06. Fuerzas en fluidos

Vivimos en el fondo de un mar de aire (Evangelista Torricelli)

  • ¿Por qué se puede uno tumbar en el agua casi como en la cama? ¿Cómo será que flotan los barcos, aunque estén hechos con metal? ¿Qué sostiene a los aviones en el aire? ¿Es que no se hacen daño los faquires encima de tantos clavos? ¿Cómo soy capaz de frenar el coche sólo con la fuerza de mi pierna? ¿Por qué hay que afilar los cuchillos? La respuesta está en la física, tan bien explicada desde el IES andaluz “Aguilar y Cano“… ¿Recuerdas la teoría cinética de la materia? Te vendrá bien un repasillo antes de entrar en harina:

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  • Tarea 1:  Navega por el enlace anterior, y: a) Haz el ejercicio propuesto en la interactividad “Concepto de presión” (escribiendo los datos y resultados en el cuaderno, of course); b) Pasa al segundo apartado; ¿Te resulta comprensible el término incompresible, aplicado a los fluidos? Explica su significado. ¿Podrías comprimir el agua de un vaso? ¿Y el aire de un globo?; c) ¿Para qué se usan los manómetros? Hunde el submarino, y analiza cómo varía la presión hidrostática en función de la profundidad (¿a qué es debida esa presión?); d) ¿Qué dice el Principio de Pascal? (ayudita en la página 98 del libro; se ruega que el experimento del globo sea realizado en el dulce hogar); e) Define vaso comunicante, y comprueba su relación con el principio fundamental de la hidrostática. Ya puestos, ¿cómo enunciarías tal principio? Los griegos ya lo ponían en práctica en las conducciones de agua.

 

  • El concepto de presión (relación entre fuerza y superficie sobre la que se ejerce) es muy interesante. Al globo le puede salvar la vida:

  • No pienses que porque la botella esté cerrada no vas a acabar mojado:

  • Para los ingleses, navegar por Internet es surfing on the Internet, lo que añade una agradable evocación a las horas de búsqueda con el ordenador. Pues en ello que estaba cuando ¡Eureka!, o sea, lo volví a encontrar: un trabajo completo y de calidad sobre el tema de fluidos, del Grupo Pascal. ¡Qué pena que falte el tiempo en clase! (Ya, para otros será una bendición, je, je).

 

  • Tarea 2: En la página sobre fluidos del Grupo Pascal hay un contenido (en el menú de la izquierda) titulado Fluidos (¡Oh, sorpresa!). a) Según las imágenes, ¿qué diferencia, a nivel molecular, sólidos, líquidos y gases?; b) En el apartado Presión hidrostática hay una animación para comprobar el tamaño de una burbuja según la profundidad a la que esté sumergida. ¿Cómo crees que variará? Piénsalo antes de comprobarlo; c) En el apartado Principio de Pascal hay varios enlaces que aclaran su significado, y sirven para comprobar el Experimenta de la página 98. Ojéalos, please, y explica cómo Pascal ganó su apuesta de “rompetoneles“.

 

  • En el tema desarrollado por el Proyecto Newton están casi todas las animaciones que nos ayudarán a entender de qué va esto de los fluidos en equilibrio. ¿Cómo actúa la presión de un líquido sobre las paredes del recipiente que le contiene?

  

  • Hace un par de veranos tuve la feliz idea de pasar una semana en Tenerife, que coincidió con una ola de calor de esas de tropecientosmil grados a la sombra. Recuerdo que medio cerebro se me derritió camino del Teide, en el mismo escenario donde el protagonista del siguiente vídeo explica lo de mis neuronas pero con una botella de agua (evidentemente, no me he recuperado)

  • Tarea 4. Para los incrédulos, he aquí la prueba de que el agua no se cae, en un experimento similar al hecho en clase. ¿Por qué sucede esto?

vasos comunicantes

 

prensa hidráulica

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  • Tarea 7. Dadme una bolsa de plástico, un tubo para soplar… ¡Y levantaré el mundo! ¿Por qué podría conseguirlo?

  • A veces sentimos eso de que nos pesa el mundo sobre los hombros. Algo de cierto hay: vivimos inmersos en una mezcla de gases llamada atmósfera (otros en las nubes, pero bueno, los dejamos en paz). Los gases ejercen presión sobre las superficies con las que entran en contacto, ergo… ¡¿Cuánta presión atmosférica soportan nuestros cuerpos?! (No sé si preguntarlo o quejarme). Tiramos de barómetro, o de física. Hasta de lo que ya has aprendido en cursos anteriores:

Peso de la atmósfera

  • Tarea 8. a) ¿Qué es la atmósfera, y qué composición química tiene?; b) Utilizando el apartado “Midiendo la presión” de este enlace, explica qué es la presión atmosférica y en qué unidades suele medirse, indicando sus equivalencias; c) Haz los ejercicios 17, 18 y 21 de las páginas 99 y 100 del libro; d) ¿Qué diferencia hay entre un barómetro y un manómetro?

presión y altitud

  • Tarea 11. a) ¿Por qué la presión atmosférica disminuye con la altitud?; b) ¿Por qué están selladas y presurizadas las cabinas de los aviones? ¿A qué altura suelen volar?; c) ¿Se puede utilizar un barómetro para medir la altura de una montaña?; d) ¿En qué consiste el mal de altura, también llamado soroche?

 

  • Tarea 12. ¿Cuánto va a que ni con un par de caballos se pueden separar dos semiesferas metálicas a las que se ha hecho el vacío? No apuestes contra la ciencia… El famoso experimento de los hemisferios de Magdeburgo (aquí animado, aunque en portugués) demuestra … ¿qué?

hemisferios Magdeburgo

  • Este blog se llama Eureka y está dedicado a la enseñanza de las ciencias, así que no podía faltar el Principio de Arquímedes, su vida y milagros (mejor dicho, su ciencia).

  • Tarea 13. En la página 102 del libro se sugiere un experimento que coincide con el de la animación que acompaña a esta tarea. Observa lo que sucede, y contesta a las cuestiones a, b y c que se plantean:

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  • Tarea 14. a) En la animación interactiva que se propone a continuación, vete al apartado “Empuje”, anota los pesos indicados por el dinamómetro (dibujando las situaciones de cada caso) y contesta a la pregunta planteada; b) Continúa en el apartado “Principio de Arquímedes”. Toma nota de su enunciado, e intenta comprender su significado; c) experimenta con el empuje en este applet y con una animación:

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  • Tarea 15. Para entender bien el Principio de Arquímedes conviene aclararse con los conceptos de “peso aparente” (que no es lo que uno aparenta pesar, of course) y empuje. a) Explica cada uno de los términos de la siguiente ecuación :   Pap = Preal-E ; b) Haz el ejercicio 26 de la página 103.

empuje

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flotación

  •  Aunque la condición esencial de flotabilidad es que el empuje sea mayor que el peso, no podemos olvidar la importancia del carácter vectorial de estas magnitudes, y del efecto de giro que se puede dar si el centro de gravedad y el del empuje no están en la misma vertical. Se sigue muy bien con este vídeo:

  • Tarea 16. No hay pruebas de que Jesucristo caminase sobre las aguas, pero sí de insectos ”apoyados” sobre el (des)preciado líquido. Todo es asunto de la tensión superficial. Los milagros empiezan donde la ciencia acaba… Describe qué es la tensión superficial (y su relación con el experimento de Lourdes y el alfiler, primero sólo en agua y luego con jabón).

tensión superficial

  • ¡No te pierdas al basilisco corriendo sobre las aguas!

  • De meniscos también se habla en Física y Química, pero para hablar de la forma de la superficie libre de los líquidos en contacto con los sólidos… Uséase, para enrasar bien las buretas o los matraces, con los ojos a la altura del menisco:

meniscos cóncavo y convexo

 

  • Este tema merece como colofón la imagen del genial Arquímedes, enlazada a un brevísimo resumen de su vida y obra:

arqumedes resumen

  • Tarea 18. Avanzamos a hombros de gigantes, así que Pascal y Torricelli bien se merecen un capítulo en nuestras “Vidas de ciencia”, junto al genial Arquímedes (¿quién no ha oído hablar de la corona de Hieron?). ¡A la biblioteca!

  • Seguro que tienes ganas de hacer algunos experimentos más. Puedes verlos, y luego probar. It’s up to you!

9 Comentarios a “06. Fuerzas en fluidos”

28 07 2009
yeral (21:50:30) :

ME PARECE BACANICIMO ESTE PROGRAMA FELICIDADES UUUUUUAAAAAAAUUUUUUUUUUUUU

7 06 2010
GUILLERMO (23:17:07) :

ESTE PROGRAMA NOS AYUDA A INTERACTUAR UN POCO NUESTRO CONOCIMIENTO Y APRENDER UN POCO MAS ALLA DE LO QUE NO CREEMOS DE LA CIENCIA Y LA FISICA Y DESCUBRIR NUEVOS AUTORES INTERVINIENTES EN ESTOS EXPERIMENTOS EXPUESTOS¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

28 06 2010
Armando (10:42:51) :

Muchas gracias! lo interactivo de la página me ayudó a comprender un fenómeno fisiológico en el que actua la presión hidrostática!!! muchas gracias !!

18 10 2010
@ntonio-Choy (01:17:54) :

si todas mis clases fueran como esta pagina seria estupendo
gracias a los autores de esta pagina…

29 11 2011
Carlos Garcia (01:04:52) :

Me parece un buen trabajo, felicitaciones quisiera saber si puedo encontrar un material similar con respecto a otros temas de la física o química

25 03 2012
fabian (03:33:35) :

gracias!!! de verdad es de mucha ayuda. quise exponer sobre el lagarto basilisco y la explicación física de porque camina sobre el agua y este sitio fue de mucha ayuda!!!

10 11 2013
Aidita (19:00:52) :

educastur buen trabajo, como siempre

19 12 2013
bego de val (00:19:45) :

me ha encantado, buen trabajo, lo utilizaré en mis explicaciones

24 11 2015
estudiante IPARM (01:39:42) :

por favor continúen con el trabajo de física pero por todo lo hermoso prohiban al profesor Edilberto de usarla para tareas.
gracias

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