Los siguientes proyectos son creativos y de fácil construcción; están orientados para estudiantes de todos los niveles.
lunes, 28 de diciembre de 2015
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELECTRICA ALIMENTADA POR VAPOR DE AGUA
Un buen proyecto para experimentar con el vapor de agua.
domingo, 27 de diciembre de 2015
Construcción: Bobina de Tesla
- Pelaez Diaz Claudia
- Santos Carrion Jose
- Vergaray Tafur Nills
- LLempen Berna Italo
Diapositivas: Bobina de Tesla
A continuación otro Proyecto, construido por otros estudiantes:
CONSTRUCCIÓN DE LA BOBINA DE TESLA.
El siguiente trabajo fue presentado por los estudiantes:
- Mejía Roque Carlos
- Ramírez Murga Vanessa
- Romero de la Cruz Juan
Bobina de Tesla - Informe by Elvis Hermes on Scribd
Bobina de Tesla by Elvis Hermes on Scribd
Un pequeño vídeo del proyecto:
lunes, 14 de septiembre de 2015
GENERADOR VAN DE GRAFF
I.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
A) Problema:
¿De qué manera se podrá construir un simple generador de
Van de Graff, utilizando materiales sencillos y reciclados?
II.
MARCO TEÓRICO
La
energía estática
La energía estática o electrostática estudia
los cambios producidos por la distribución de cargas eléctricas diferentes y el
equilibrio estático de los cuerpos en reposo, esta aparece principalmente en el
efecto de fricción de los cuerpos, esto genera una acumulación de cargas que
hacen que un cuerpo gane o pierda electrones tanto positivos como negativos.
La energía estática se
produce por la fricción; el frote o el rose de ciertos materiales conductores
causando que los electrones pacen de un cuerpo a otro quedando uno siempre más
negativo que el otro variando según la fuerza que se ejerza sobre ellos,
correspondiendo a la tercera ley de newton que dice que “A toda acción
corresponde una reacción igual y opuesta”.
Cuando las cargas
eléctricas generadas por la estática son estacionarias se producen diferentes
fuerzas en el mismo espacio en el que se está produciendo la energía. Por el
otro lado las fuerzas pueden aplicarse, transmitirse o multiplicarse mediante
el empleo de las maquinas simples; pero cuando la energía esta en movimiento
produce unos efectos.
En la energía estática
se produce un efecto llamado efecto Triboélectrico que es un tipo de
electrificación causada por la polaridad, es decir, las fuerzas de las cargas
producidas por diferentes cuerpos y el rozamiento de los mismos.
El físico Charles
Agustín de coulomb (1736_1806) fue quien en 1765 determino la ley por la que se
regían las manifestaciones eléctricas y estableció que en los cuerpos
electrizados las acciones eléctricas entre ellos son directamente proporcional
al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadro de la distancia
que los separa, dependiendo del medio (aire, agua, vacío, etc.) en que ambos se
encuentran.
La electricidad estática
se caracteriza porque el movimiento de electrones se realiza entre dos cuerpos
diferentes. El equilibrio de un cuerpo neutro puede alterarse por frotamiento o
por contacto con otro cuerpo, como se a descrito anteriormente.
Uno de los generadores de energía que utiliza
la energía estática es el de van de Graf, creado por el físico
estadounidense Robert J. Van de Graff Carreo (Nació en Alabama el 20 de
diciembre de 1901 y murió 16 de enero de1967), empezó
realizando experimentos de física nuclear y aceleración de partículas con
cargas, y en 1931 produjo un generador que lleva su nombre el cual podía
alcanzar una diferencia de 1 mega voltio, con el fin de producir una diferencia
de potencias muy alta y así poder acelera las partículas muy cargada. Más
adelante decidió crear uno más grande, que podría generar 7 mega voltios. Con
este invento logro ser parte del Instituto Tecnológico de
Massachusetts (MIT).
Generador de Van de Graaff
Van de Graaff inventó el generador que lleva
su nombre en 1931, con el propósito de producir una diferencia de potencial muy
alta (del orden de 20 millones de volts) para acelerar partículas cargadas que
se hacían chocar contra blancos fijos. Los resultados de las colisiones nos
informan de las características de los núcleos del material que constituye el
blanco.
El generador de Van
der Graff, GVG, es un aparato utilizado para crear grandes voltajes. En
realidad es un electróforo de funcionamiento continuo.
Se basa en los fenómenos
de electrización por contacto y en la inducción de carga. Este efecto es creado por un campo intenso y se asocia a
la alta densidad de carga en las puntas.
El primer generador
electrostático fue construido por Robert Jamison Van der Graff en el año 1931 y
desde entonces no sufrió modificaciones sustanciales.
Existen dos modelos básicos de
generador:
· el que origina la ionización del aire situado en su parte
inferior, frente a la correa, con un generador externo de voltaje (un aparato
diferente conectado a la red eléctrica y que crea un gran voltaje)
· el que se basa en el efecto de electrización por contacto. En este modelo el motor externo
sólo se emplea para mover la correa y la electrización se produce por contacto.
Podemos moverlo a mano con una manivela y funciona igual que con el motor.
Nosotros vamos a construir y a estudiar uno de este último tipo, que
coincide con los generadores didácticos que existen en los centros docentes.
En los dos modelos las cargas creadas se depositan sobre la correa y son
transportadas hasta la parte interna de la cúpula donde, por efecto Faraday, se
desplazan hasta la parte externa de la esfera que puede seguir ganando más y
más hasta conseguir una gran carga.
Consta de:
1.- Una esfera metálica hueca en la parte superior.
2.- Una columna aislante de apoyo que no se ve en el diseño de la izquierda, pero que es necesaria para soportar el montaje.
3.- Dos rodillos de diferentes materiales: el superior, que gira libre arrastrado por la correa y el inferior
movido por un motor conectado a su eje.
4.- Dos "peines" metálicos (superior e inferior) para ionizar
el aire. El inferior está conectado a tierra y el superior al interior de la esfera.
5.- Una correa transportadora de material aislante (el ser de color claro indica que no lleva componentes de carbono que la harían conductora).
6.- Un motor eléctrico montado sobre una base aislante cuyo eje también
es el eje del cilindro inferior. En lugar del motor se puede poner un engranaje
con manivela para mover todo a mano.
Funcionamiento
Una correa transporta
la carga eléctrica que se forma en la ionización del aire por el efecto de las
puntas del peine inferior y la deja en la parte interna de la esfera superior.
Veamos el funcionamiento de uno didáctico construido con un rodillo
inferior recubierto de moqueta de fibra y el rodillo superior hecho de metal. El
rodillo inferior está fuertemente electrizado (+), por el contacto y separación
(no es un fenómeno de rozamiento) con la superficie interna de la correa de caucho. Se electriza con un tipo de carga que depende del material de que está
hecho y del material de la correa.
El rodillo induce cargas eléctricas opuestas a las suyas en las puntas
del "peine" metálico.
![]() |
El intenso campo
eléctrico que
se establece entre el rodillo y las puntas del "peine" situadas a
unos milímetros de la banda, ioniza el aire.
Los electrones del peine
no abandonan el metal pero el fuerte campo creado arranca electrones al aire
convirtiéndolo en plasma.El aire ionizado forma un plasma conductor -efecto
Corona- y al ser repelido por las puntas se convierte en viento
eléctrico negativo. El aire se vuelve conductor, los electrones golpean otras
moléculas, las ionizan, y son repelidas por las puntas acabando por
depositarse sobre la superficie externa de la correa.
|
Las cargas eléctricas negativas (moléculas de aire con carga negativa)
adheridas a la superficie externa de la correa se desplazan hacia arriba.
Frente a las puntas inferiores el proceso se repite y el suministro de carga está garantizado.
La carga del rodillo inferior es muy intensa porque la carga que se
forma al rozar queda acumulada y no se retira, mientras que las cargas
depositadas en la cara externa de la correa se distribuyen en toda la
superficie, cubriéndola a medida que va pasando frente al rodillo. La densidad
superficial de carga en la correa es mucho menor que sobre el rodillo.
Por la cara interna de la correa van cargas opuestas a las del cilindro,
pero estas no intervienen en los procesos de carga de la esfera.
Recuerda que la correa no es conductora y la carga depositada sobre ella
no se mueve sobre su superficie.
Parte superior.
Supongamos que nuestro generador tiene un rodillo de teflón que se carga
negativamente por contacto con la correa. Este rodillo repele los electrones
que llegan por la cara externa de la correa.
El peine situado a unos milímetros frente a la correa tiene un campo
eléctrico inducido por la carga del cilindro y de valor intenso por efecto de las puntas. Las puntas del peine se vuelven
positivas y las cargas negativas se van hacia el interior de la esfera.
Un generador de Van der Graff no funciona en el vacío.
La eficacia depende de los materiales de los rodillos y de la correa.El
generador puede lograr una carga más alta de la esfera si el rodillo superior
se carga negativamente e induce en el peine cargas positivas que crean un
fuerte campo frente a él y contribuyen a que las cargas negativas se vayan
hacia la parte interna de la esfera.
Principios en que se basa
el generador Van der Graaf
-
Electrización por
frotamiento –triboelectricidad.
-
Faraday explicó la
transmisión de carga a una esfera hueca. Cuando se transfiere carga a una
esfera tocando en su interior, toda la carga pasa a la esfera porque las cargas
de igual signo sobre la esfera se repelen y pasan a la superficie externa. No
ocurre lo mismo si tratamos de pasarle carga a una esfera (hueca o maciza)
tocando en su cara exterior con un objeto cargado. De esta manera no pasa toda
la carga.
-
Inducción de cargas.
III. MATERIALES
Y MÉTODO
MATERIALES:
-
Un
pequeño clavo
-
Una
liga (banda de goma grande) de 1 0 2 centímetros de ancho y de 6 a 10
centímetros de ancho.
-
Un
fusible de 5x2 milímetros
-
Un
pequeño motor de corriente continua ( sacado de un juguete)
-
Una
lata de aluminio (lata de gaseosa)
-
Pegamento
instantáneo
-
Dos
cables de 15 centímetros de longitud
-
Dos
piezas de tubo de tubería plástica de ¾ de pulgada PVC de 5 o 7 centímetros de
longitud
-
Acope
de ¾ de PVC
-
Un
conector T de PVC
-
Cinta
adhesiva
-
Un
bloque de madera.
Fig.
01. Materiales a usar en nuestro proyecto
PROCEDIMIENTO:
a.
Lo
primero que hay que hacer es cortar una pieza de 5 a 7 cm. de un tubo de ¾ de
pulgada de PVC la cual será colocada en una base de madera.
b.
Luego
perforamos un agujero a un lado del conectador T de PVC justo debajo de la
polea del motor. Este agujero se usara para sujetar el “cepillo” inferior que
es simplemente cable pelado en un extremo y que está casi tomando la banda de
goma en la polea, donde luego el cable pelado se sujeta con cinta adhesiva o
pegamento.
c. El conector de PVC sujetara el pequeño motor, luego se le asegurara con cinta aislante a su alrededor.
a d. Se
coloca la banda de goma en la polea y se deja cuelgue del conector T
e e. Ahora,
cortamos unos 8 a 10 cm de tubo de 3/4 de PVC. Este irá sobre el conector T,
con la banda de goma en el interior. Usamos un clavito para sujetar la banda de
goma. El largo del tubo debe ser de la misma longitud que la banda de goma.
Esta no debe estar muy estirada porque la fricción evitará que el motor gire.
f. f. Cortamos
la lata de aluminio en su parte superior, y cortamos un pedazo de cartón, que
servirá de soporte a la lata, del mismo
diámetro que el tubo en la base y al medio. Introducimos el tubo PVC por este.
e g. Luego
perfóranos tres agujeros en el acople de PVC. Dos de estos tiene que estar en
lugares opuestos porque sujetarán el clavito que actuará de eje para la banda
de goma. El tercer agujero se encuentra entre los otros dos y sujetará el
"cepillo" superior, el que, al igual que el de abajo se encuentra tan
cerca que "casi" toca a la goma.
El cepillo
superior se sujeta al tubo de unión de PVC y el acople se pone en el tubo de
3/4 sobre el soporte de vaso de plastoform.
Lh. La banda de goma se jala por el acople y se lo sostiene en su lugar con el clavo.
Se pela el cable y
se le da unas vueltas para que los alambritos no se separen mucho.
El otro extremo
del cable se sujeta dentro de la lata de soda para que esté eléctricamente
conectado al "cepillo".
i.i. Necesitamos
un pequeño tubo de vidrio que funcione como polea de baja fricción y como
complemento "triboeléctrico" de la banda de goma, ambos nos servirán
para generar electricidad estática por fricción. El vidrio y la goma son muy
buenos generadores de electricidad.
El tubo se
consigue de un fusible eléctrico. Los extremos metálicos se quitan con un
soldador.
j. j.El
siguiente paso es un poco difícil: metemos el clavito por uno de los agujeros
en el tubo, luego se introduce el tubito de vidrio, después la banda de goma
que debe estar sobre el tubito de vidrio y finalmente metemos el clavito en el
orificio del frente.
k. La
banda de goma debe girar sobre el tubito de vidrio y este girar sobre el
clavito.
l.l. Ahora
encolamos la base del vasito en el tubo de PVC. Es mejor usar una lata de soda,
estas se usan porque no tienen esquinas, lo cual minimiza la "descarga de
corona".
Con una cuchilla,
corta un agujero en la base de la lata.
Con el mismo borde
del corte en la base, se hace sujetar el cable pelado del "cepillo" y
se presiona la lata hasta que toque el vaso cortado, y finalmente, soldamos
unos cables al motor para las pilas.
m.
Finalmente
para hacer funcionar el Van de Graaff conecta las pilas. Si los
"cepillos" están muy cerca, pero sin tocar a la banda de goma,
sentirás una chispa que sale de la lata de soda al acercar el dedo. Es buena
idea sujetar con la otra mano el cable de abajo, del cepillo inferior.
IV. RESULTADOS
-
Se
logró en forma óptima la construcción del generador de Van de Graff a partir de
materiales sencillos y de bajo costo. Con este generador se logra demostrar la
generación de corriente eléctrica, utilizando materiales que permiten el paso
de electrones con facilidad (faja de goma).
-
Al estar en movimiento continuo el caucho (faja de goma), se liberan unos electrones los cueles
hacen que se cargue la lata y producen el campo magnético.
-
El
uso del generador es de fácil manejo sin correr ningún riesgo.
-
Sirve
como material didáctico para explicar fenómenos de electricidad.
viernes, 24 de julio de 2015
EXTRACCIÓN CASERA DE ADN
Equipo Investigador:
Estudiantes:
Ø PAJARES VÁSQUEZ, FRANCESCO
Ø TALTALEAN GOICOCHEA, ESTEFANIA
Ø ROSALES VERDE, FRANCO JORDANO
Ø PLASENCIA GAMBOA, MARÍA FERNANDA
Asesora:
Marianela Vásquez Gamarra
1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.
Problema:
¿De qué manera podemos extraer y observar el ADN de un
producto natural?
1.2.
Objetivos:
Ø
Utilizar unas
sencillas técnicas para poder extraer el ADN de un producto natural
Ø
Observar la
estructura fibrilar del ADN.
1.3.
Justificación:
La investigación realizada servirá de mucho; en muchas
instituciones ya que carecen de material de laboratorio como en este caso el
microscopio que es un poco costoso y también para que socializar el concepto,
que en perspectiva y una vez aprendido por la población, puedan entender las
distintas enfermedades congénitas; de esa manera se pueda elaborar la calidad
de vida, tomando medidas preventivas.
2.
IMPORTANCIA
La
función principal del ADN es mantener a través del código genético la
información necesaria para crear un ser vivo idéntico a aquel del que proviene
(o muy similar, en el caso de mezclarse con otra cadena como es el caso de la
reproducción sexual o de sufrir mutaciones).
Por sus funciones y propiedades, entre ellas podemos podemos resaltar que:
1.- El ADN controla la actividad de la célula.
Por sus funciones y propiedades, entre ellas podemos podemos resaltar que:
1.- El ADN controla la actividad de la célula.
2.-
En ciertos casos, comúnmente derivados del caso anterior, el ADN puede llegar a
tener cierta conductividad, según un estudio realizado.
Por
todo lo mencionado cabe destacar la importancia de este proyecto en la
extracción de ADN, para tratar de entender que tan significativo es el
conocer sobre este tema del ADN.
3.
MARCO TEÓRICO
¿Qué es el ADN?
ADN es la abreviatura del ácido desoxirribonucleico
(en inglés, DNA). Constituye el material genético de los organismos. Es el
componente químico primario de los cromosomas y el material del que los genes
están formados.
El
ADN fue identificado inicialmente en 1868 por Friedrich Miescher, biólogo
suizo, en los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes
quirúrgicos desechados y en el esperma del salmón. Él llamó a la sustancia
nucleína, aunque no fue reconocida hasta 1943 gracias al experimento realizado
por Oswald Avery
La
estructura del ADN es una pareja de largas cadenas de nucleótidos. La
estructura de doble hélice del ADN fue descubierta en 1953 por James Watson y
Francis Crick. Una larga hebra de ácido nucleico está enrollada alrededor de otra
hebra formando un par entrelazado. Dicha hélice mide 3,4 nm de paso de rosca y
2,37 nm de diámetro, y está formada, en cada vuelta, por 10,4 pares de
nucleótidos enfrentados entre sí por sus bases nitrogenadas.
Sólo
tenemos un 30% más de genes que un diminuto gusano, el cual tiene solo un
milímetro de longitud y posee 959 células, en tanto que nosotros alrededor de
100 billones. Y mientras que los seres humanos poseemos aproximadamente 100.000
millones de neuronas, el diminuto gusano cuenta unicamente con 302.
En
comparación con el arroz nos va aún peor, puesto que un grano de arroz tiene
muchos más genes que una persona, y todavía no se le ha ocurrido ni la más
tonta de las ideas.
¿QUÉ ES UNA ENZIMA?
Las
enzimas son proteínas que ayudan a que las reacciones químicas ocurran con
mayor rapidez. Sin enzimas nuestros cuerpos se detendrían en seco.
En
este experimento, las enzimas que estamos utilizando provienen del ablandador
de carnes y cortan las proteínas tal como un par de tijeras.
Después
del paso del detergente, la última pregunta fue: ¿Qué es lo que tienes en tu
sopa de arvejas?
Las
membranas celular y nuclear han sido rotas, al igual que todas las membranas de
los organelos, como las que rodean a las mitocondrias y cloroplastos. Entonces
¿qué es lo que queda?
-
Proteínas
-
Carbohidratos (azúcares)
-
ADN
El
ADN en el núcleo de la célula está moldeado, doblado y protegido por proteínas.
El ablandador de carne corta las proteínas separándolas del ADN.
FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
1º.-
La extracción de ADN requiere una serie de etapas básicas: En primer lugar
tiene que romperse la pared celular y la membrana
Plasmática
para poder acceder al núcleo de la célula. A continuación debe romperse también
la membrana nuclear para
Dejar
libre el ADN. Los detergentes utilizados como lavavajillas emulsionan los
lípidos de las membranas celulares y las rompen.
2º.-
La sal evita la unión de las proteínas al ADN.
3º.-
Para aislar el ADN hay que hacer que precipite en alcohol. El ADN es soluble en
agua, pero cuando se encuentra en alcohol se desenrolla y precipita en la interface
entre el alcohol y el agua.
Además
de permitirnos ver el ADN, el alcohol separa el ADN de
Otros
componentes celulares, los cuales son dejados en la solución acuosa.
4.
MATERIALES Y MÉTODO
MATERIALES:
-
Alcohol 96° muy frio
- Detergente líquido
- Enzimas (ablandacarne) (Si
no tienes, usa jugo de piña o solucion limpialentillas)
- Sal de mesa
- Agua destilada o mineral
- Fuente de ADN (vegetales,
carne, etc)
- Vasos
- Licuadora
- Colador
- Tubo de ensayo de vidrio
MÉTODO:
Teórico –
experimental
5.
PROCEDIMIENTO
·
Pon en una licuadora:
-
Un pellizco grande de sal
de mesa (menos de 1 ml o 1/8 de cucharadita)
-
Agua fría. El doble de la
cantidad de tu fuente de ADN (más o menos 200 ml o 1 de taza)
Licua
todo a alta velocidad por 15 segundos.
El
licuado separa las células de las arvejas unas de otras, por lo que ahora
tienes una muy diluida sopa de células de arvejas.
·
Vierte tu sopa de células
de arvejas a través de un colador dentro de otro contenedor (como una taza
medidora por ejemplo).
¿Cuánta
sopa de arvejas tienes? Añade como 1/6 de esa cantidad de detergente líquido
(más o menos 30 ml o dos cucharadas soperas) y mézclalo. Deja reposar la mezcla
entre 5 y 10 minutos.
Vierte
la mezcla en tubos de ensayo u en otros contenedores pequeños de vidrio, cada
uno como 1/3 lleno.
Vierte
la mezcla en tubos de ensayo u en otros contenedores pequeños de vidrio, cada
uno como 1/3 lleno.
Prueba
usar uno de estos detergentes o el que sea que tengas a mano.
·
Añade un pellizquito de
enzima a cada tubo de ensayo y agítalo suavemente. iSe cuidadoso! Si lo agitas
demasiado fuerte romperás en ADN haciéndolo más difícil de ver.
Usa ablandador de carne como enzima. Si no
puedes encontrar ablandador, intenta usar jugo de piña o solución limpiadora para
lentes de contacto.
·
Ladea tu tubo de ensayo y
lentamente vierte el alcohol (isopropílico al 70-95% o alcohol etílico) sobre
la pared del tubo de manera que forme una capa sobre la mezcla de arvejas.
Sigue virtiendo hasta que tengas en el tubo aproximadamente la misma cantidad
de alcohol que de mezcla de arvejas.
El
ADN se elevará desde la mezcla de arvejas hasta la capa de alcohol. Puedes usar
un palito de madera u otro tipo de gancho para arrastrar el ADN que está en el
alcohol.
El
ADN es una larga y pegajosa molécula a la que le gusta formar grumos.
¡Felicitaciones!
¡Acabamos de completar una extracción de ADN!
6.
RESULTADOS
-
Se
obtuvo una solución acuosa verdosa, la cual fue la materia prima para la
observación del ADN.
-
Se
observó el ADN de las arvejas, la cual tiene formas helicoidales alargadas.
-
El
ADN se aprecia de la misma forma, para cualquier tipo de vegetales.
7.
DISCUSIÓN
-
Mediante
el procedimiento experimental se obtuvo el ADN de los vegetales, pudiendo
observar su forma; lo cuales confirman o reafirman la teoría.
-
Después
de varios experimentos enla obtención de ADN se obtuvo la misma forma fibrilar
del ADN.
-
Los
materiales a usar deben ser medidas exactas siguiendo el procedimiento
indicado, para no tener tendríamos
errores experimentales.
8.
CONCLUSIONES
-
Se
utilizó técnicas sencillas usando materiales caseros, para la obtención del ADN
de los vegetales (en este caso arvejas).
-
Se
obtuvo la forma fibrilar del ADN.
ANEXOS
Fig.
01. Presentación de los materiales a usar
Fig. 02.
El grupo de trabajo reconociendo los materiales.
Fig. 03.
Introduciendo las arvejas en la licuadora.
Fig. 04.
Introduciendo líquidos junto con las arvejas.
Fig. 05.
Agregando los demás materiales.
Fig. 06.
Colando la materia prima para la obtención del ADN
Fig. 07.
Colando a la materia prima el detergente
líquido.
Fig. 08.
Vertiendo la solución a la probeta.
Fig.
09. Mostrando la probeta con nuestra solución acuosa.
Fig.
10. Experimentando con el enzima (limpiador de lentes).
Fig.
11. Mostrando nuestra experimento.
Fig. 12.
El grupo mostrando su proyecto final.
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