Monstruos de Oobleck

Cómo funciona

El Oobleck es un fluido no newtoniano. Esto significa que no sigue necesariamente la ley de viscosidad de Sir Isaac Newton. Cuando se aplica una fuerza al fluido, se comporta como un sólido. Cuando se aplica poca o ninguna fuerza al fluido, se comporta como un líquido. Puedes experimentar estas diferencias en los estados de la materia de diferentes maneras. Éstas son algunas de nuestras favoritas:

1. Llena un cuenco con Oobleck y golpea el fluido. ¿Parece comportarse como un sólido? ¿Qué ocurre al introducir lentamente la mano en el bol de mezcla? ¿Se comporta como un líquido?
2. Llena un vaso con Oobleck y mete el dedo rápidamente en el líquido. ¿Eres capaz de llegar al fondo? ¿Qué ocurre cuando introduces el dedo muy lentamente en el líquido? ¿Puedes llegar al fondo ahora?
3. Coge un puñado de Oobleck e intenta hacerlo rodar hasta formar una bola sólida en tu mano. Cuando dejas de aplicar fuerza, ¿qué ocurre? ¿Se escurre entre tus dedos como si fuera un líquido?

Cuando aplicas fuerza al líquido, obligas a las largas moléculas de almidón del Oobleck a acercarse. El impacto de esta fuerza atrapa el agua entre las cadenas de almidón para formar una estructura semirrígida. Cuando se libera la presión, el Oobleck vuelve a fluir.

¿Es el sonido el que crea los monstruos?
Aunque el sonido está implicado en este experimento, en realidad no es el sonido el que anima al fluido Oobleck para que adquiera formas de monstruo. En este caso, es el propio altavoz el que crea los monstruos al empujar con fuerza el fluido hacia arriba mientras vibra. Al igual que en el ejemplo anterior, cuando se golpea el Oobleck con el puño, el fluido se comporta como un sólido cuando se aplica una fuerza directa. En este caso, el fluido se desplaza hacia fuera y se apila sobre sí mismo de forma continua.

¿Por qué los sonidos más bajos funcionan mejor?
Los sonidos más bajos, o las frecuencias más bajas, producen formas de onda más largas. Los sonidos más altos, o las frecuencias más altas, producen formas de onda más cortas. Esto significa que una sola onda a una frecuencia más baja recorre una distancia mayor. Cuando el altavoz vibra, se mueve hacia dentro y hacia fuera (o hacia arriba y hacia abajo cuando está tumbado de espaldas). El experimento de los Monstruos Oobleck funcionará mejor a frecuencias más bajas porque el altavoz puede aplicar la fuerza a través de una distancia más larga a medida que se mueve hacia arriba bajo el charco de líquido Oobleck. Esto permite que más moléculas de Oobleck se apilen unas sobre otras antes de que el altavoz vuelva a bajar, y el ciclo se repita.

En otras palabras, la fuerza es mayor cuando el material del cono del altavoz vibra a frecuencias más bajas porque la fuerza se aplica durante un período de tiempo más largo y a una distancia mayor. Es como golpear el Oobleck desde abajo, una y otra vez.

Llévalo más lejos

Consíguelo en vídeo.
Si decides filmar tu experimento, es posible que tus secuencias de vídeo se vean desenfocadas una vez que el sonido entra en acción. Lo creas o no, hay una explicación científica para ello.

Si alguna vez has filmado un coche y te has dado cuenta de que las ruedas del coche giran hacia atrás, entonces puedes tener una idea de lo que ocurre aquí. La vibración del altavoz no está sincronizada con la velocidad de fotogramas de tu cámara, es decir, la cantidad de veces que el altavoz se mueve hacia arriba y hacia abajo en comparación con el número de imágenes capturadas por segundo por tu cámara.

En nuestro ejemplo, tuvimos que aumentar la velocidad de fotogramas de nuestra cámara de 30 fps a 60 fps, y todavía estaba un poco borrosa. Sin embargo, algunos smartphones pueden llegar a 120 fps o 240 fps. Una mayor velocidad de fotogramas le permitirá capturar más imágenes por segundo, esencialmente capturando más instantáneas del movimiento del altavoz, lo que resulta en un movimiento más suave y más claro en su metraje de vídeo.

Conexión con la Feria de Ciencias

Siga su Guía de Instrucción de la Feria de Ciencias, y trate de experimentar con algunas de estas variables:

1. ¿Cómo reaccionan los Monstruos Oobleck a diferentes frecuencias?
   1. Bajos – 20 a 250 Hz
   2. Bajos-medios – 251 Hz a 500 Hz
   3. Medios – 500 a 4.000 Hz
   4. Altos – 4.001 Hz a 20.000 Hz
2. ¿Cómo reaccionan los Monstruos Oobleck a diferentes volúmenes?
3. ¿Cómo reaccionan los diferentes colores de Oobleck a la luz negra?
4. Algunas aplicaciones para smartphones ofrecen diferentes tipos de ondas sonoras. ¿Cómo reaccionan los monstruos Oobleck a las ondas sinusoidales? ¿Qué pasa con las ondas cuadradas y las ondas de sierra?
5. Cuando filmas tu experimento, ¿cómo afectan los diferentes ajustes de velocidad de fotogramas de tu cámara a la claridad de la grabación? ¿Qué ocurre cuando cambias la frecuencia de fotogramas? ¿Qué sucede cuando cambia la frecuencia de audio?

*Nota: Recuerde que para obtener datos precisos, sólo debe probar una variable a la vez.