productos de la masa y la velocidad parecía variar. Para resolver esta incoherencia, Leibniz propuso el concepto de "vis viva" (fuerza viva), que definía como el producto de la masa y el cuadrado de la velocidad (mv²). Demostró que en un sistema aislado, la suma de estas vis viva se conservaba, incluso si la cantidad de movimiento no lo hacía necesariamente. Esta idea innovadora sentó las bases de nuestra comprensión moderna de la energía cinética, resaltando la importancia de la conservación de la energía en los fenómenos mecánicos.
Se pueden realizar numerosos experimentos con un smartphone para ilustrar la conservación de la energía durante los choques. Para llevar a cabo este estudio de la mejor manera, utiliza el módulo cinemático de la aplicación FizziQ. Con un smartphone, filma un choque elástico y luego un choque inelástico, y estudia las leyes de conservación de la cantidad de movimiento y de la energía. En el sitio fizziq.org encontrarás un video que permitirá realizar mediciones precisas: Colisión.
Boyle y las ondas sonoras
Robert Boyle (1627-1691), químico y físico irlandés, es considerado uno de los fundadores de la química moderna. Es conocido principalmente por la ley de Boyle, que describe la relación inversa entre la presión y el volumen de un gas a temperatura constante. Sus experimentos con una bomba de vacío demostraron la importancia de la presión atmosférica y sentaron las bases de la química física. Uno de sus experimentos más famosos involucraba una tortuga colocada en una cámara de vacío para observar los efectos del vacío sobre un organismo vivo. Boyle y su asistente, Robert Hooke, notaron que, a medida que retiraban el aire de la cámara, la tortuga se volvía cada vez más inactiva. Reintrodujeron rápidamente el aire antes de que la tortuga sufriera daños permanentes, demostrando de manera espectacular la importancia del aire para la supervivencia de los seres vivos.
A partir de esta constatación, Boyle realizó numerosos experimentos, especialmente sobre la propagación de los sonidos. Demostró que el sonido no puede propagarse en el vacío colocando un reloj de carrillón en una campana de vidrio conectada a una bomba de vacío. Al retirar progresivamente el aire de la campana, observó que el sonido del reloj se volvía cada vez más débil hasta volverse inaudible cuando el vacío estaba casi completo. Este experimento demostró que el sonido necesita un medio material, como el aire, para propagarse, confirmando que el vacío es un aislante acústico eficaz e ilustrando los principios de la transmisión de ondas sonoras.
Puedes reproducir un experimento similar usando un frasco en el cual puedas disminuir la presión atmosférica, como los utilizados para conservar alimentos, o mejor aún, una campana de vacío de laboratorio. Coloca un smartphone que emita un sonido de intensidad constante dentro del frasco, este smartphone también servirá para medir la presión atmosférica (los smartphones Apple tienen sensores de presión atmosférica). Fuera de la campana, mide la intensidad sonora con otro smartphone. Al disminuir progresivamente la presión en la campana, mide la disminución de la intensidad sonora. Verificarás así que la intensidad sonora disminuye logarítmicamente a medida que la presión en la campana disminuye.
Einstein y el experimento mental del ascensor
Un experimento mental es un escenario hipotético utilizado para explorar las consecuencias de un principio o una teoría en ausencia de experimentación física real. Consiste en razonar sobre un problema utilizando únicamente la imaginación y el conocimiento de las leyes físicas, sin necesitar pruebas empíricas o ejecución práctica. Utilizados en diversos campos, incluyendo la física, la filosofía, las matemáticas y la ética, los experimentos mentales sirven como herramientas poderosas para conceptualizar ideas, cuestionar nociones existentes y estimular la exploración intelectual. Albert Einstein, uno de los usuarios más eminentes de los experimentos mentales, los utilizó ampliamente para desarrollar sus teorías revolucionarias en física, particularmente las teorías de la relatividad especial y general. Estos experimentos le permitieron visualizar problemas complejos y paradojas en física, difíciles o imposibles de probar con la tecnología de su época.
Uno de los experimentos mentales más famosos de Einstein se refiere a la teoría de la relatividad general: el experimento del ascensor. Einstein se imaginaba dentro de un ascensor cerrado en el espacio profundo, que acelera hacia arriba. Una pelota soltada dentro del ascensor parece caer hacia el suelo de manera similar a la atracción gravitatoria de la Tierra. En contraste, un ascensor estacionario cerca de un planeta sufre un efecto similar debido a la gravedad. La esencia de este experimento es que, dentro de los límites del ascensor, no se puede distinguir entre los efectos de la gravedad y la aceleración pura.
Para realizar este experimento, coloca un smartphone sobre una mesa y abre el instrumento de medición Aceleración absoluta de la aplicación FizziQ. Verás aparecer el valor de 9,80 m/s², correspondiente a la aceleración de la gravedad. Luego, coloca un colchón en el suelo, o utiliza una cama blanda, presiona el botón de grabar y lanza el smartphone para que describa una parábola y caiga sobre el colchón. Después de detener la grabación y añadir los datos al cuaderno de experimentos, notarás que durante todo el tiempo en el aire, la aceleración medida es nula. Aunque el smartphone esté en caída libre, y por lo tanto su velocidad vertical varíe para un observador en la Tierra, el smartphone en sí mismo no percibe ninguna fuerza, está en ingravidez.
Este experimento reproduce exactamente el experimento mental del ascensor de Einstein. El smartphone es equivalente a un ascensor que cae con la misma aceleración que la gravedad. Dentro del smartphone, el acelerómetro no puede detectar si está en caída libre o si la gravedad es nula. Para él, al igual que para la persona presente en el ascensor, la gravedad es equivalente a una aceleración.
Para saber más, puedes consultar nuestros dos artículos sobre el tema: un artículo dedicado a la gravedad, y un artículo que explica cómo funciona un acelerómetro.
Doppler y el efecto Doppler
En 1842, Christian Doppler, un físico austriaco, propuso una nueva teoría sobre el desplazamiento de la frecuencia de una onda cuando la fuente se mueve en relación con el observador. Su teoría fue recibida con gran escepticismo por la comunidad científica, principalmente porque los medios de transporte de la época no permitían demostrar claramente lo que la teoría predecía. Sin embargo, una prueba irrefutable de la teoría de Doppler fue aportada en 1845 por el meteorólogo Buys-Ballot. Organizó un experimento espectacular colocando a músicos en una plataforma de un tren lanzado a 70 km/h, haciéndoles tocar una nota constante. Las personas a lo largo del trayecto pudieron constatar el cambio de frecuencia de los sonidos emitidos por la orquesta cuando el tren pasaba frente a ellas, confirmando que el efecto Doppler no era una ilusión.
La frecuencia de una onda, ya sea sonora o luminosa, se ve afectada por el movimiento de la fuente en relación con el observador. Este desplazamiento de frecuencia es directamente proporcional a la velocidad, según la ecuación: Δf = f * Vmovil / Vonda, donde Vmovil es la velocidad del móvil y Vonda es la velocidad de la onda.
Hoy en día, el efecto Doppler se utiliza en numerosas tecnologías, tales como el radar meteorológico, la imagen médica, así como para el control y la seguridad. Se ha revelado como una herramienta valiosa para los astrónomos, permitiéndoles comprender los movimientos celestes y descubrir nuevos objetos como los exoplanetas. Desde sus humildes comienzos en el laboratorio de Doppler hasta los observatorios modernos que escudriñan las profundidades del espacio, el efecto Doppler ha moldeado nuestra comprensión del universo, ofreciéndonos ventanas sobre el movimiento y la composición de los cuerpos celestes.
Se pueden realizar numerosos experimentos con un smartphone para evidenciar y verificar experimentalmente la ley de Doppler. Para ello, se puede utilizar el sintetizador sonoro de los smartphones para generar sonidos y medir la frecuencia de los sonidos con el micrófono. Estos experimentos permiten demostrar concretamente el desplazamiento de frecuencia observado cuando la fuente sonora está en movimiento en relación con el observador. Encontrarás 5 experimentos para realizar sobre este tema siguiendo este enlace: https://www.fizziq.org/post/experiment-doppler-effect
Nollet y la medida de la velocidad del sonido
Jean-Antoine Nollet (1700-1770), también conocido como el Abbé Nollet, fue un físico y sacerdote francés renombrado por sus contribuciones al estudio de la electricidad y la acústica. Nacido en Pimprez, Nollet comenzó su carrera en teología antes de orientarse hacia las ciencias naturales. Se convirtió en miembro de la Academia de Ciencias y enseñó física experimental en el Colegio de Navarra en París. Nollet es especialmente conocido por sus trabajos sobre la electricidad. Fue uno de los primeros en demostrar los efectos de la electricidad estática y en popularizar los experimentos eléctricos en Europa. Inventó el electrómetro, un aparato para medir la carga eléctrica, y realizó demostraciones públicas espectaculares que cautivaron la imaginación de su época.
En 1738, la Academia de Ciencias encargó a Nollet determinar con precisión la velocidad del sonido. Utilizando la topografía de la cuenca parisina, Nollet colocó un cañón en la torre de Montlhéry, con observadores apostados en la colina de Montmartre, a 28 kilómetros de distancia. Por la noche, cronometraron el tiempo transcurrido entre la vista del destello luminoso y la escucha del "BANG" del disparo del cañón. Dado que la luz del disparo se percibía casi instantáneamente, midieron luego el tiempo necesario para escuchar el sonido. Nollet calculó la velocidad del sonido utilizando la distancia y el tiempo medido, informando una velocidad de 337,2 metros por segundo a la Academia de Ciencias. Este valor, muy cercano a la medida moderna (aproximadamente 343 m/s a 20°C), demostró la precisión y el rigor de su método científico. Su experimento marcó un hito en el estudio de las ondas sonoras y sigue siendo un ejemplo destacado de la aplicación práctica de los principios científicos.
Se puede reproducir fácilmente este experimento en clase o en casa con dos smartphones equipados con la aplicación FizziQ. Para ello, utiliza los cronómetros acústicos de la aplicación, que permiten medir el tiempo transcurrido entre dos eventos sonoros. Coloca los dos smartphones uno junto al otro y activa los cronómetros batiendo las manos. Luego, mueve uno de los dos teléfonos a una distancia de al menos 5 metros y vuelve a batir las manos cerca del otro teléfono. Los cronómetros se detendrán y se puede calcular la velocidad del sonido dividiendo la distancia por la diferencia de tiempo entre los dos cronómetros. Para realizar este experimento, sigue el enlace siguiente: medida de la velocidad del sonido.
Young y la teoría de los colores
Thomas Young, físico y polímata británico, es célebre por sus trabajos revolucionarios sobre la teoría de los colores y la visión tricromática. A principios del siglo XIX, Young se interesó por la manera en que el ojo humano percibe los colores. En 1801, propuso que la visión de los colores se basa en tres tipos de receptores en el ojo, cada uno sensible a uno de los tres colores primarios: rojo, verde y azul. Para probar su teoría, Young utilizó filtros de colores y fuentes de luz de diferentes longitudes de onda. Demostró que la combinación de estos tres colores básicos podía reproducir todos los demás colores perceptibles por el ojo humano. Por ejemplo, al combinar las luces roja y verde, podía crear amarillo; al combinar azul y rojo, obtenía magenta; y al combinar los tres, obtenía blanco.
Pasaron más de 150 años antes de que se confirmara la existencia de células sensibles a tres diferentes rangos de longitudes de onda (las más sensibles al verde-amarillo, al verde-azul y al azul – y no al rojo, verde y azul). Estas células fueron identificadas en 1956 por Gunnar Svaetichin. En 1983, este descubrimiento fue validado en las retinas humanas durante un experimento realizado por Herbert Dartnall, James Bowmaker y John Mollon, quienes obtuvieron lecturas microspectrofotométricas de los conos individuales de los ojos humanos. Este descubrimiento tuvo una profunda influencia en la ciencia de la óptica, en la comprensión de la percepción visual, y también fue fundamental para el desarrollo de tecnologías modernas como las pantallas de televisión y de computadora, que utilizan píxeles rojos, verdes y azules para mostrar una gama completa de colores.
Para reproducir experimentalmente el experimento de Thomas Young con un smartphone, sigue el siguiente experimento: usando el instrumento Color de la aplicación FizziQ, apunta a un color y añade esta medida al cuaderno de experimentos. Esta medida te dará la cantidad de los colores primarios rojo, verde y azul que componen ese color. Utilizando el Sintetizador de color en las Herramientas con las cantidades determinadas por el espectro, puedes entonces reconstruir ese color. Cualquiera que sea el color, puede ser recreado a partir de los tres colores principales. Los tres colores primarios, mezclados, son suficientes para crear cualquier color que percibimos.
Delambre y la medición del meridiano
En 1790, la Asamblea Nacional Francesa decidió establecer un sistema de medida único, utilizando la Tierra como referencia. El metro fue entonces definido como la diez millonésima parte del cuarto del meridiano terrestre. Pierre Méchain y Jean-Baptiste Delambre, astrónomos y matemáticos, fueron encargados de medir este meridiano en 1792, con el fin de establecer una estimación lo más precisa posible de la distancia entre Dunkerque y Barcelona.
Lo que siguió para los dos científicos fue una aventura de siete años. El período del Terror revolucionario hacía los desplazamientos peligrosos, especialmente con un aparato de medida inusual, el círculo repetidor. Delambre a menudo tuvo que enfrentarse a guardias nacionales desconfiados y poco cooperativos, lo que le impidió trabajar durante un año entero. Méchain, inicialmente más afortunado, vio sus esfuerzos complicados en 1793 cuando España declaró la guerra a Francia. Esta situación política tensa dificultó sus trabajos y sus desplazamientos. Además, Méchain descubrió una anomalía de unos segundos de arco en sus mediciones, lo que le llevó a ocultar sus resultados por temor al descrédito. Estos desafíos logísticos, políticos y personales complicaron seriamente la misión de definir el metro como la diez millonésima parte del cuarto del meridiano terrestre. En 1799, finalmente determinaron la longitud del metro en 0,513074 toesas. Méchain, enfrentado a una anomalía en sus mediciones, optó por ocultarlas. Sus trabajos sentaron las bases de la definición del metro moderno.
La triangulación es la herramienta matemática básica que utilizaron los dos científicos. Es un método geométrico utilizado para determinar la posición precisa de un punto midiendo los ángulos desde dos puntos de referencia fijos y conocidos. Este procedimiento se basa en la creación de triángulos para los cuales las distancias entre los puntos pueden calcularse utilizando las leyes de la trigonometría. En práctica, se comienza midiendo una línea de base entre dos puntos fijos, luego se miden los ángulos entre esta línea de base y un tercer punto visible. A partir de estas mediciones, se puede calcular la distancia al tercer punto. Repitiendo este proceso, se forma una serie de triángulos, permitiendo cartografiar vastas áreas con gran precisión.
Un ejercicio de triangulación puede realizarse simplemente utilizando el teodolito de la aplicación FizziQ. Este ejercicio permite, por ejemplo, calcular distancias que son demasiado grandes o en las cuales hay obstáculos, haciendo imposible la medición directa. Para saber más sobre la triangulación con FizziQ, se puede consultar el video: la triangulación con FizziQ.
Von Helmholtz y el resonador
Hermann von Helmholtz fue un científico alemán célebre por sus contribuciones en numerosos campos, especialmente la física, la fisiología y la psicología. Una anécdota particularmente interesante sobre Helmholtz se refiere a su invención del resonador de Helmholtz, desarrollado para identificar las diferentes frecuencias de los sonidos producidos por diversos instrumentos musicales.
En su búsqueda por entender cómo los humanos perciben los sonidos, Helmholtz diseñó una serie de esferas de diferentes tamaños con aberturas estrechas. Estas esferas, llamadas resonadores de Helmholtz, estaban destinadas a vibrar en resonancia con frecuencias específicas. Helmholtz utilizaba estos resonadores colocándolos cerca de su oído para escuchar los sonidos producidos por diferentes instrumentos. Cada resonador estaba calibrado para amplificar una frecuencia particular, permitiendo a Helmholtz analizar muy precisamente el espectro sonoro de la música.
Puedes construir fácilmente un resonador de Helmholtz usando un tubo de ensayo. Al soplar sobre el tubo, se emite un sonido cuya frecuencia es propia de la geometría del tubo. Para un tubo cerrado, la frecuencia fundamental de resonancia es: f₀ = c/(4.L+1,6.D) donde L es la longitud del tubo y D el diámetro del tubo. Gracias al frecuencímetro de la aplicación FizziQ, puedes verificar que la frecuencia del sonido emitido corresponde bien al cálculo de la frecuencia de resonancia del tubo.
Otra experiencia divertida consiste en medir la frecuencia del "pop" emitido al abrir una botella de vino. Esta frecuencia depende de la cavidad entre el líquido y el corcho. La frecuencia teórica del sonido también puede calcularse y verificarse con las herramientas apropiadas. Intenta con el siguiente video: Apertura de una botella de vino.
Conclusión
Explorar los científicos y los experimentos que realizaron permite dar vida a la ciencia y sus avances. Gracias al smartphone y la tablet, los estudiantes pueden realizar rápidamente experimentos que les permiten ponerse en la piel de grandes científicos y las problemáticas que intentaban resolver. Estas actividades no solo enriquecen la comprensión científica de los estudiantes, sino que también hacen el aprendizaje interactivo y atractivo. Para saber más sobre el uso en clases de ciencias de los smartphones o las tablets, puedes leer nuestro artículo sobre el tema: Usar FizziQ en clase.
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