La realización de experimentos es una metodología activa que conlleva un trabajo del profesor en la preparación de todo el material, en la búsqueda del experimento perfecto para explicar el concepto o conceptos deseados. La gran ventaja es que los alumnos son capaces de retener la información de forma más duradera y sólida dando lugar a un aprendizaje más significativo además de hacer la clase más enriquecedora y entretenida.
A continuación se tratan algunos posibles experimentos a realizar con nuestros futuros alumno.
Medida de la densidad
Se toma una probeta llena de agua y se mide el volumen. A continuación pesamos el objeto cuya densidad desconocemos y lo introducimos dentro de la probeta. El nivel de agua subirá y la diferencia de volúmenes será el volumen correspondiente a nuestro objeto. Conociendo masa y volumen se calcula la densidad.
Cama de chinchetas
Basada este experimento en el primero que realizamos, los pies de Fakir, consiste en colocar un montón de chinchetas unidas sobre la cual apoyamos un globo de aire. Sorprendentemente, el globo no se explota debido a que la presión se distribuye sobre toda la superficie.
Pesan las palabras
Se colocan dos periódicos bien sellados sobre una mesa y entre medias se coloca una regla un poco sobresalida (vacio entre el periódico y la regla). Si se da un golpe fuerte a la regla lo lógico es pensar que como el periódico apenas pesa saltaría por los aires ¿no? El resultado es que apenas de mueve el periódico.
El fundamento científico se basa en que el aire pesa. Sobre toda la superficie del periódico, el aire está ejerciendo una presión atmosférica la cual la regla es incapaz de superar dando el resultado observado. Pero…¿y por qué si hay aire entre el periódico y la regla, el periódico sale volando al golpear la regla? En este caso, entre el periódico y la regla hemos dicho que hay aire, es decir, hay presión atmosférica en todas las direcciones y por esa razón se levanta.
Inflar un globo dentro de una botella
Se tiene una botella en la cual introducimos un globo agarrado en la boquilla. Si soplamos el globo es imposible llenarlo ya que dentro de la botella hay aire que ocupa un espacio. Para sorprender a los niños, en la botella hacemos un agujero dejándolo destapado al hinchar el globo. El globo ahora si se llena de aire. A través de este experimento tan bonito se dan cuenta de que el aire ocupa un espacio.
Pelea de jeringuillas
Dos jeringuillas de tamaños diferentes unidas por un tubo en el cual tenemos un líquido, por ejemplo, agua. ¿Quién será capaz de vencer?
Da igual la fuerza que tengan unos u otro siempre vencerá aquella con la jeringuilla más pequeña. Es un experimento fantástico para reflejar el concepto de la presión del agua. La presión es igual en todo el liquido. La presión es fuerza dividido superficie por lo tanto si en la jeringuilla derecha y la izquierda la presión es a misma, si aumentamos la superficie (jeringuilla grande) la fuerza aplicada debe ser mayor; en cambio, si la jeringuilla es pequeña, la fuerza aplicada es menor.
Hay una infinidad de experimentos posibles: balanza de Arquímenes, Buzo de Descartes, Termómetro de Galileo… Pero ahora intentemos resolver los retos puestos en clase.
Experimento de Torricelli
Torricelli cogió un tubo de un metro de largo cerrado por un extremo, lo llenó de mercurio y tapó con el dedo el extremo abierto. Después, lo colocó en una cubeta que contenía también mercurio y retiró el dedo. Observó como el mercurio del tubo descendía generando vacio, y que la altura del mercurio dentro del tubo era independiente de su sección. Gracias a este experimento demostró que la presión en un líquido ejerce fuerza en todas las direcciones.
Como somos personas muy curiosas decidimos llevar a cabo este experimento empleando una botella de vidrio, un recipiente y agua en vez de mercurio. El resultado no fue el esperado, el agua de la botella no descendió. ¿Cuál era la razón? ¿Podría ser su escasa altura?
Termómetro de Galileo
El termómetro de Galileo como se observa en las imágenes consiste en un tubo lleno de un líquido sobre el cual nadan diferentes ampollas a diferente altura. Cada ampolla lleva una chapa con un valor en grados. Para conocer la temperatura basta con mirar los grados que marca la ampolla que esté más abajo sin contar las ampollas que rozan el suelo. Con temperaturas frías, las ampollas suben, en cambio, con las temperaturas calientes, las ampollas bajan.
Fundamento científico
Se basa principalmente en dos principios: principio de Arquímedes de flotación de cuerpos y modificación de densidades por temperatura. Cada ampolla de colores está sometida a un empuje hacia arriba y a un peso hacia abajo. En el momento en que estas dos fuerzas estén en equilibrio, las ampollas no se moverán y el termómetro nos estará dando la medida deseada.
El líquido del tubo al calentarlo se hará menos denso haciendo caer a las ampollas. La fuerza de flotación es más pequeña (empuje<peso) y por lo tanto las ampollas caerán hasta el equilibrio empuja=peso. Al contrario, si hace frio, el agua es más densa aumentando la flotación (empuje>peso) y sube a las ampollas hacia arriba hasta el equilibrio.
Bibliografía
Has compartido unos “apuntes” estupendos para trabajar de forma práctica el tema de la presión.
¡Gracias Alba!