sábado, 23 de febrero de 2008

proyectos 03

TÍTULO DE LA ACTIVIDAD: Rocas saltarinas

DESARROLLO CONCRETO DE LA ACTIVIDAD: Se llenan tres cuartas partes de una probeta de un litro con agua, se añaden tres cucharillas de bicarbonato y se remueve. Se hacen diez bolitas de arcilla de tres o cuatro milímetros de diámetro, se colocan diez cucharadas de vinagre en una taza, después se vierte el vinagre en el vaso de agua sin agitar y se echan todas las bolitas en el vaso.


¿Qué ocurre? Las bolitas de arcilla se rodearán de burbujas y algunas empezarán a subir a la superficie. En cuanto lleguen a ella, girarán sobre sí mismas y volverán a sumergirse. Algunas volverán a subir antes de llegar al fondo del vaso.


FUNDAMENTACIÓN CIENTÍFICA: Cuando se añade el vinagre al bicarbonato, se produce dióxido de Carbono. Las burbujas se adhieren a las bolitas de arcilla. Las burbujas actúan como pequeños neumáticos, de manera que ahora las bolitas de arcilla pueden flotar. Cuando éstas llegan a la superficie, se desprende gran parte de las burbujas y, por tanto, las bolitas vuelven a hundirse. Si durante el descenso se les adhieren de nuevo suficientes burbujas, volverán a subir a la superficie. Las burbujas de dióxido de carbono son, pues, las responsables de que las bolitas de arcilla floten.

MATERIAL NECESARIO: - Bicarbonato sódico
- Vinagre
- Arcilla
- Una probeta de un litro

TÍTULO DE LA ACTIVIDAD: Fuente de Herón


DESARROLLO CONCRETO DE LA ACTIVIDAD: Consta de tres botellas: una abierta, a y dos cerradas herméticamente, b y c. Éstas botellas están unidas entre sí por tes tubos de goma dispuestos como se indica en la figura. Cuando en a hay un poco de agua, la botella b está llena de líquido y la c de aire, la fuente empieza a funcionar. El agua pasa por el tubo de a a c, hace que el aire pase de esta botella a la b y el agua de b, presionada por el aire que entra, sube por el tubo y forma la fuente sobre la vasija a. Cuando la botella b se queda vacía, el surtidor deja de echar agua, en ese momento se intercambian las botellas b y c.

FUNDAMENTACIÓN CIENTÍFICA: Esta fuente se basa en el desplazamiento de un fluido por parte de otro, el agua que sale de a desplaza el aire que hay en c y éste a su vez desplaza al agua que hay en b que sube hasta el recipiente a. El agua que sale de la fuente subirá más dependiendo de la distancia que exista entre las botellas b y c.

MATERIAL NECESARIO: - Tres botellas de 5 litros de agua
- Tres tubos de goma
- Pistola termofusible para impermeabilizar las uniones de los tubos de goma con los tapones de las botellas

TÍTULO DE LA ACTIVIDAD: El vaso invertido


DESARROLLO CONCRETO DE LA ACTIVIDAD: Se llena un vaso de agua hasta que rebose, se coloca un trozo de cartón rígido encima del vaso, debe cubrirlo por completo, sosteniendo el cartón se le da la vuelta al vaso, después se suelta el cartón.

¿Qué ocurre? El trozo de cartón se queda pegado al vaso manteniendo el agua en su interior.


FUNDAMENTACIÓN CIENTÍFICA: La presión del aire que empuja el trozo de cartón es mayor que la presión del agua que lo empuja hacia abajo. Esta fuerza es suficiente para mantener el agua en el vaso.

MATERIAL NECESARIO: - Un vaso
- Un trozo de cartón

TÍTULO DE LA ACTIVIDAD: Construye una fuente


DESARROLLO CONCRETO DE LA ACTIVIDAD: Se coloca el extremo de una pajita en la boca de una botella que esté limpia y seca, se sujeta la pajita con plastilina, tapando con ella la boca de la botella, se llena de agua las tres cuartas partes de un jarro y se le añade unas gotas de cualquier colorante y se remueve hasta que el agua esté coloreada. Después se coloca la botella encima del jarro de forma que el extremo libre de la pajita penetre en el agua del jarro, se mantiene este extremo por lo menos un par de centímetros por debajo de la superficie del agua, por último se coloca un paño humedecido con agua caliente encima de la botella.



¿Qué ocurre? Se formarán burbujas en el agua coloreada

¿Por qué? El aire de la botella se calienta debido al paño y se expande. Parte del aire circula a través de la pajita produciendo burbujas en el agua.

Una vez que se ha puesto el paño caliente se sustituye por otro humedecido con agua fría.

¿Qué ocurre? El agua coloreada del jarro subirá por la pajita depositándose en la botella.

¿Por qué? El aire dentro de la botella se contrae cuando se enfría. El paño frío es el responsable del enfriamiento y contracción del aire. Como resultado de esta contracción, la presión del aire en la botella es menor que la presión que se ejerce sobre la superficie del agua coloreada. Esta mayor presión fuerza al agua a subir a través de la pajita.


MATERIAL NECESARIO: -Una botella
- Un jarro
- Una pajita
- Plastilina
- Dos paños
- Una fuente de calor

TÍTULO DE LA ACTIVIDAD: El ludión.


DESARROLLO CONCRETO DE LA ACTIVIDAD:
Los alumnos escenifican un pequeño número de magia. Con el poder de la mente hacen que un bolígrafo que flota en el interior de una botella llena de agua se hunda y vuelva a emerger. ¿Por qué ocurre esto? Se trata de hacer pensar al espectador e inducirle a dar explicaciones, a lanzar hipótesis. Tras las explicaciones que dé el público los alumnos explican el fenómeno usando un ludión con el bolígrafo transparente que permita observar la entrada y salida de aire en el bolígrafo. Finalmente les daríamos una recomendación: “Cuidado con los que hablan del poder la mente”.


FUNDAMENTACIÓN CIENTÍFICA:
Con esta práctica se pueden relacionar el principio de Pascal, el de Arquímedes, la Segunda Ley de Newton y la Ley de Boyle.
La presión que se ejerce sobre las paredes de la botella se transmiten en todas direcciones por el agua de su interior (Principio de Pascal) y esto hace que el aire del interior del bolígrafo retroceda y dé paso al agua.
Todo cuerpo sumergido en un fluido sabemos que experimenta una fuerza ascendente que se denomina Empuje. Esa fuerza la ejerce el fluido y es proporcional al volumen sumergido del cuerpo(Principio de Arquímedes).
Cuando el bolígrafo se encuentra flotando actúan sobre él dos fuerzas de sentidos contrarios, igual dirección y magnitud. Por ese motivo el bolígrafo no cambia su situación de equilibrio. Esas fuerzas son el peso y el empuje. Al introducir agua en su interior, el peso del bolígrafo aumenta por lo que el equilibrio se rompe y el bolígrafo se hunde. Si la suma de las fuerzas deja de ser cero, se produce una aceleración en la dirección y sentido de la fuerza resultante (Segunda Ley de la Dinámica).
Si se deja de ejercer presión sobre la paredes de la botella, la presión del agua disminuye y el aire que está comprimido y por tanto a más presión que al principio (Ley de Boyle) expulsa al agua del interior del bolígrafo. Esto hace que el peso disminuya y que ahora la fuerza resultante apunte en el sentido ascendente, haciendo que el bolígrafo suba hasta la superficie. Una vez allí el equilibrio se restituye porque parte del bolígrafo queda fuera del agua, justo la necesaria para que el empuje disminuya (al disminuir el volumen sumergido del cuerpo) y se haga igual al peso.


MATERIAL NECESARIO:
- Una botella de plástico.
- Un bolígrafo.
- Bolitas de plomo.
- Agua.

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