Autores:
Rafael Garcia MolinaArash Santiago Shamaeli Balanza
José María Gómez Verdú
Marta Jiménez Gómez
José García-Borrón Jiménez-Cervantes
María Hernández López
Clàudia Garcia Abril
Marina Garcia Abril
Departamento de Física, Universidad de Murcia, 30100 Murcia
Hay que colocar la bomba de agua en el centro de la base del recipiente, que se llenará de agua hasta que la bomba quede completamente sumergida. El tubo que lanza verticalmente el chorro de agua ha de sobresalir por encima de la superficie del agua.
Una vez sale el chorro proyectado verticalmente, se coloca en su parte superior un huevo (o una pelota) de plástico, que se mantendrá ejecutando un baile (o girando, en el caso de la pelota) capaz de hipnotizar al público.
En la figura 1 aparecen dos momentos donde se observa cómo baila el huevo durante la edición de 2018 de Ciencia en Acción.
Ver FIGURA 1
El huevo (que está vacío) se mantiene en equilibrio verticalmente, aunque con ciertas fluctuaciones, porque su peso se contrarresta con la fuerza que ejerce el chorro de agua, debida al ritmo con que se transfiere momento lineal cuando golpea el huevo por su parte inferior; se ha publicado [1] que el equilibrio está basada en la fuerza de fricción que ejerce el agua sobre el huevo, pero esta explicación es incorrecta. Como los choques del agua no son homogéneos, la transferencia de momento varía y la posición vertical del huevo fluctúa (ligeramente) a lo largo del eje vertical.
Pero lo más llamativo es que el huevo no salga despedido lateralmente. Para entender mejor lo que ocurre, conviene discutir lo que le sucede a una pelota (figura 2, izquierda), que es un objeto más simétrico que un huevo. Cuando la pelota se desplaza ligeramente del eje del chorro, el agua la hace girar y, como el agua se adhiere a la superficie de la pelota (por efecto Coanda), sale despedida en el sentido en que rota (hacia donde se ha desplazado) la pelota. Por el principio de acción y reacción, la pelota se mueve horizontalmente en sentido contrario al del agua que sale expelida. Por ello, la pelota tiende a acercarse al centro del chorro, y si no lo sobrepasa, parece que se quede adherida al mismo. Si, en su movimiento lateral, la pelota sobrepasa el eje central del chorro, se repite el proceso anterior, pero en el lado (y sentido) opuesto. La explicación de la estabilidad horizontal de la pelota se basa en el efecto Coanda (debido a la viscosidad del agua) y en la tercera ley de Newton (o principio de acción y reacción cuando solo intervienen dos cuerpos); la propuesta de explicación basada en la ecuación de Bernoulli es incorrecta [1,2], entre otras cosas porque esta ecuación se aplica a un fluido en régimen laminar y sin viscosidad (cosa que no se da en el caso que nos ocupa) y, además, la ecuación de Bernoulli relaciona las variaciones de velocidad y presión en un tubo de corriente, no entre regiones internas y externas de un tubo de corriente.
Dado que la geometría de un huevo es menos simétrica que la de una esfera (figura 2, derecha), pequeñas variaciones en la incidencia del chorro sobre la superficie del huevo producen un movimiento de rotación con apariencia caótica, lo cual le confiere mayor espectacularidad a la exhibición.
Ver FIGURA 2
“L’ou com balla” (‘el huevo como baila’) es una tradición catalana (principalmente de la ciudad de Barcelona, en cuya catedral parece que tiene su origen) y se celebra anualmente el día de Corpus Christi. Consiste en hacer bailar un huevo en los surtidores de las fuentes situadas en claustros, patios o jardines [4].
¿Qué se pretende demostrar?
Un huevo vacío (natural o de plástico) se mantiene en equilibrio sobre un chorro de agua, como si bailara sobre el mismo ejecutando movimientos que desafían la intuición. Cuando parece que vaya a caerse o salirse del chorro, el huevo sigue manteniéndose sobre el mismo.
Dirigido a:
- Gran público
Materiales necesarios:
Huevo vacío (si es de plástico, dura más tiempo); también puede emplearse una pelota ligera (de ping-pong, de porexpán…). Bomba de agua para pecera, con suficiente potencia para elevar el agua hasta 2 m. Tubo (metálico o de plástico) adaptado a la salida de la bomba, para conseguir un chorro de agua estrecho. Recipiente para colocar la bomba de agua, con capacidad suficiente para albergar una gran cantidad de agua (>30 L). Agua en abundancia. Enchufe eléctrico con interruptor para (des)conectar la bomba a conveniencia. Protección para evitar que se moje el enchufe. Bayetas, trapos o papel para secar el entorno.
Riesgos:
Cuando el chorro golpea el huevo, se mojan los alrededores debido al agua que salpica. Por ello, los principales peligros están asociados a la humedad alrededor del chorro de agua. Por un lado, el suelo mojado puede provocar resbalones. Por otro lado, debe evitarse que se moje la conexión eléctrica.
Enlaces:
[1] J. Pont, L’ou com balla, Revista Recursos de Física 3 (primavera 2009), http://www.rrfisica.cat/num/num3/article_num=18&pos=6&total=9&art=55.html
[2] C. Mans, L’ou com balla, https://cmans.wordpress.com/2010/06/04/lou-com-balla/
[3] Bernouilli a chorro, El Hormiguero (16/10/2018),
https://www.antena3.com/programas/el-hormiguero/secciones/ciencia-marron/el-experimento-sensacional-con-el-que-sorprende-a-pau-dones_201810165bc657a00cf26bfd1f426f4f.html
[4] Wikipedia, L’ou com balla,
https://ca.wikipedia.org/wiki/L’ou_com_balla; https://es.wikipedia.org/wiki/L’ou_com_balla; https://en.wikipedia.org/wiki/Dancing_egg
Para saber más:
¿CURIOSIDAD, CASUALIDAD, COINCIDENCIA…?
No creemos en casualidades, coincidencias…
Poco tiempo después de presentar en Ciencia en acción el huevo bailando sobre un chorro de agua (l’ou com balla), se emitió un programa de El Hormiguero en el que aparecía una actividad ‘muy similar’; hasta la pelota que colocan sobre el chorro llevaba una línea marcada para visualizar su giro… como en la figura 2 (izquierda).
Además, la explicación que dieron estaba mal (como suele suceder en más ocasiones de las deseadas), pues invocaban el efecto Bernoulli, el flujo laminar (¡en el chorro de una fuente!). Así es que hay que ser cautos con los mensajes científicos de algunos programas televisivos.
Observaciones:
El chorro ha de salir vertical, para que el huevo se mantenga en equilibrio.
Si el huevo tiene algún orificio por donde pueda entrar agua, se ha de tapar con cera (o vaciar constantemente el huevo). Si no, su masa aumenta y no puede mantenerse sobre el chorro de agua.
El agua que salpica el chorro se dispersa alrededor del recipiente, mojando los alrededores.
Hay que comprobar que la bomba siempre esté sumergida en agua, para evitar su deterioro.
A los niños (y no tan niños) les gusta colocar el huevo sobre el chorro e interrumpirlo brevemente, pasando rápidamente la mano (o algún objeto), sin que caiga el huevo (figura 4).
Galería de imágenes:
