DIVERLUDOCIENCIA
PROGRAMA
INVETARIO DE JUGUETES AGRUPADOS POR TEMAS
ENERGÍA
PATITO NADADOR (CANARD NAGE) (SWIMMING DUCK) Mecanismo Juguete donde la cuerda se enrolla en un muelle espiral que va soltándose poco a poco. La energía se almacena como energía elástica. Fundamento Acumulación de energía potencial elástica La energía elástica o energía de deformación es el aumento de energía interna acumulado en el interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformación.
LA MARIPOSA MÁGICA (LE PAPILLON MAGIQUE) (MAGIC FLYER) Mecanismo Se compone de cuatro alas de papel y de un cuerpo metálico con dos partes móviles sujetas con una goma. Historia Fue inventado por el físico, inventor y escultor Mariano Vilaplana, hace unos 30 años, se cuenta que lo creó para transmitir un mensaje de amor en él….. Su presentación en sociedad se realizó, por casualidad, en un programa de la televisión francesa llamado "Coucou c'est nous” (1992/94) que dedicaba una sección a la promoción de inventos. En él, David Vilaplana (hijo de Mario) antes de promocionar su invento, entregó una tarjeta al presentador (Christophe Dechavanne) de la cual salió la mariposa volando ante el asombro de toda la audiencia. La empresa Magic Flyer Internacional nació en 1995 dedicándose a su comercialización. Fundamento Acumulación de energía potencial elástica La energía elástica o energía de deformación es el aumento de energía interna acumulado en el interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformación.
CUNA DE NEWTON (PENDULE DE NEWTON) (NEWTON'S CRADLE) Mecanismo Consta de cinco (o más) bolas idénticas, cada una de las cuales cuelga de un par de hilos, de manera que todas ellas están en contacto y alineadas. Cuando se separa una de las bolas de un extremo y se suelta para que choque contra las otras bolas, se observa que la bola que hay en el otro extremo se pone en movimiento y alcanza la misma altura que la bola que se soltó inicialmente; mientras tanto, el resto de bolas permanece en reposo. Este ciclo de oscilaciones, en el que alternativamente sale disparada una bola de cada extremo (mientras que las otras cuatro quedan en reposo), se repite hasta que el movimiento se detiene debido a la fricción. Independientemente del número de bolas que se liberen para iniciar el movimiento, siempre entran en movimiento las mismas bolas de cada extremo del conjunto. El comportamiento de este movimiento pendular puede explicarse aplicando la conservación del momento lineal y de la energía cinética a una secuencia de colisiones frontales elásticas entre bolas vecinas. Fundamento Principio de conservación del movimiento lineal y de la energía cinética
COCHE GLOBO (VOITURE BALLON) (BALLLOON CAR) Material necesario: Coche ligero, con globo acoplado. Explicación El coche lleva acoplado un globo que cuando lo hinchamos y soltamos el aire, este hace andar al coche en el sentido contrario al que está saliendo el aire La razón por la cual el coche se desplaza, está relacionada con la tercera ley de Newton: “Si un cuerpo actúa sobre otro con una fuerza (acción), éste reacciona contra aquél con otra fuerza de igual valor y dirección, pero de sentido contrario (reacción)”. La ley de acción y reacción se aplica a parejas de objetos materiales que interaccionan entre sí y se formula diciendo que si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, este segundo ejerce a su vez sobre A una fuerza igual y de sentido contrario a la anterior.
Los cuerpos A y B ejercen mutuamente fuerzas iguales y de sentido contrario entre sí. Conviene advertir que estas fuerzas de acción y reacción nunca dan lugar a un equilibrio o compensación dinámica, ya que siempre actúan sobre cuerpos diferentes.
EQUILIBRIO
PÁJARO EQUIBRISTA (L’ÉQUILIBRAGE DES OISEAUX) (BALANCING BRIRD) Fundamento Este pájaro está construido de manera que su centro de masa está ligeramente por debajo del punto donde se apoya, el pico en este caso, con lo que se consigue un equilibrio estable. Cuando parece, que al inclinar ligeramente el pájaro, estamos provocando su caída, resulta que estamos elevando la posición de su centro de masa, lo cual da lugar a un par de fuerzas recuperadoras que tienden a llevar nuevamente a la posición de equilibrio.
OTROS EQUILIBRIOS Funcionamiento Juguetes cuyo funcionamiento se basa en un equilibrio estable conseguido situando su centro de masas por debajo de su punto de apoyo. • La estabilidad de estas figuras se basa en que su masa está distribuida de forma que el centro de masas del sistema esté situado por debajo del punto de apoyo y cuanto más bajo mejor. • Al inclinar la figura un poco en cualquier dirección elevamos su centro de masas, lo cual producirá un momento de fuerzas respecto al punto de apoyo que tiende a restituir el objeto a su posición de equilibrio estable.
Marinero equilibrista
Equilibrio con tornillos
Tentetieso
Pulgas saltarinas
Equilibrio con refrescos
Cuenco giroscópico
PLATO CHINO
El plato chino se caracteriza por tener forma cónica, lo que facilita el equilibrio del plato sobre el palo con el que se manipula. La mano agarra el palo por la parte inferior de éste. Cuando más largo sea el palo, más velocidad de giro se puede imprimir al plato y más tiempo girará sobre el palo. Para acelerar el plato se realiza un giro de muñeca pequeño, redondo y continuo que se caracteriza por la alineación de la mano y el centro geométrico del plato. Si se realiza correctamente el giro de muñeca, el palo girará alrededor del centro del plato (que aparentemente permanecerá quieto). En ese preciso instante solo se debe detener el palo y éste se situará en el centro del plato chino. En el caso de que parezca que es el plato el que gira sobre el palo, el giro no se estará haciendo desde la muñeca, sino desde el codo o desde el hombro. Cuando se da esta situación no podemos situar el centro del plato sobre el palo.
GIROSCOPIO (GYROSCOPE) (GYROSCOPE) Mecanismo Es un dispositivo mecánico formado por un cuerpo con simetría de rotación, que gira alrededor de su eje de simetría. La velocidad inicial de rotación hace que cada movimiento sea diferente. Inventor: León Foucault, en 1852 Fundamento Se basa en el efecto giroscópico el momento angular se conserva. El giroscopio tiene un movimiento característico de precesión, que hace que la peonza baile y otro de nutación, que hace que vibre. Efecto giroscópico: Cuando un cuerpo gira, tiende a mantener el mismo eje de giro de modo que, si una fuerza como el propio peso de la peonza, quiere desviarlo, cabeceará de forma que los dos giros juntos, el que tenía pero que se ha desviado y el nuevo de cabeceo (movimiento de precesión), suman el mismo momento cinético que el que tenía al principio.
PEONZA (TOUPIE) (TOP) Mecanismo Una peonza es un cuerpo que puede girar sobre una punta sobre la que sitúa su centro de gravedad de forma perpendicular al eje de giro, equilibrándose sobre un punto gracias a la velocidad angular, que permite el desarrollo del efecto giroscópico.
g: Vector gravedad m: Masa c.m.: Centro de masas r: Vector distancia entre el centro de masas y el punto de apoyo. L: Vector momento angular de la fuerza. θ: Ángulo de inclinación de la peonza respecto a la perpendicular del suelo. Φ: Ángulo recorrido durante el giro, perteneciente al vector momento angular. Α: Variación.
Funcionamiento El efecto giroscópico permite que se mantenga sobre su punta hasta que el vector peso (masa-gravedad) termina por tomar una inclinación con respecto al eje provocando una variación en la localización del centro de gravedad. Esto provoca una variación en la trayectoria de giro que comienza a describir círculos propiciando la caída del trompo. De esta manera la caída es directamente proporcional al mencionado ángulo y al vector peso, e inversamente proporcional a la velocidad de giro. De esta forma, pasado el tiempo el rozamiento con el aire y sobre todo con el suelo provocan que el giro se vaya debilitando. Entonces el centro de gravedad empieza a hacerse más inestable de tal manera que la peonza comienza a girar no solo sobre sí misma sino que describe círculos en el terreno puesto que va tumbándose, hasta que pierde por completo el equilibrio y comienza a rodar hasta que se para. Este proceso es común entre sus múltiples variantes pero cualquiera de sus elementos (desarrollo del giro, forma de imprimir la fuerza angular, punto de apoyo, distribución del centro de gravedad, mecanismo de rotación, impresión del rozamiento...) puede variar enormemente.
PEONZA REVERSIBLE (TIPPE – TOP) (TIPPE – TOP) Mecanismo Peonza con forma de hongo, que consta de una cabeza semiesférica y un asa vertical. Al hacer girar la peonza sobre su parte esférica, el asa lentamente se inclina hacia abajo y asombrosamente la peonza se invierte y comienza a girar sobre el asa que hemos utilizado para lanzarla, desafiando de alguna manera a la gravedad. Fundamento Sucede porque al existir fricción el sistema se vuelve no conservativo y por tanto existe perdida de energía, que provoca una disminución en su velocidad angular lo que significa que gran parte de la energía cinética va cambiando gradualmente a potencial (el asa se va alejando del eje instantáneo de rotación y al inclinarse progresivamente el asa se eleva el centro de gravedad del objeto, aumentando la energía potencial) hasta que llegado el momento el asa toca el suelo y la peonza salta bruscamente (perdiendo bastante energía) llegando a su estado de mínima energía rotacional.
En realidad, la inversión es un fenómeno de disipación (perdida de energía). Al parecer la fricción que actúa aquí es proporcional a la fuerza normal extendida en la superficie del punto de contacto y se opone al movimiento de la peonza en ese punto, por lo tanto, mientras el objeto en cuestión comienza su movimiento, la fuerza de fricción es máxima, de la misma manera que cuando logra invertirse, y mientras se empieza a invertir la fuerza de fricción disminuye pues en el punto de contacto no actúa todo el peso del juguete.
FLUIDOS
LÁMPARA DE LAVA (LAMPE A LAVE) (LAVA LAMP) Descripción
La lámpara consiste en una base en cuyo interior se dispone una bombilla, para la iluminación, sobre la base se coloca una especie de botella de cristal que contiene: • agua (transparente o coloreada) • cera translúcida • una espiral anular metálica y un pequeño cono de metal, que se coloca en la parte superior
Inventor: Edward Craven Walker (1960) Funcionamiento:
La bombilla calienta el contenedor de cristal en la parte inferior, y debido a la diferencia de temperatura ambiente, el contenedor tarde o temprano disipa el calor presentado. Este método de transferencia de calor se llama convección. La cera se queda en la parte inferior de la botella hasta que el calor la derrite y llega un momento en que se hace menos densa que el resto del líquido y parte de la cera se eleva hacia la parte superior. Allí, lejos de la fuente de calor, la cera se enfría, se contrae, y como su densidad aumenta vuelve a caer hacia el fondo del contenedor. La cera común es mucho menos densa que agua, y flotaría encima del agua a cualquier temperatura. Para conseguir una cera de densidad muy cercana a la de agua, la cera se mezcla con tetracloroetileno (líquido más denso que agua, inmiscible con el agua pero miscible con la cera fundida en cualquier proporción. El tetracloroetileno es el líquido habitualmente usado en las tintorerías para la limpieza en seco). El rollo metálico que existe en la parte inferior ayuda a disminuir el número de gotitas de cera individuales, haciendo las gotas que descienden se aglomeren en una sola masa de cera fundida en el fondo. El ciclo de ascensión y caída de gotas de cera sigue mientras que la parte inferior del contenedor permanece caliente y la parte superior algo más fría. La temperatura exterior influye en el tamaño y cantidad de las gotas de cera (en verano se forman muchas gotas pequeñas, mientras que en invierno tardarán más en formarse y serán pocas y de mayor tamaño)
ONDAS Y SONIDO
MUELLE MÁGICO (RESSORTS SLINKY) (SLINKY SPRINGS)
Descripción Es un muelle de unas 80 espiras con una constante de elasticidad muy baja que permite alargarlo más de cinco metros. Inventor: Richard James (1943), ingeniero naval Funcionamiento: El slinky, por su inercia, si se coloca en la parte alta de una escalera se mantendrá en reposo sin moverse. En este punto tiene energía potencial. Pero una vez que inicia su movimiento, empezando a bajar las escaleras comienza a actuar la gravedad y la energía potencial se convierte en energía cinética de forma que desciende espira por espira escaleras abajo. La energía se transfiere a lo largo de su longitud en una onda de compresión o longitudinal, que se parece a una onda sonora que viaja a través de una sustancia transfiriendo un pulso de energía a la siguiente molécula. La rapidez con que la onda se mueve depende de la constante del muelle y de la masa del metal.
MICRÓFONO MÁGICO (MICROPHONE MAGIE) (MAGIC MIC) El micrófono, tiene en su interior una cavidad con un muelle de unos 15 cm de largo enganchado por sus extremos. Al hablar, la presión de la voz hace vibrar al muelle con una frecuencia similar a la misma voz. Esta vibración rebota en las paredes de la cavidad y se amortigua lentamente interfiriendo con la voz original. El efecto es similar al de hablar en espacios amplios con mucha reverberación
TAMBOR TORMENTA (TUBE DE TONNERRE) (THUNDER TUBE) Descripción Se trata de un instrumento de percusión, consistente en un cilindro de madera de unos 18 cm de largo y 6 cm de diámetro, que posee una membrana tapando uno de sus extremos, en el cual lleva inserto un muelle de baja constante de elasticidad, de unos 30 cm de largo. Cuando se mueve el tubo de un lado a otro se escucha un sonido parecido a los truenos de una tormenta. Funcionamiento: Al agitar el tubo con el muelle colgando, se produce una vibración en el muelle que se transmite a través de la membrana de plástico al tubo que actúa como una caja de resonancia, que amplifica aumentando la sonoridad y volumen, produciendo un sonido parecido al que existe cuando se acerca una tormenta.
CAJITA DE MÚSICA (CARILLONS Á MUSIQUE) (MUSICAL CHIMES) Una caja de música es un instrumento musical mecánico, creado en el siglo XIX. Estas cajas funcionan por medio de unos remaches situados en un cilindro giratorio o disco, que al ser tocados por un cepillo de metal, producen el sonido. Fueron desarrollados en base a un tipo de cajas musicales del siglo XVIII y llamados carillons á musique. Algunas de las cajas de música más complejas tenían también un minúsculo tambor y pequeñas campanas, en suma al cepillo metálico Elementos de una caja musical: - Base de metal, a la que se unen el resto de las piezas mediante tornillos. - Manivela que se usa para poner en movimiento un tornillo visinfín con el que se mueve el tambor - Tambor o cilindro giratorio que posee una serie de remaches, en función de la melodía - Cepillo de metal, hoja de láminas vibrantes, cada una de una longitud distinta y que, por tanto, dará una nota distinta, tanto más aguda, mayor frecuencia, cuanto más corta sea
ELECTRICIDAD
BOLA DE PLASMA (BOULE À PLASMA) (PLASMA BALL) Descripción Es un objeto que alcanzó su popularidad hacia 1980. Consiste en un recipiente esférico de vidrio transparente llena de una mezcla de gases inertes a baja presión, el cual se ioniza parcialmente al aplicar una diferencia de potencial entre el centro de la esfera y su superficie exterior, que está conectada a tierra. Inventor: Nikola Tesla (tubo de descarga de gas inerte) Funcionamiento: Cuando está en funcionamiento se observan unos filamentos coloreados dirigidos desde el centro de la esfera hacia su superficie; eso son las trayectorias a través de las cuales se ha producido la ruptura dieléctrica del gas, el cual deja de ser un aislante para convertirse en un plasma conductor en aquellas regiones donde se ionizan sus átomos. Además, estas trayectorias se repelen entre ellas porque son regiones ionizadas que tienen la misma carga eléctrica. Al tocar con la mano la superficie de la esfera de vidrio, las trayectorias de plasma se dirigen hacia los puntos donde tocamos, porque el cuerpo humano es mejor conductor que el vidrio y por eso el paso de la corriente eléctrica hacia tierra se hace mejor a través de nosotros que a través del vidrio. Como la intensidad de la corriente que fluye es tan baja, no tiene efectos perceptibles en el organismo humano.
CARRERA DE LATAS (COURSE DE CANETTES) (RACE CANS) Material necesario: Globo y lata de refresco vacía. • Bólido: lata de refresco • Combustible: globo frotado en la cabeza, el jersey, paño de lana, etc. Colocar el globo una vez frotado delante de la lata y mover la lata hasta la meta. Explicación Los globos se electrizan fácilmente, al frotarlos en nuestro pelo. Al frotar, algunos electrones (cargas negativas) del pelo pasan al globo, quedando entonces éste cargado negativamente. La lata de aluminio, está formada por muchos átomos que contienen cargas positivas (protones) y negativas (electrones) repartidas uniformemente por todo el metal, neutralizándose mutuamente. Al acercar el globo a la lata, los electrones del globo repelen a los electrones de la lata de forma que en la parte de la lata cerca del globo habrá un exceso de cargas positivas y, en el lado contrario, de cargas negativas. Como cargas positivas y negativas se atraen la lata será atraída hacia el globo
GLOBOS (BALLONS) (BALLOONS) Material necesario: Globos e hilo
Pelos de punta Inflar los globos y atar cada uno con un hilo, uniendo todos los hilos por un extremo. Si frotamos los globos hinchados con un trapo o un jersey o los sacudimos enérgicamente en el aire, al acercarlos a la cabeza conseguiremos ponernos los pelos de punta. Péndulo "globo-electrostático" Si ahora los juntamos en racimo y agitamos con fuerza los globos, varias veces, arriba y abajo, podemos observar como al dejarlos en reposo ya no se juntan. Aparecen fuerzas de repulsión entre ellos que nos los dejan llegar a juntarse. Explicación Lo observado es un efecto electrostático muy común que puede explicarse teniendo en cuenta que la materia contiene cargas positivas (protones) y negativas (electrones), siendo estas últimas las más accesibles. En condiciones habituales, hay el mismo número de cargas positivas que de negativas, por lo que la materia es neutra. Al frotar dos cuerpos, se arrancan electrones de uno y pasan al otro por lo que el primero queda con carga positiva y el segundo con negativa. Si los cuerpos son malos conductores de la electricidad (plástico, lana, cabello) la carga no puede repartirse ni viajar rápidamente por el material por lo que queda localizada en el cuerpo un cierto tiempo (carga "electro-estática"). Las cargas de igual signo se repelen, mientras que las de signo contrario se atraen: esto es consecuencia de la tendencia de la materia a recuperar su neutralidad. Al acercar el globo, cargado eléctricamente, al cabello, se polarizan las cargas en éste, situándose hacia el globo las de signo contrario por lo que el cabello y el globo se atraen. Por otra parte, en el racimo de globos todos adquieren la misma carga, lo que hace que se repelan entre ellos y dado que son muy ligeros se separan sin llegar a juntarse. Estos fenómenos se observan mucho peor en días de tormenta en los que el aire se encuentra ionizado y se hace mejor conductor.
ÓPTICA
LENTE DE FRESNEL (LENTILLE DE FRESNEL) (FRESNEL LENS) Las lentes de Fresnel fueron inventadas por el físico francés Agustín Fresnel (1788-1827). Las lentes de Fresnel son vidrios tallados o también plásticos cuya misión es hacer que los rayos de luz se comporten al atravesarlas como cuando atraviesan lentes plano- convexas: • los rayos de luz que llegan paralelos al eje óptico tienden a concentrarse en un punto o foco (se focalizan). • Los rayos que salen del foco atraviesan la lente y salen paralelos en un tubo de luz, es decir, colimados. Fresnel disminuye la superficie esférica de una lente convexa, mediante cortes circulares concéntricos consecutivos, rebajando el grosor de la lente, hasta transformarla en una lámina. Lo que se consigue es un conjunto de lentes trabajando como un todo (en realidad lo que se logra son prismas). Si se mira una lente de Fresnel lo que ve, es una serie de hendiduras de forma circular practicadas sobre un vidrio o material plástico. La lente de Fresnel no forma una imagen de calidad da ligeros anillos luminosos en el plano de la imagen , debido a la dispersión que se produce en la unión de los anillos en que queda dividida la lente, lo que permite es conseguir de forma barata y poco pesada, un sistema colimador - focalizador de luz. Se utiliza en la fabricación de las lentes planas que hay en los proyectores. Una versión de la lente Fresnel, permite ver multitud de réplicas de los objetos, de forma similar a como ven las moscas.
FUENTE DE FIBRAS ÓPTICAS (FIBRES OPTIQUES) (OPTICAL FIBERS) La FIBRA ÓPTICA: es una fibra de vidrio, larga y fina en la que la luz en su interior choca con las paredes en un ángulo superior al crítico de manera que la energía se transmite sin apenas perdida. La reflexión total dentro de las fibras ópticas permite que la luz se transmita a través de ellas.
(ÉCONOMIES INVISIBLE) (INVISIBLE SAVINGS) Actividad Introduce una moneda en la hucha, el cubo brillante sigue suspendido dentro de la caja, pero la moneda desaparece ante tus propios ojos. Explicación Se ha colocado un espejo plano en diagonal, que crea la ilusión óptica de observar un cubo flotando, en realidad solo existe medio cubo y el reflejo de este en el espejo.
ESPEJOS PLANOS (MIROIRS PLATS) (FLAT MIRRORS) Actividad 1: Asomarse al infinito
Colocamos dos espejos enfrentados entre sí, con algún objeto bien iluminado entre ellos. Veremos una especie de "túnel" formado por las sucesivas imágenes del objeto que van alejándose y oscureciéndose, porque en cada reflexión se pierde un poco de luz. Y teóricamente tendremos infinitas imágenes del objeto….. Actividad 2: Adivina el número de imágenes Colocamos los espejos formando un ángulo, con algún objeto bien iluminado entre ellos. Ahora solo se observan un número limitado de imágenes reflejadas, pero…. ¿Cuántas? El número de imágenes va a depender del ángulo entre los espejos, cuánto mas pequeño sea, mayor será el número de imágenes. n º imágenes =
360 −1 ángulo
Por ejemplo, para un ángulo de 60 grados tenemos (360/60)-1 = 5 imágenes. A probar, a ver si es cierto... ¿Y con un ángulo de 90º, Cuántas se forman? Los espejos en ángulo y las múltiples imágenes que generan son la base del caleidoscopio, juguete capaz de generar infinidad de imágenes geométricas que nunca se repiten.
Actividad 3: Reflector Colocamos dos espejos enfrentados entre sí formando un ángulo de 90 grados sobre un tercer espejo habremos construido un espejo retrorreflector, que devuelve la luz siempre en la misma dirección con la que la luz llega. Reflejo de un reflector
Para comprobarlo, cerremos un ojo y miremos con el otro ojo hacia el punto donde se encuentran los tres espejos: al mover la cabeza veremos que el ojo abierto siempre coincide con el rincón. Esa propiedad de estos espejos retrorreflectores se aprovecha en los reflectores de seguridad para autos, bicicletas, señales en caminos, etc. Si miramos de cerca una de esas señales retrorreflectoras que se usan para las bicicletas veremos que están formadas por pequeños reflectores de tres caras.
En uno de los viajes que se hicieron a la Luna (misión del Apollo 11 llamada “Lunar Laser Ranging Experiment”) se instaló un espejo retrorreflector que se usa para reflejar la luz de un potente láser Láser Ranger Retro- lanzado desde la Tierra, lo que permite conocer con gran exactitud la distancia Tierra-Luna midiendo Reflector (LRRR): el tiempo que tarda el haz de luz en ir y volver.
ROMPECABEZAS EN 3D CON IMÁGENES DE ESCHER (ESCHER MIROIRKAL) (ESCHER MIRRORKAL) Rompecabezas cuyo objetivo es colocar los cubos de tal manera que se pueda visualizar una de las cinco las cinco conocidas imágenes de Escher que en él se presentan. Es un interesante rompecabezas, en el que se debe utilizar la lógica para encontrar la posición de los cubos, ya que se debe tener en cuenta la imagen reflejada en los espejos. No es tan fácil como parece, porque hay posiciones correctas para cada cubo. Por ejemplo, la pieza central de la imagen puede ser reflejada por el borde del cubo hacia el norte, sur, este y oeste del mismo y solo una posición es la correcta, si se toma el camino equivocado, no se puede completar la imagen. Diseñador del juego: Iván Moscovich , yugoslavo diseñador de juegos, rompecabezas y juguetes educativos Imágenes del rompecabezas: Maurits Cornelis Escher, dibujante y grabador holandés conocido por sus grabados en madera, xilografías y litografías que tratan sobre figuras imposibles, teselaciones, y mundos imaginarios. Su obra experimenta con diversos métodos de representar (en dibujos de 2 ó 3 dimensiones) espacios paradójicos que desafían a los modos habituales de representación.
Autorretrato en espejo esférico (1935).
Como artista, M.C. Escher resulta difícil de clasificar. Los expertos coinciden, y es bastante evidente examinando la mayor parte de sus obras, en que una de sus principales características es la dualidad y la búsqueda del equilibrio, la utilización del blanco y el negro, la simetría, el infinito frente a lo limitado, el que todo objeto representado tenga su contrapartida. Las obras más conocidas de Escher son probablemente las figuras imposibles, seguidas de los ciclos, metamorfosis y, sus diversos trabajos sobre la estructura de la superficie y la partición regular del plano (patrones que rellenan el plano).
JUEGOS CON ESPEJOS CURVOS (PLAY WITH MIRRORS) Los espejos pueden cambiar tu aspecto encogiéndote y estirándote según su curvatura. Los espejos curvos son aquellos en los que su superficie no es plana, pueden ser: convexos (su superficie pulida es curva hacia fuera) y cóncavos (su superficie pulida es curva hacia adentro) Actividad: Comparar las imágenes que produce cada cara de una cuchara metálica Resultados y explicación Cuando situamos nuestra cara frente a la cara convexa veremos una imagen real y de menor tamaño, esto se debe a que los rayos ópticos divergen al reflejarse en la superficie de manera que virtualmente parecen proceder de una zona existente tras la superficie de la cuchara: esta superficie se comporta como cualquier espejo esférico convexo. Cuando la situamos nuestra cara frente a la cara cóncava veremos una imagen invertida En el caso de la otra cara, y dada la intensa curvatura que suelen tener las cucharas soperas, los rayos se reflejan doble y sucesivamente en la parte superior e inferior de la superficie, por lo que –finalmente- nos llega una imagen invertida de nuestro rostro.
MIRAGE 3D Funcionamiento Se trata de dos espejos parabólicos, uno con la parte reflectante hacia arriba y el otro, que tiene un agujero en su parte central, colocado hacia abajo sobre el primero, como si fuera una tapadera. En el fondo del primero, que resulta ser el foco del segundo, se coloca un objeto pequeño que queda oculto a la vista. Cada rayo de luz que sale del objeto real se refleja en el espejo superior y baja verticalmente, paralelo al eje óptico, propiedad clave de los espejos parabólicos (todo rayo que pasa por el foco se refleja paralelamente al eje óptico y viceversa). Una vez que el rayo llega al espejo inferior, se refleja en él y sale pasando por su foco, que está exactamente en el agujero del de arriba, como se ve en el esquema. En ese foco se cruzan todos los rayos de luz procedentes del objeto. El resultado es que el ojo humano sitúa el objeto en el punto del que parten los rayos que le llegan, situado encima del conjunto, fuera de ambos espejos, que es el foco del espejo de abajo. Ahí se forma una imagen real y el cerebro interpreta que ahí está el objeto. Sin embargo, si intentamos cogerlo sólo encontraremos aire entre los dedos.
ESPEJO MÁGICO (ANAMORFOSIS) “Anamorfosis” significa literalmente “transformación” (griego: αναµóρφωσις ) Aunque el término anamorfosis se crea durante el siglo XVII, se conocen sus efectos desde el siglo XV, pues Leonardo Da Vinci ya la describe en sus anotaciones. La figura distorsionada o anamorfosis fue un juguete muy popular durante el siglo XIX, comercializado bajo el nombre de álbum anamorfórico. Se trata de un juego de óptica que se basa en el principio de que los objetos, vistos por medio de espejos cónicos o cilíndricos, se deforman. Así, se dispone un cilindro de vidrio o metal que al reflejar un dibujo deformado recompone el dibujo en sus proporciones correctas. Este invento fue muy popular en el siglo XIX, comercializado como álbum anamorfórico Actividad: Descubre las figuras escondidas Una imagen distorsionada puede ser corregida por un espejo curvo. Fabrica tu propio espejo curvo y veras estas imágenes corregidas.
ESCALERA DE JACOB (JACOB'S LADDER) La escalera mágica o escalera de Jacob, es uno de los juguetes ópticos más antiguos y populares. Según la leyenda uno de ellos fue encontrado en la tumba del faraón Tutankamón, lo que significa que ya era conocido en Egipto antes del 1352 a.c. Su nombre, escalera de Jacob, se debe al parecido imaginario de sus bloques al caer en una y otra dirección con el sueño del patriarca bíblico Jacob (Génesis 28:12) en el que unos ángeles ascendían y descendían por una escalera que subía al cielo. La escalera mágica es una ilusión óptica que consiste en una serie de bloques unidos por medio de listones. Al girar 180 grados el bloque superior, los bloques inferiores aparentan bajar en cascada. La caída aparente de los bloques tiene que ver con la bisagra de doble acción. Actividad: hacer desaparecer un billete
¡AL GALOPE¡ (LA FÁBRICA DE ANIMACIÓN) La ilusión de movimiento aparece cuando las imágenes pasan demasiado rápido para ser clasificadas por nuestro cerebro. Las ilusiones ópticas que se muestran en el libro de Rufus Butler Sender son una ilusión óptica basadas en el paralaje. Paralaje: (del griego π αράλλαξις, cambio, diferencia) es la desviación angular de la posición aparente de un objeto, dependiendo del punto de vista elegido. Como se muestra en el esquema, la posición del objeto observado, en O, varía con la posición del punto de vista, en A o en B, al proyectar O contra un fondo suficientemente distante. Desde A el objeto observado parece estar a la derecha de la estrella lejana, mientras que desde B se ve a la izquierda de aquélla. El ángulo AOB es el ángulo de paralaje: ángulo que abarca el segmento AB desde O El autor superpone tres secuencias de un mismo dibujo con movimientos distintos y una película trasparente con líneas negras verticales que son tres veces más gruesas que el intervalo transparente entre ellas. Dos observadores, en A y en B, ven a O en posiciones distintas respecto al fondo, debido a la paralaje
Cuando la película transparente pasa sobre la imagen, solo se muestra una de las escenas dando la sensación de movimiento. Actividad: llévate a casa tu propia ilusión y tu locura visual
CONSTRUYE TU ANIMACIÓN LOS JUGUETES Y LA CIENCIA (ACT 2010) Semana Cultural IES El Pinar
LOS JUGUETES Y LA CIENCIA (ACT 2010) Semana Cultural IES El Pinar
CONSTRUYE TU LOCURA VISUAL LOS JUGUETES Y LA CIENCIA (ACT 201 0) Construye tu juguete 贸ptico
ELECTRONICA (PSICOLOGÍA)
EL TEST DEL AMOR (LE TEST DE L'AMOUR) (LOVE TESTER) Descripción: Este aparato es un juguete electrónico, constituido por un circuito irregular metálico que se debe pasar sin tocar mediante una horquilla también metálica, en un tiempo determinado. Si el circuito es tocado en algún punto del recorrido con la horquilla se desencadena un sonido similar a una tormenta y una vibración en la horquilla. Con este juego se ponen a prueba el equilibrio y la firmeza del jugador, que serán deficientes si no logra superar el circuito en tres intentos. La trasera de dicho juego se ha modificado y se ha incluido las fases que toda persona pasa en el proceso del enamoramiento. Actividad: El juego consiste en saber en qué fase del amor se encuentra cada uno, la cual vendrá determinada por el punto del recorrido al que se llegue sin tocar con el circuito. Si el alumno completa el circuito en los tres intentos permitidos, tendrá la posibilidad de formular una pregunta en la ruleta del amor.
LA RULETA DEL AMOR (LE ROULETTE DE L'AMOUR) (LOVE ROULETTE) Descripción: Este aparato es una sencilla y curiosa ruleta digital, separada en doce sectores, en cada uno de los cuales existe un LED y una frase del tipo: “pregúntaselo a tu madre”, “mejor mañana”…... Actividad: El alumno debe formular una pregunta relacionada con su vida sentimental a la ruleta, la cual contestará por la frase asociada a un LED. Para ello formulará la pregunta, presionará en el pulsador central, a partir de ese momento, los diodos LED se iluminan secuencialmente, a alta velocidad que irá decreciendo, conforme pasa el tiempo, hasta detenerse en uno de los diodos indicando la respuesta a la pregunta formulada. Funcionamiento: Cuando se acciona el interruptor, un oscilador controlado por tensión (VCO), inicia su funcionamiento. La frecuencia del oscilador está controlada por el nivel de voltaje que está presente en los pines del capacitor, este se carga rápidamente con el voltaje de la fuente de alimentación cuando se pulsa el interruptor, luego se descargará lentamente a través de un resistor, con esto la frecuencia varía proporcionalmente de alto a bajo, hasta que la oscilación del VCO llega a 0. La salida del VCO es conectada a la entrada de un contador
de dĂŠcadas, el cual se encarga de controlar el encendido secuencial de los diodos LED. El encargado de apagar los LED es un semiconductor, que estĂĄ manejado en su base por un temporizador conformado con el resto de los inversores del circuito integrado. Incluye un amplificador de audio para darle cierto efecto al juego. Esquema del circuito electrĂłnico