¡E U R E K A!

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:

• 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?

 

• Tarea 3. ¿De qué factores depende la presión hidrostática? ¿Cómo varía con la altura de la columna de líquido? (Mira de dónde sale la fórmula)

• 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?

• Tarea 5. ¿Qué altura alcanzará en un sistema de vasos comunicantes como el de la imagen? ¿Por qué? He aquí la paradoja hidrostática (también animada):

• Tarea 6. Los del Suanzes de Avilés nos regalan el experimento de la página 93 del libro, sobre el principio fundamental de la hidrostática. ¿Puedes explicarlo?

 

• Recuerda que una de las principales aplicaciones del Principio de Pascal es la prensa hidráulica (obsérvese con atención el coche último modelo… en los años que nací), además del sistema de frenado de los vehículos (aquí en vídeo, but in english):

• 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:

• 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?

• Tarea 9. a) Describe el experimento de Torricelli, justificando la equivalencia entre atmósferas y mmHg; b) Haz el ejercicio 16 de la página 99.

 

• Tarea 10. Hay que subir muy arriba para que disminuya la presión… O sea, el que manda presiona al que está debajo, ¿o ese era otro tema? Hablamos de la disminución de la presión atmosférica con la altitud (lo mítico de dónde se cuece más rápido un huevo, a nivel del mar o en lo alto del Everest). a) Describe cómo varía la presión atmosférica con la altura, y qué efectos produce sobre el organismo humano; b) señala algún otro efecto curioso de la presión atmosférica.

• 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?

• 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:

• 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:

• 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 :   P_ap = P_real-E ; b) Haz el ejercicio 26 de la página 103.

• Volvemos a las preguntas iniciales, ¿cómo flotan esos inmensos barcos de metal? Otra vez Arquímedes… Y la densidad. Pero no te quedes con la duda, y pon en práctica estas ideas, o compruébalas con una interactividad:

•  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).

• ¡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:

• Tarea 17. Repasa el tema con los contenidos digitales de Cidead, y con esta colección de problemas con soluciones. Y comprueba que sabes explicar lo que has hecho.

 

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

• 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!