Pompas de jabon

´ F´ ISICA DE LAS POMPAS DE JABON. .
D. Pacheco, A. Avenda˜o. n Universidad Distrital Francisco Jos´ de Caldas. e Escuela,museo y ludica. new.dio@hotmail.com

1.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Desde ni˜os hemos visto como se forman pompas con agua y jab´n, pero a pesar de ser un n o fen´meno de lo cotidiano muchas personas no saben porque se conforman. Por esta raz´n o o se plantea unaexplicaci´n desde el punto vista de la f´ o ısica que nos permita comprender el porque de su configuraci´n esf´rica, que pasa cuando se unen dos pompas y cual sera la cono e figuraci´n que tendr´ luego se ser generadas por con objetos con formas geom´tricas. o a e Nuestro objetivo es explicar este fen´meno usando conceptos de la f´ o ısica, manifestando sus propiedades desde el punto de vistamec´nico,t´rmico o ´ptico. a e o

1.1.

Pregunta.

¿ Cuales fundamentos f´ ısicos me permiten analizar las configuraciones de las pompas de jab´n, o y que principios f´ ısicos podemos estudiar analizando el fen´meno.? o Diagnostico antes de la experiencia. Si analizamos este fen´meno a partir de un modelos ya estudiados considerar´ o ıamos algunos conceptos importantes en la f´ ısica como es la tensi´nsuperficial,fuerza de empuje, fuerzas o intermoleculares y principios energ´ticos. De entrada podemos decir que la mezcla de agua y e jab´n permite que se conforme la pompa,haciendo que la superficie sea un poco mas r´ o ıgida y estable. De sus colores podemos decir que es causado o por la mezcla de las sustancias o por la incidencia de luz sobre la superficie.

1.2.

´ MARCO TEORICO.

En estasecci´n se hace referencia a selecci´n de material escrito que me nos permite explicar o o que principios f´ ısicos se manifiestan en la conformaci´n de las pompas de jab´n. o o Una pompa de jab´n es una pel´ o ıcula muy fina de jab´n y agua que forma una esfera hueo ca, y exhibe una superficie iridiscente. Una mezcla para hacer burbujas esta constituida por mol´culas de detergente y de agua. Cadamol´cula de jab´n esta formada de una sal met´lica e e o a y una larga cadena de mol´culas ´cidas y esta ionizada en soluci´n. Por ejemplo, en el caso e a o del estereato de sodio, los iones de sodio tienen una carga positiva y est´n dispersos a trav´s a e de la soluci´n, los iones cargados negativamente estan cercade la superficie. Una pompa pueo de existir porque la capa superficial de un l´ ıquido(normalmente agua) tiene cierta tensi´n o superficial, lo que hace que la capa se comporte parecido a una hoja el´stica. Sin embargo, a una pompa hecha solo con l´ ıquido puro no es estable y se necesita un tensoactivo disuelto, como el jab´n, para estabilizarla. Una equivocaci´n com´n es creer que el jab´n aumenta la o o u o tensi´n superficial del agua. En realidad, el jab´n hace justo lo contrario,disminuyendo la o o 1

tensi´n superficial hasta aproximadamente un tercio de la tensi´n superficial del agua pura. o o Al estirarse la pel´ ıcula de jab´n, la concentraci´n de jab´n disminuye, lo que hace que auo o o mente la tensi´n superficial. As´ el jab´n refuerza selectivamente las partes m´s d´biles de o ı, o a e la pompa y evita que se estiren m´s. Adem´s, el jab´n reduce la evaporaci´nhaciendo que a a o o las pompas duren m´s, aunque este efecto es relativamente peque˜o. a n Su forma esf´rica tambi´n est´ causada por la tensi´n superficial. La tensi´n hace que la e e a o o pompa forme una esfera porque la esfera tiene el menor ´rea superficial para un a volumen dado. Esta forma puede distorsionarse visiblemente por las corrientes de aire, y por supuesto por un soplido. Sinembargo, si se deja caer una pompa en aire quieto, permanece casi esf´rica, m´s que la t´ e a ıpica representaci´n caricaturizada de una gota de lluvia. Cuando o un cuerpo en ca´ ha alcanzado su velocidad terminal, la fuerza de arrastre que act´a sobre ıda u ´l es igual a su peso, y como el peso de una pompa es mucho m´s peque˜o en relaci´n a su e a n o tama˜o que el de una gota de lluvia, su forma...