Experimentos con burbujas de jabón

Servicio Social de
Luis Eduardo González González y Gerardo Mejía Rodríguez
con la asesoría de la Dra. Clara Eugenia Garza Hume

 

     Estas notas son el producto del Servicio Social de los alumnos Luis Eduardo González González y Gerardo Mejía Rodríguez de la carrera de Física en la Facultad de Ciencias de la UNAM bajo la asesoría de Clara Eugenia Garza Hume del IIMAS, UNAM.

El propósito de las notas es describir la fabricación de modelos sencillos que permiten realizar experimentos interesantes que ayudan a comprender los problemas de optimización utilizando películas de jabón.

Debido a la complejidad matemática que plantean los problemas de superficies y caminos mínimos, es muy útil pensar en explicarlos diseñando prácticas (cualitativas), es decir, hacer modelos muy descriptivos, lógicos, sencillos, llamativos y con los que se pueda jugar. Esto facilita la explicación de los principios básicos.

El problema real consiste en diseñar un experimento que funcione, sea muy demostrativo, divertido y que sea de fácil elaboración. Además de que sea muy barato, que los materiales sean reciclados o materias primas y que se pueda usar más de una vez.

Para cada caso (superficies mínimas y caminos mínimos) se diseñó un prototipo experimental que llena la mayoría de las expectativas antes mencionadas, pensado principalmente para jóvenes de pre-facultad y personas que no tienen estudios superiores en matemáticas o física, pero antes de describir la elaboración de los mismos, queda claro que sólo son una sugerencia para la elaboración de los experimentos. No son manuales.

En general se recomienda la fabricación de los sólidos platónicos, es decir, el cubo, el tetraedro, el octaedro y el icosaedro para el caso de las superficies mínimas, mientras que para caminos mínimos se recomienda usar la imaginación o los polígonos regulares para colocación de los vértices. Nótese que, entre más aristas o vértices contenga el modelo, se necesita de más trabajo, tiempo, cuidado y paciencia para su elaboración. No obstante en general las películas formadas por estos últimos son las más espectaculares y llamativas.

Los modelos pueden construirlos desde niños de aproximadamente 8 años (con supervisión de un adulto) pero en general el texto está dirigido a jóvenes de nivel medio superior con el fin de fomentar el interés por la ciencia.

Se considera que son de interés tanto para matemáticos y físicos como para ingenieros, arquitectos, profesores, personas interesadas en artes plásticas etc.

El capítulo 1 contiene las explicaciones más técnicas pero su lectura no es necesaria para la realización de los experimentos.

El capítulo 2 detalla la fabricación de modelos para visualizar caminos mínimos. Estos son los modelos más complicados.

El capítulo 3 describe cómo hacer y observar burbujas en el plano.

El capítulo 4 describe la fabricación de modelos que permiten visualizar problemas de minimización en el espacio.

La lectura del Apéndice se recomienda a los profesores.

 


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