Van de Graaff
14 Mar, 2013
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PRESENTATION: A mill is constructed with conducting material, with its arms bent and a low friction support point in the center. If it is connected to a van der Graaf generator, the mill starts spinning due to the electrostatic repulsion.
- Can Like Charges Attract Each Other?, Nuri Balta, Phys. Teach. 50, 400 (2012)
- Electrostatics with Computer-Interfaced Charge Sensors, Robert A. Morse, Phys. Teach. 44, 498 (2006)
10 responses to "Van de Graaff"
El concepto de la electrostática puede ser difícil de incorporar para el alumno porque mediante la lectura de textos no “se ve”, así que la realización de este tipo de experiencias, o observarlas en vídeo, creo que es fundamental para la comprensión de que es algo que “está”, aunque no se vea.
Podemos hacer un generador de Van der Graaff casero siguiendo por ejemplo este vídeo. Los alumnos de cursos superiores pueden realizarlo ellos mismo o incluso en clase de tecnología. Construirlo también les ayuda a comprender como funciona. Habiendo creado uno o teniendo uno nos da pie a próximas experiencias ya que es un generador de electroestática.
Las aplicaciones del generador de Van de Graaff son los rayos X, esterilización de alimentos, experimentos de física de partículas y física nuclear. Los últimos son más ajenos a los alumnos pero los dos primeros si que pueden verlo como aplicación más relacionada con su día a día.
El molinillo también parece bastante sencillo de crear. El resultado es muy vistoso y creo que creará una gran impresión en el alumnado.
En el siguiente enlace podemos encontrar un documento explicativo de la construcción de un Van Der Graaff casero llevado al II concurso de divulgación de la CPAN (Centro Nacional de Física de Partículas). Por lo que podemos además de enseñar y hacer demostraciones a los alumnos, involucrarlos a participar en esta serie de concursos aptos para sus respectivos niveles educativos, un aliciente para el aprendizaje, la originalidad y la propia invención de los estudiantes.
Robert Van der Graaf (1901-1967), físico estadounidense, desenvolveu o xenerador que leva o seu nome no marco da investigación con física de partículas. Non deixa de ser abraiante como evolucionou este campo, dende este, digamos, “primitivo” acelerador de partículas ata o gran colisor de hadróns empregado actualmente no CERN.
O xerador de Van de Graaf é un dos inventos máis curiosos para realizar con nenos. Na rede tedes un montón de tutoriáis para facer o voso xerador, coma éste vídeo.
Sabiades que o maior xerador de Van de Graaf, construído polo propio Robert Van de Graaf, encóntrase en exhibición permanente no Museo de Ciencias de Boston. Está formado por dúas esferas de aluminio de 4.5m, estáticas en altas columnas. As veces pode alcanzar os dous millóns de voltios. Realízanse exhibicións dúas ou tres veces o día. Se visitades Boston é unha parada de obriga.
El siguiente enlace muestra una animación interactiva de un generador Van de Graaff. Se puede observar cómo las cargas de la esfera de metal se mantienen constantes mientras está apagado, cuando se enciende el aparato los electrones van acumulándose hasta que se alcanza el punto donde estos se descargan súbitamente, observándose la luz que producen mientras migran a tierra. No puedo resistirme a hacer la referencia musical… Cuando la física inspira a la música: recomiendo el grupo de rock progresivo Van der Graaf Generator. Aparentemente se confundieron escribiendo el nombre, pero este así se quedó.
En el siguiente experimento se puede ver como un globo es atraído o repelido por un generador de Van de Graaff, dependiendo de la carga que tenga el globo.
Es una manera de entender el fenómeno de la electrostática de forma sencilla y amena.
Una forma divertida de empezar la clase y atraer la atención del alumnado, sería empleando esta “varita mágica” y hacer levitar cosas, al estilo Harry Potter con el encantamiento Wingardium leviosa. La varita del modelo Fun Fly Stick es transparente y puede verse el mecanismo interior que es similar al generador de Van de Graaff. En este blog aparece más informaciónhttps://artilugiosfascinantes.blogspot.com/2019/03/varita-magica-mini-generador-de-van-der.html
Una vez los alumnos han entendido el concepto de la fuerza electrostática, es cuando se puede responder a una pregunta que algunos de los alumnos más despiertos de 3º de la ESO pueden hacerse: ¿Si según Rutherford, la materia está casi vacía, por qué no podemos atravesarla? En este momento podemos explicarles un razonamiento que es, si las cargas similares se repelen, y los electrones están en la corteza, la parte externa, son los primeros en acercarse entre sí y repelerse. Y si algún día preguntan, ¿pero los átomos se pueden ver y mover? Pues podéis enseñarles estas fotos y explicarles que a través de pequeñas repulsiones electrostáticas se pueden mover átomos, igual que un globo cargado mueve cachitos de papel.
Una práctica sencilla para mostrar el funcionamiento de estos curiosos generadores con aplicaciones tan específicas como aceleradores de partículas y rayos X.