. El rincón de la Ciencia

El rincón de la Ciencia	I.S.S.N.: 1579-1149	nº 58 (abril-2011)
El ludión y algo más (RC-135)
Ana Mª Cañas Cortazar

Entre las diferentes versiones del ludión, una en la que se puede ver claramente lo que está ocurriendo es la construida a partir de una botella de plástico cerrada, sin llenar del todo, y un globo flotando casi completamente sumergido, como el de la figura. Para conseguir que el globo esté casi hundido, además de estar muy poco inflado deben ponerse contrapesos. Esto puede hacerse metiendo arena en su interior, o atando en el nudo del globo alguna bola de acero u otro objeto pequeño y pesado. Al apretar la botella el globo se hunde, y al dejar de apretarla el globo vuelve a subir.

Lo que ocurre es que al presionar la botella el aire del globo se comprime, disminuye su volumen y por tanto el empuje que hace el agua hacia arriba. Como el peso del globo no cambia, la fuerza resultante sobre el globo se dirige hacia abajo y por eso se hunde (el peso se hace mayor que el empuje). Al soltar la presión sobre la botella, el globo vuelve a expandirse, aumenta el volumen, por tanto el empuje se hace mayor que el peso y sube.

Hasta aquí hemos recordado la experiencia del ludión, pero como toda actividad al llevarla a clase, la intervención de los alumnos en muchos casos la enriquece. Veamos lo que me ocurrió cuando la trabajábamos un día en clase. Moisés López García, un alumno de 2º de BUP, después de concluir la experiencia se quedó pensativo y me dijo

Me quedé perpleja porque nunca se me había ocurrido tal cosa. Quedé en silencio pensando un momento y le dije “tienes toda la razón”. Tenemos ahora un nuevo problema:

Al ser la botella muy larga, el globo, además de ser comprimido por la presión ejercida al apretar la botella con las manos, es comprimido por la presión hidrostática adicional debida a la profundidad del agua que cada vez es mayor. Aunque soltemos las manos de la botella, llegará un momento en que la presión hidrostática, debida a la columna de agua que tiene encima, será suficiente para comprimir el globo de modo que el empuje sea menor que el peso y, por tanto, no puede subir.

¿Cómo podemos contrastarlo? ¿Hasta qué profundidad tendríamos que bajar para que esto ocurriese?

Una botella muy larga, para conseguir un ludión lo suficientemente alto como para notar este efecto no es fácil de conseguir. Por ello tenemos tenemos que buscar otras alternativas.

Podríamos coger una botella de plástico y hundirla en una piscina, variando la profundidad. Ahora el ludión ya no es el globo, sino la propia botella. Tendríamos que rellenarla con agua y arena para que apenas flote colgarla de una cuerda y poner un contrapeso para que se pueda hundir hasta el fondo de la piscina. Tendremos entonces que probar en el lugar de mayor profundidad, si al quitarle el contrapeso la botella se queda sumergida. Repetimos la experiencia en lugares de menos profundidad hasta que la botella, al quitarle el contrapeso empiece a subir. Con esa referencia, aumentando ligeramente la profundidad, y comprobando que la botella ya no sube, habremos encontrado la profundidad que estamos buscando

Seguro que a alguien se le ocurre otro diseño más sencillo para esta contrastación. Nos encantaría en ese caso que nos lo contaseis para mejorar la experiencia.

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