Got sense fons

1997/11/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Agafem un got i l'omplim d'aigua fins dalt. Al costat del got col·locarem unes agulles. Amb el got ple d'aigua, cabirían dues o tres agulles sense eliminar l'aigua? Fem la prova.

Comencem a llançar i a comptar agulles. Hem d'extremar les precaucions, fiquem la punta en l'aigua i després la deixem lliure perquè baixi, sense empènyer, ja que qualsevol moviment pot expulsar l'aigua. Una, dos, tres agulles han anat al fons, però el nivell de l'aigua no ha canviat. Deu, onze, …, vint, …, quaranta, … i el líquid no s'aboca. Seixanta, vuitanta, cent… es troben en el fons de les agulles i l'aigua del got segueix sense abocar.

No s'aboca i el nivell d'aigua del got a penes ha augmentat. Continuem tirant agulles. Són dues-centes, tres-centes, quatre-centes i no s'ha vessat una gota d'aigua del got, però ara l'escorça ha pujat una mica per la vora del got. Aquest augment ens dóna la raó del fenomen. Quan el vidre té una mica de greix, i normalment els gots i la vaixella tenen algun raig de greix, l'aigua mulla molt poc. Per això, l'aigua desplaçada per les agulles, al no mullar la vora del got, provoca l'augment esmentat.

La quantitat d'aigua que puja sembla molt petita a simple vista, però calculem el volum d'una agulla i comparant-lo amb la quantitat d'aigua, deduïm que és una màquina infinitat de vegades menor, per la qual cosa en un got “ple” d'aigua caben centenars d'agulles. Com més ample sigui l'envàs més agulles s'introduiran, ja que el volum d'aigua pujada serà major.

Fem un càlcul aproximat. La longitud de les agulles sol ser de 25 mm i el seu gruix és de mig mil·límetre. Per a calcular el volum d'un cilindre d'aquest tipus utilitzarem la fórmula .r2 h i veurem que és de 5 mm3. El volum d'una agulla amb cap no excedirà de 5,5 mm3.

Calculem ara el volum d'aigua que ascendeix per la vora del got. Si el diàmetre de l'envàs és de 9 cm, la superfície és de 6.400 mm2. Si l'ascens de la capa d'aigua és de tan sols un mil·límetre, el seu volum serà de 6.400 mm3, és a dir, 1.200 vegades el d'una agulla. En altres paraules, en el got “ple d'aigua” caben més de mil agulles. I així, tirant les agulles amb cura, podem ficar més de mil agulles i, a simple vista, sembla que omplen tot el recipient… tot això sense que l'aigua s'aboqui del got.

Moneda no enfonsada

La moneda que no s'enfonsa no és només cosa de contes, és alguna cosa que podem veure en la realitat. I com tots els esdeveniments de la ciència, l'experimentació serà el mitjà per a comprovar-lo. Començarem per agafar objectes més petits que les monedes, com les agulles. Sembla que és impossible que una agulla d'acer suri en la superfície de l'aigua, però realment no és difícil aconseguir-ho.

Posem en la superfície el paper de cigar i sobre ell una agulla bé seca. Ara només queda llevar el paper amb cura. Per a això, amb ajuda d'una altra agulla, submergim les vores del paper en l'aigua, dirigint el pes cap al centre; quan el paper es mulla per complet s'enfonsarà i l'agulla continuarà surant. Ara, si col·loquéssim un imant en la vora del got, en la superfície de l'aigua, propulsaríem l'agulla continuant surant.

Una vegada aconseguida una pinça d'habilitat es pot deixar el paper de cigarret a un costat i agafar l'agulla pel seu centre deixant caure la superfície de l'aigua des d'una petita altura.

L'agulla pot ser substituïda per altres objectes surant petits i plans com un botó lleuger. Després de diversos intents podem intentar amb una moneda lleugera.

La flotació d'aquestes petites peces metàl·liques es deu al fet que l'aigua mulla malament el metall. Després de passar per les nostres mans aquestes petites peces queden recobertes per una fina capa de greix. Per això, es realitza una conquesta al voltant de l'agulla que està surant. Aquesta conquesta no es veu a simple vista. Dirigeix les capes de líquid o empeny l'agulla cap amunt, per a mantenir-la surant.

La flotació d'una agulla és molt senzilla si abans freguem bé amb oli. D'aquesta manera podem posar qualsevol agulla surant i no s'enfonsarà.

Aigua en un tamís

Si ens diguessin que en un tamís es pot emportar aigua, probablement ens estaríem prenent el pèl. Però això és possible i els coneixements de física ens ajudaran a això. Prendrem un tamís de filferro de 15 cm de diàmetre, sense nivells molt petits (aproximadament d'un mil·límetre) i submergirem la xarxa en un bany de parafina. Els filferros estaran recoberts per una capa de parafina que a penes es veu en extreure el tamís.

El tamís continua sent un tamís amb forats entre els quals es pot passar una agulla lliurement, però ara es pot utilitzar per a transportar aigua. En aquesta mena de tamís podem tenir una capa d'aigua relativament alta sense abocar l'aigua pels orificis. El tamís ha de ser molt acurat i moure's sense agitar.

Per què no s'aboca l'aigua? Com l'aigua no mulla la parafina, en els nivells del tamís es formen capes molt fines que provoquen la conquesta de baix, que són les que sostenen l'aigua. Si col·loquéssim un tamís d'aquest tipus sobre l'aigua suraria. Per tant, aquest tamís pot ser utilitzat tant per al transport d'aigua com per a la navegació.

Aquest experiment, que sembla tan estrany, es basa en un fenomen que utilitzem i veiem diàriament. En engranar els envasos o cubes, en greixar els taps i les chinchillas, en utilitzar pintures a l'oli, en poques paraules, en cobrir amb substàncies olioses totes les coses que volem tenir fora de l'aigua, obtenim alguna cosa que ha ocorregut en el cas del tamís que hem esmentat.