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Dos preguntas sobre densidad y flotabilidad con agua y aceite

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Experimentos para niños y actividades educativas

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En el siglo VI a. C. el filósofo, matemático y científico griego Tales de Mileto ya conocía el fenómeno de la electricidad estática. En sus experimentos había observado que frotando un trozo de ámbar (elektron en griego antiguo) con piel o lana, el ámbar era capaz de atraer objetos ligeros, como por ejemplo, plumas o hierba seca.

Nada más se supo de la electricidad estática hasta que más de dos mil años después, William Gilbert (médico y científico inglés considerado el padre de la electricidad) retomó su estudio y utilizó por primera vez la palabra electricidad para referirse al efecto ámbar.

Aunque hoy en día ya se conocen los motivos por los que se produce, la electricidad estática sigue siendo un fenómeno sorprendente sobre el que se pueden hacer multitud de experimentos con los que alimentar la curiosidad de los niños.
Materiales:

Un globo.

Niño/a preferiblemente con cabello largo.

Trocitos de papel.

Grifo.

Pared.

Lata de bebida vacía.

Experimento 1. Con los pelos de punta.

Frota el globo contra la cabeza durante unos segundos.

Sepáralo lentamente y observa el peinado del niño voluntario.

Experimento 2. Pesca papelitos.

Coloca unos trocitos de papel sobre una mesa.

Frota el globo contra la cabeza y acércalo a los papelitos.

Experimento 3. Dobla el agua.

Abre el grifo de forma que caiga un hilo de agua.

Vuelve a frotar el globo contra el pelo del niño e inmediatamente después colócalo cerca del agua.

Experimento 4. Pega un globo en la pared.

Una vez más se require rozar el globo sobre la cabeza del niño.

Luego, arrima el globo a la pared.

Experimento 5. Lata corriendo.

Sitúa la lata de refresco en el suelo o en una mesa.

Frota el globo contra el pelo del niño y acércalo a la lata.

¿Qué ocurre?
La materia está compuesta por átomos, que a su vez están formados por electrones, protones y neutrones. Los electrones tienen carga negativa, los protones tienen la misma cantidad de carga pero positiva y los neutrones no tienen carga. Normalmente los átomos son neutros porque tienen el mismo número de electrones que de protones. Sin embargo, cuando dos objetos se ponen en contacto, los electrones de los átomos de uno de ellos pueden pasar al otro objeto.

El globo se frota contra el cabello. Unos materiales tienen tendencia a adquirir electrones y otros a deshacerse de ellos. (En la llamada serie triboeléctrica puedes encontrar una lista de materiales ordenados según su tendencia). En el caso de nuestro experimento, al frotar un globo contra el cabello el que pierde electrones es el cabello y el globo los gana.

Tanto el cabello como el globo se pueden considerar aislantes de la electricidad, ya que no permiten que exista un flujo de electrones a través de ellos. Por este motivo, en cuanto el globo se separa del cabello, se produce un desequilibrio de cargas, es decir, el globo, que había ganado electrones, queda cargado negativamente y el cabello, que los había perdido, queda cargado positivamente.

Se observan dos cosas: el globo atrae a los cabellos y además los cabellos se repelen entre ellos. Estos fenómenos se puede explicar teniendo en cuenta que las cargas de distinto signo se atraen y las de igual signo se repelen.

Trocitos de papel. Cuando el globo cargado negativamente se acerca a los papelitos, los electrones de los átomos que componen el papel tienden a alejarse temporalmente de la carga negativa del globo (cargas de igual signo se repelen). De esta forma, la zona del papel que está más cerca del globo presenta carga positiva, que al ser de signo opuesto a la carga del globo, se siente atraída hacia este.

Globo pegado a la pared. La pared y el globo se atraen por el mismo motivo que en el caso de los trocitos de papel.

Chorro de agua desvíado por el globo. En varios de nuestros experimentos hemos hablado de la estructura de la molécula de agua y en particular de su carácter polar, por ejemplo, cuando experimentamos con hielo, agua y aceite. La molécula de agua presenta una zona de carga positiva y otra de carga positiva, de ahí su elevada polaridad. Cuando el globo cargado negativamente se acerca al chorro de agua la parte positiva de las moléculas de agua se siente atraída hacia el globo y se observa que el agua se dobla.

Lata en movimiento. La explicación es la misma que hemos visto en los experimentos anteriores, el globo cargado negativamente atrae a los protones (carga positiva) de la lata y esta gira siguiendo al globo.

Los efectos de la electricidad estática son temporales. El globo irá descargándose poco a poco porque los electrones se irán disipando a través del agua que se encuentra en el aire. Por este motivo los experimentos de electricidad estática funcionan mucho mejor en días secos que en días en los que hay una gran humedad en el ambiente.
Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.

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En el siglo VI a. C. el filósofo, matemático y científico griego Tales de Mileto ya conocía el fenómeno de la electricidad estática. En sus experimentos había observado que frotando un trozo de ámbar (elektron en griego antiguo) con piel o lana, el ámbar era capaz de atraer objetos ligeros, como por ejemplo, plumas o hierba seca.

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Las células se dividen y se reproducen de dos maneras: Mediante la mitosis y la meiosis. La mitosis es un proceso de la división celular que da lugar a dos células hijas genéticamente idénticas en desarrollo a partir de una sola célula madre. La meiosis, por otra parte, es la división de una célula germinal que implica dos fisiones del núcleo, dando lugar a cuatro gametos, o células sexuales, cada una con la mitad del número de cromosomas de la célula original.

La mitosis es utilizada por los organismos unicelulares para reproducirse; también se utiliza para el crecimiento orgánico de tejidos, fibras y membranas. La meiosis se encuentra en la reproducción sexual de los organismos. Las células sexuales masculinas y femeninas (es decir, óvulos y espermatozoides) son el resultado final de la meiosis; que se combinan para crear nuevas crías, genéticamente diferentes.

Diferencias en su propósito y funcionamiento

Aunque ambos tipos de división celular se encuentran en muchos animales, plantas y hongos, la mitosis es más común que la meiosis y tiene una variedad más amplia de funciones. No sólo es la mitosis responsable de la reproducción asexual en organismos unicelulares, sino también es lo que permite el crecimiento y la reparación celular en organismos multicelulares, como los humanos. En la mitosis, una célula hace una copia exacta de sí misma. Este proceso es lo que está detrás del crecimiento de los niños en adultos, la curación de heridas y moretones, e incluso la regeneración de la piel, las extremidades y apéndices en los animales como lagartijas y lagartos.

La meiosis es un tipo más específico de la división celular (de las células germinales, en particular) que da lugar a los gametos, o bien los huevos o el esperma, que contiene la mitad de los cromosomas que se encuentran en una célula madre. A diferencia de la mitosis, con sus muchas funciones, la meiosis tiene una estrecha pero significativo propósito: ayudar a la reproducción sexual. Es el proceso que permite a los niños estar relacionados, pero aún diferentes de sus dos padres.

La meiosis y la diversidad genética

La reproducción sexual utiliza el proceso de la meiosis para aumentar la diversidad genética. Descendencia creada a través de la reproducción asexual (mitosis) son genéticamente idénticas a sus padres, pero las células germinales creados durante la meiosis son diferentes de las de sus células madre. Algunas mutaciones con frecuencia se producen durante la meiosis. Además, las células germinales tienen un solo juego de cromosomas, por lo que se requieren dos células germinales para hacer un conjunto completo de material genético para la descendencia. Por lo tanto, la descendencia es capaz de heredar los genes de ambos padres y sus cuatro abuelos. La diversidad genética hace que una población sea más resistente y adaptable al entorno, lo que aumenta las posibilidades de supervivencia y evolución en el largo plazo.

La mitosis como una forma de reproducción de los organismos unicelulares se originó con la vida misma, hace unos 3,8 millones de años. La meiosis se cree que apareció hace alrededor de 1,4 millones de años.

Etapas de la mitosis y la meiosis

Las células pasan cerca de 90% de su existencia en una etapa conocida como interfase. Dado que las células funcionan de manera más eficiente y confiable cuando son pequeñas, la mayoría de las células llevan a cabo tareas metabólicas regulares, dividiéndose, o muriendo, en lugar de simplemente aumentar de tamaño en la interfase. Las células se "prepararan" para la división mediante la replicación del ADN y la duplicación de los centríolos basados en proteínas. Cuando comienza la división celular, las células entran en cualquiera de las fases de la mitosis o la meiosis.

En la mitosis, el producto final es de dos células: la célula madre original y una nueva, de células hijas genéticamente idénticas. La meiosis es más complejo y pasa por fases adicionales para crear cuatro células haploides genéticamente diferentes que a su vez tienen el potencial de combinar y formar una nueva genéticamente diversa descendencia, diploide.

Etapas de la mitosis celular

Hay cuatro fases de la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase. Las células vegetales tienen una fase adicional, preprophase, que se produce antes de la profase.

Durante la profase mitótica, la membrana nuclear (a veces llamada "envolvente") se disuelve. cromatina de interfase herméticamente bobinas y se condensa hasta que se convierte en cromosomas. Estos cromosomas se componen de dos cromátidas hermanas genéticamente idénticas que se unen entre sí por un centrómero. Centrosomas se alejan del núcleo en direcciones opuestas, dejando tras de un aparato de husillo.

En la metafase, proteínas motoras se encuentran en ambos lados de los centrómeros y los cromosomas ayudan a mover los cromosomas de acuerdo con la tracción de los centrosomas opuestos, colocándolos en una línea vertical en el centro de la celda; esto a veces se conoce como la placa de metafase o ecuador del huso.

Las fibras del huso comienzan a acortarse durante la anafase, tirando de las cromátidas hermanas en sus centrómeros. Estos cromosomas divididos son arrastrados hacia los centrosomas que se encuentran en los extremos opuestos de la célula, por lo que muchas de las cromátidas aparecen brevemente en "V". Las dos partes divididas de la célula se conocen oficialmente como "cromosomas hijos" en este punto en el ciclo celular.

La telofase es la fase final de la división celular mitótica. Durante la telofase, los cromosomas hijos se unen a sus respectivos extremos de la célula madre. Las fases anteriores se repiten, sólo que al revés. El aparato del huso se disuelve, y las membranas nucleares se forman alrededor de los cromosomas hijos separados. Dentro de estos núcleos recién formados, los cromosomas se desenrollan y vuelven a un estado de cromatina.

La citocinesis es el proceso que requiere un final para los cromosomas hijos para convertirse en células hijas. La citocinesis no es parte del proceso de la división celular, pero marca el final del ciclo celular y es el proceso por el cual los cromosomas hijos se separan en dos nuevas células, únicas. Gracias a la mitosis, estas dos nuevas células son genéticamente idénticas entre sí y a su célula parental original; que entran ahora en sus propias interfases individuales.

Hay dos etapas de la meiosis principal en el que se produce la división celular: la meiosis 1 y meiosis 2. Ambas etapas primarias tienen cuatro etapas propias. Meiosis 1 tiene la profase 1, metafase 1, anafase 1, y telofase 1, mientras que la meiosis 2 tiene la profase 2, metafase 2, anafase 2, y telofase 2. La citocinesis juega un papel en la meiosis, también; sin embargo, como en la mitosis, es un proceso independiente de la meiosis en sí, y la citocinesis se muestra en un punto diferente en la división.

En la meiosis 1, una célula germinal se divide en dos células diploides (reducir a la mitad el número de cromosomas en el proceso), y la atención se centra en el intercambio de material genético similar (por ejemplo, un gen de pelo; véase también el genotipo vs fenotipo). En meiosis 2, que es bastante similar a la mitosis, las dos células diploides se dividen además en cuatro células haploides.

La primera fase meiótica es la profase 1. Al igual que en la mitosis, se disuelve la membrana nuclear, los cromosomas se desarrollan a partir de la cromatina y los centrosomas impulsar además, la creación del huso mitótico. Homólogas (similares) cromosomas de ambos padres pares y el intercambio de ADN en un proceso conocido como cruzar. Esto da lugar a la diversidad genética. Estos pares de los cromosomas-dos de cada padre-se llaman tétradas.

En la metafase 1, algunas de las fibras fusiformes se unen a los centrómeros de los cromosomas. Las fibras tiran de las tétradas en una línea vertical a lo largo del centro de la célula.

Anafase 1 es cuando las tétradas se separan el uno del otro, con la mitad de los pares de ir a un lado de la celda y la otra mitad yendo hacia el lado opuesto. Es importante comprender que los cromosomas enteros se están moviendo en este proceso, no cromátidas, como es el caso en la mitosis.

En algún momento entre el final de la anafase 1 y los desarrollos de la telofase 1, citocinesis comienza la división de la célula en dos células hijas.

En la telofase 1, el aparato de husillo se disuelve, y las membranas nucleares se desarrollan alrededor de los cromosomas que ahora se encuentran en lados opuestos de las nuevas células / célula madre.

En la profase 2, los centrosomas se forman y empujan aparte de las dos nuevas células. Un aparato del huso se desarrolla, y las membranas nucleares de las células se disuelva.

Las fibras del huso se conectan a los centrómeros de cromosomas en metafase 2 y se alinean los cromosomas a lo largo del ecuador de la célula.

Durante la anafase 2, centrómeros de los cromosomas se rompen, y las fibras del huso tiran de las cromátidas aparte. Las dos partes divididas de las células son conocidos oficialmente como "cromosomas hermanos" en este punto.

Al igual que en la telofase 1, telofase 2 es ayudado por la citocinesis, que divide las dos células una vez más, dando como resultado cuatro células haploides llamados gametos. membranas nucleares se desarrollan en estas células, que a su vez entrar en su propio interfases.

Tanto la mitosis y la meiosis son estudiadas por los científicos en general, mediante el uso de un microscopio para identificar y clasificar los patrones cromosómicos y las relaciones dentro de la estructura de una célula. La comprensión de la forma en que las células sintetizar los cromosomas para la reproducción se pueden aplicar en la biomecánica y la nanotecnología. El trasplante de genes y cromosomas a través de la inyección y la implantación se utiliza para experimentar con la bioingeniería y la clonación. Una esperanza principal es que la comprensión del proceso mediante el cual las células se replican dará lugar a mejores resultados médicos y curas quizá incluso.

Cuadros comparativos e infografias sobre la mitosis y la meiosis

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Diferencia entre mitosis y meiosis: Cuadros comparativos e infografias

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Las células se dividen y se reproducen de dos maneras: Mediante la mitosis y la meiosis. La mitosis es un proceso de la división celular que da lugar a dos células hijas genéticamente idénticas en desarrollo a partir de una sola célula madre.

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Unidad 6 La Célula  - Descubrimiento de la célula y Teoría Celular