Física de las pompas de jabón

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Física de las pompas de jabón

 

Mediante una serie de experimentos con pompas de jabón intentaremos llegar a aproximarnos a los objetos geométricos y llegar a entender las matemáticas que llevan consigo. Estos experimentos serán realizados mediante distintas estructuras de alambre introducidas en agua jabonosa.

 

Con ellos lograremos pues, plantear cuestiones geométricas sencillas de entender como sería por ejemplo el problema isoperimétrico.

 

 

Para empezar, preparamos una mezcla de agua y jabón, cogemos una pajita y sumergimos uno de los extremos en el líquido, de modo que cuando soplamos en ella por el otro extremo, se crean las espectaculares redondas burbujas de jabón.

 

Nos soprende cuando se da el caso de que dos pompas se tocan, y es que se juntan formando una de sola por dos trozos diferentes. Esta forma redonda o esférica también la podemos ver cuando tiramos una gota de agua en un recipiente lleno de aceite, pues observamos que esta se vuelve completamente redonda.¿Por qué se dan estos patrones de formas esféricas en las pompas de jabón?

 

Yendo un poco más a la información técnica, detrás de estas formas geométricas se encuentra un principio físico que consiste en la tendencia de los sistemas mecánicos a buscar un estado de menor energía.

 

Mirando una burbujas como tal, la energía es la tensión superficial, siendo proporcional a su área, esto hace que al estirar la película jabonosa necesite más energía. Al entrar en contacto con cualquier estructura, la película de jabón siempre busca la forma geométrica que minimiza su área superficial.

 

 

Cuando se dan estas situaciones, la redonda o sus partes, son la solución en términos físicos. La esfera y la circunferencia son las formas geométricas más simétricas de toda la naturaleza, respondiendo así a las demandas físicas de tener un diseño óptimo con mínima energía.

 

Viéndolo desde el lado de las matemáticas, las pompas de jabón con realmente complejas de estudiar, puesto que para minimizar áreas debemos resolver complejas ecuaciones. De forma general, estas formas geométricas son superficies de curvatura constante, yendo más allá de las rectas y planos.

 

Actividades con pompas de jabón para el taller

Los experimentos con pompas de jabón propuestos empiezan por crear burbujas a partir de estructuras de alambre, con las que podremos plantearnos cuestiones directamente relacionadas con la geometría de sus formas.

 

Experimentos con pompas de jabón

 

A esto incorporaremos la creación de pompas pequeñas, medianas y gigantes por medio de diferentes métodos, cosa que además de tenerlo de forma tangible para el estudio, nos dará un punto de diversión necesario para hacerlo más ameno.

 

Para entender mejor esta serie de problemas matemáticos, nos apoyaremos en algunos experimentos y pruebas ya realizadas anteriormente como base de datos certeros.

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