¿Cuál será la velocidad de salida por un orificio en la pared lateral de una botella? ¿Qué chorro llegará más lejos?

Introducción

En clase hemos visto este experimento fácil de reproducir con:

• Cualquier botella de agua de 1,5 litros (las mejores las de refresco, ya que tienen la pared lisa).
• Una aguja de coser para pinchar la botella (mejor si la calientas previamente con un mechero para que al tocar el plástico se funda y hagas el agujero sin trabajar mucho. Como precaución, pincha la aguja primero en un tapón de corcho y usa el extremo romo). Asegúrate de tratar de hacer los agujeros con cuidado para ue queden con el mismo diámetro.
• Reparte al menos tres o cuatro agujeros a lo largo de la botella, y los tapas con una tira larga de celo adhesivo.
• Llena tu botella hasta arriba, y retira el celo de una vez....., pero ....espera un poco....vamos a pensar juntos....

Predicción

1. Anota en tu cuaderno tus hipótesis, es decir la solución a las preguntas que tu crees que responden a las cuestiones siguientes:

• ¿Cuál de las dos imágenes reproduce lo que ocurrirá cuando retires el celo?
• ¿Qué magnitud crece cuando crece h? ¿En qué agujero será mayor?

2. Investiga en la Red en qué consiste la ecuación de Torricelli sobre la velocidad de salida de un líquido a través de un agujero realizado en una pared lateral. Redacta la ecuación de Torricelli y escribe sus ecuación indicando el significado de cada magnitud.  
3. A la vista de la ecuación anterior....¿en cuál de los tres agujeros tendremos mayor velocidad de salida?




Observa mientras experimentas

4. Ahora si....Asegura tu botella para que siga llena de agua hasta arriba y destapa de una vez la tira de celo adhesivo. Haz un dibujo aproximado de lo que observas e indica cuál de los dos dibujos está equivocado....Si ambos están mal, haz tu el tuyo....el correcto.

Concluye individualmente

5. Trata de explicar las diferencias que observas. ¿Puedes explicar el mitivo por el que en el agujero superior el chorro de agua acabe resbalando por la pared sin avanzar? Anota en tu cuaderno tus argumentos.

6. Ahora viene la gran pregunta: ¿CUÁL DE LOS TRES CHORROS LLEGA MÁS LEJOS? ¿POR QUÉ?

Comparte tus conclusiones
7. Habla con tus compañeros de grupo y llega a un acuerdo con ellos sobre las conclusiones más acertadas. Cuando tengáis un acuerdo, enseñad vuestras respuestas al profesor, y estad atentos a lo que va a contaros....

Solución

Nueva pregunta

8. Ahora tengo una nueva duda....¿Será verdad lo que muestra esta imagen? ¿De qué altura dependerá (ho, o quizá dependa de h)ahora nuestra velocidad de salida del agua a través del orificio?... Quizá si consultas sobre el funcionamiento del frasco de Mariotte puedas encontrar una solución...¿Puedes ingeniar cómo construir uno con los materiales del labratorio? ¿Y con materiales caseros?

Divulgadores científicos

Introducción
Como ya comentamos en clase, matamos la curiosidad científica cada vez que se produce una de estas situaciones:

• No nos hacemos preguntas.
• Nos hacemos preguntas y el profesor nos proporciona la respuesta.
• Nos hacemos preguntas pero adoptamos una vaga respuesta o una respuesta incorrecta como la mejor respuesta sin someterla al filo de la navaja de la argumentación de las últimas consecuencias..... 
• Ejemplos:
• ¿Por qué nos ponemos morenos? Porque nos da el sol sobre la piel....(nos quedamos en la superficie)
• ¿Por qué un vaso con hielo se moja por fuera? Porque suda.

Y como queremos aprender a responder y a comunicar preguntas y respuestas, vamos a realizar esta pequeño proyecto....sin matar la curiosidad...

Objetivos

1. Aprender a trabajar colaborativamente en torno a la construcción de nuestro propio conocimiento.
2. Aprender a investigar y construir respuestas argumentadas en base a evidencias científicas.
3. Desarrollar competencias comunicativas.
4. Valorar el trabajo de otros compañeros.

Tareas
 Cada pareja de alumnos tendrá que resolver (por azar) una pregunta de difícil respuesta, y realizar las tareas siguientes:

1. Documentación: investigar en la Red o en la biblioteca una posible respuesta a la pregunta adjudicada.
2. Elaboración de la respuesta. La documentación que hayamos trabajado puede ser amplia o pequeña,  con mayor o menor complejidad o rigor...pero lo más importante es adaptar esta respuesta para hacerla creíble para cualquiera que la lea o la escuche. 
3. Diseñar  con la herramienta Drive (antiguo Google Docs) una presentación colaborativa de 5 diapositivas como máximo. En ella debes exponer la pregunta y daremos todos los argumentos para la respuesta:
• Entorno del hecho científico que estudiamos (contextualizar)
• Protagonistas de la misma: moléculas, reacciones químicas,...
• Argumentación en base a evidencias
• Conclusión
• Acompañaremos la presentación con imágenes (si no son vuestras hay que citar la fuente en la imagen que incorporemos), esquemas (de construcción propia) o cualquier elemento que ayude a comprender la respuesta.
• Todos trabajaremos bajo la misma plantilla de presentación. Los aspectos de formato (fondo, colores, tipo de letra....) no se podrán cambiar.
4. Comunicar al resto de la clase nuestra respuesta con la grabación de un vídeo de 2-3 minutos en el que expongamos sobre la presentación y de viva voz nuestras respuestas. (No es preciso salir en persona en el vídeo).
5. Una vez publiquemos nuestras respuestas en el canal de vídeo que crearemos, debemos realizar al menos tres comentarios constructivos sobre los vídeos de respuestas de otros compañeros. Entiendo por comentarios constructivos aquellos que podrán ayudar a los autores a elaborar una respuesta mejor. En estos comentarios hay que identificarse (No vale realizarlos de forma anónima).

Plazos

• Presentación: hasta el día 30 de noviembre
• Vídeo: hasta el 19 de diciembre (último día de clase antes de las vacaciones de Navidad). 

• ¿Cómo grabo el vídeo? Con tu móvil puedes hacerlo y enviarte por e-mail el vídeo a tu ordenador.
• ¿Qué aspectos técnicos vamos a valorar? 
• La presencia de los protagonistas.
• Iluminación
• Presentación legible
• Naturalidad en la exposición y capacidad de llamar la atención del interlocutor.
• Alternancia de los protagonistas a la hora de hablar.
•  Zoom entre la presentación y los presentadores para mostrar un contenido de la presentación.
• ¿Dónde tengo que subirlo? Entra en youtube en el canal de Divulgador Científico. (el nombre de usuario y contraseña en la clase).
•  Busca el botón de subir y sigue las instrucciones. Recuerda respetar el trabajo de tus compañeros.
• Comentarios: hasta el día 4 de enero. 
• Rúbrica de evaluación AUTO-CALIFICADA (por ambos miembros): El primer día de clase tras las vacaciones de Navidad (8 de enero)

Evaluación
 Emplearemos esta  rúbrica de evaluación que usaremos del modo siguiente:

• 1/3 de la calificación será autoevaluación. No evaluaréis vuestros comentarios.
• 2/3 de la calificación será del profesor.

Preguntas de ¿difícil respuesta?
En este enlace podrás consultar la lista de preguntas y la asignación de cada una de ellas a cada pareja.

Importantes consejos para CREAR una presentación eficaz. Por las presentaciones que voy observando, intuyo que confundís dos aspectos muy importantes:
1. Texto que usaré para explicar mi respuesta.
2. Contenido de la presentación en el que incluiremos: textos (sin sobrecargar), esquemas, imágenes, vídeos....

Para hacerse una idea de lo que buscamos, es importante que veas este vídeo:

Y el resultado ha sido... 

Hemos creado un canal de vídeo con el proyecto acabado. ¿te animas  a verlo y realizar comentarios? Los alumnos se sentirán aplaudidos. 

Tiene salero el problema....

Una sal de cocina muy apreciada  
Ha caido en mis manos una etiqueta de sal común y me he fijado en su composición química. Si tenemos en cuenta que la sal contiene:

 

• Cloruro sódico (NaCl) mayoritariamente
• Fluoruro de potasio (KF)
• Yoduro de potasio (KI)

" Te apuesto que ...."  

1º  Eres capaz de calcular:

• % en masa de flúor
• % en masa de yodo
• % en masa de potasio
• % en masa de sodio
• % en masa de cloro 

¿Recuerdas qué significaba mg y μg?

2º Eres capaz de rastrear en la Red, y encontrar una respuesta que justifique por qué la sales con alto contenido en yodo y alto contenido en flúor, son tan apreciadas para la alimentación.


Como siempre, las respuestas, mañana en clase..., pero no las mías....¡las vuestras!

¿Broma de mal gusto o posibilidad científica?

Suponiendo que:

1. El astronauta pudiese realizar el tiro parabólico que parace realizar....
2. Que la gravedad en la Luna sea la sexta parte que en la Tierra...

Hipótesis a comprobar:

¿Podríamos lanzar nuestra orina con la velocidad suficiente para que....?

• El alcance del mismo sea.....(intenta evaluar mediante la imagen el valor del alcance suponiendo que el astronauta mide 1,90m de altura)
• La altura máxima alcanzada sea.....(evalúa esta cantidad  comparando la altura del astronauta con la de nuestro tiro parabólico).

Los insectos y la tensión superficial

Introducción

En esta espectacular imagen se observa cómo esta avispa se posa en el agua, y la superficie del agua que actúa como una membrana, soporta el peso de la avispa que tranquilamente descansa sobre ella. 

La tensión superficial, es la fuerza por unidad de superficie (N/m2)  que ejerce la superficie del líquido cuando un objeto se apoya en ella. Tiene unidades de presión aunque la llamemos tensión (N). Esta imagen te aclarará cómo actúa:

Desconocemos si la tensión superficial del agua cuando se apoya nuestra avispa es la máxima, pero vamos a intentar calcularla....

Tareas

1. Investigar en la Red el peso aproximado de nuestra avispa y lo traduciremos a unidades del S.I. (mg= ..... N)

2. Intentar medir en cada punto de apoyo la superficie total aproximada de contacto entre cada pata y el agua. ¿Nos podremos servir de la sombra para calcular la superficie total de apoyo? ¿Podremos comparar longitudes para calcular lo que nos pide esta tarea? Expresaremos el resultado en unidades del S.I. (m2)

3. Calcular la presión media que ejerce la vista en cada punto de apoyo sobre el agua (N/m2)

4. Buscaremos en la Red los valores de tensión superficial para el agua de una piscina pública.

5. Compararemos nuestro valores con los que hemos obtenido.

6. A la vista de nuestros resultados....¿podrá el agua aguantar a 10 avispas una encima de otra? ¿podrán ser ciertas la imágenes inferiores, o se tratan de un truco fotográfico?

Suero glucosalino isotónico: disolución con DOS solutos

Situándonos
¿Alguna vez has estado hospitalizado? Si es que no....mejor, pero seguro que conoces a alguien que sí lo ha estado, aunque haya sido algunas horas....

Los pasos previos a una hospitalización son:
1. Coger una vía....que no es coger una carretera, sino permitir mediante una aguja o varilla hipodérmica la adición de medicación al enfermo.
2. Suministrar suero fisiológico al enfermo a través de esa vía. 

El suero fisiológico es es una disolución acuosa de sustancias compatibles con los organismos vivos debido a sus características definidas de osmoticidad, pH y fuerza iónica. Está compuesto de agua, electrolitos y, a veces, distintas sustancias, como por ejemplo la glucosa, fuente de carbono y energía para el organismo, y de algunos polisacáridos expansores

El suero intravenoso a suministrar a través de esa vía puede ser:

• Suero salino, el llamado más habitualmente como "suero fisiológico".  Sólo contiene agua y sales minerales disueltas, predominantemente cloruro de sodio.
• Glucosado, que contiene agua y glucosa.
• Glucosalino, que tiene disuelto en agua dos solutos, en este caso cloruro de sodio y glucosa....Las imágenes de este post, son de este tipo de suero.
  
  

Tareas

1. Convertir a mol/L la concentración de:

• Cloruro de sodio
• Ión sodio
• Ión cloruro
• Glucosa

 2. Si a un paciente le ajustamos el gotero para que ingiera UN FRASCO CADA SEIS HORAS durante un día completo...

•  ¿Cuántos g de glucosa se le han suministrado? 
• ¿Hubiese ingerido sido la misma cantidad de glusoca si se hubiese tomado dos terrones de glucosa durante ese día? (la masa de un terrón de glusoca es de 6 g) 
  
  
•  ¿Y si en vez de glucosa hubiese tomado dos terrones de azúcar (la masa de un terrón de azúcar es de 6 g) Recuerda que el azúcar NO es glucosa, sino sacarosa.
  

¿Cuántos electrones tiene Internet?

Introducción
Hemos trabajado los factores de conversión para convertir unas unidades de cualquier magnitud en otras unidades diferentes de la misma magnitud. Por ejemplo has aprendido a convertir el volumen de litros a centímetros cúbicos (y viceversa) o la masa de toneladas a gramos (y viceversa).

Ahora vas a trabajar tu solo con datos reales en torno a la Red. Recientemente se ha hecho un cálculo de cuanto pesa la Red, y se cree que pesa aproximadamente 50 gramos.

Objetivo
1. Leer un artículo y extraer la información relevante en torno a magnitudes y unidades.
2. Ver y escuchar un vídeo, anotando toda la información relativa a magnitudes, valores y unidades.
3. Convertir las unidades encontradas a otra diferentes.

Tareas
1.  Repasar este artículo de Wikipedia. Ta vez no entiendas todo, pero una gran parte lo recordarás de clase.
2. Conocer las unidades de medida de la información. Para expresar el tamaño de la Red, capacidad de un disco duro o un pen drive, es decir la información almacenada, utilizaremos  la magnitud "In" expresada en bytes. En este enlace te pondrás al día en todas las unidades de información que manejamos: bits, bytes, MB, GB, TB...

3. Lee este artículo del portal de Microsiervos.  

4. Mira y escucha con atención este vídeo y anota en tu cuaderno todas las cantidades que van apareciendo. Recuerda que tienes que usar el sistema empleado en clase:

5. Investiga en la Red los siguientes factores de conversión que te van a hacer falta. Anotalos en tu cuaderno:

• el valor de una onza (unidad de masa) expresada en kg
• el valor de la masa de un electrón en kg
• el valor de un byte en bits (0,1)
• el factor de conversión de TB a byte

Preguntas del millón

PRIMERA: ¿Cuántos electrones en movimiento  tiene la Red circulando? 

SEGUNDA: Si Internet contiene 5 Terabytes de información....¿de cuantos bits (0,1) estamos hablando? Escribe en notación científica todas las cantidades que aparecen en el vídeo, expresando:

• La masa de Internet en kg
• La cantidad de información en bits  

Mañana en clase, tendremos que debatir vuestras respuestas y los datos recopilados....Nos vemos!

¿Qué velocidad tendrá un cuerpo mientras va cayendo?

Ya hemos descrito este escenario muchas veces:

1. Desde el punto de vista cinemático. Sabemos calcular la velocidad en función del tiempo, posición en función del tiempo y velocidad en función de la posición.

2. Desde el punto de vista energético. Por coservación de la energía mecánica podemos ir evaluando en cada punto las magnitudes: altura, energía potencial, velocidad, energía cinética y energía mecánica, que en ausencia de rozamiento, será constante.

Ahora la tarea es la siguiente....

1. Construye una hoja de cálculo en Excel o Google-Doc.

2. En ella debes realizar los cálculo oprtunos para podes calcular la energía cinética y energía potencial de nuestro móvil en función de la altura.

3. Una nueva columna debe contener los cálculos de la velocidad en función de la altura a la que se encuentra nuestro objeto.

4. Para finalizar, diseña gráficos que muestren la energía cinética, potnecial y mecánica en función de la altura, y de la velocidad en función de la altura.

Este ejemplo te permitirá comprobar el objetivo de tu tarea. Si haces clic sobre la imagen podrás acceder a la hoja de cálculo usada, y modificar algunos datos de la misma.

5. Finalmente deberás enviar tu hoja de cálculo al profesor siguiendo las instrucciones que se dijeron en clase y que se recogen en este blog.
 

Cruce de canales y puentes de agua

¿Esto debería considerarse como la 8ª maravilla del mundo? Un puente de agua...sobre un río...Después de verlo, sigue siendo difícil de creer! ¡Un puente de agua en Alemania... Que maravilla!
Seis años, 500 millones de euros, 918 metros de largo.......!Eso sí que es ingeniería!
Es un canal puente construido sobre el río Elba y une la antigua Alemania Oriental con la Occidetal, como parte del los proyectos de unificación ..Está localizado en la ciudad de Magdeburgo, cerca de Berlín. La foto fue tomada el día de su inauguración.

Para aquellos, que aprecian los proyectos de ingeniería, aquí hay una pregunta para físicos e ingenieros:
¿El puente ha sido diseñado para soportar el peso adicional de los barcos,
o sólo para el peso del agua?

Sigue más abajo para ver la respuesta correcta.

Tomate tu tiempo, piensa y responde

Respuesta más abajo.....

Respuesta:

¡Qué pena.....voy a desvelarte el misterio! ¡He pensado por ti! ¡Me he vuelto a adelantar!

¡Sólo se ha diseñado para soportar el peso del agua!
¿Porqué? : 

Un barco siempre desplaza una cantidad de agua que pesa exactamente igual que el barco, sin importar el peso del barco.

El nivel del agua no sube cuando el barco atraviesa el puente ya que desplaza una cantidad de agua fuera del puente igual al peso del barco.

Recurso cinemático a una multa de velocidad a 70 km/h

El texto refleja el recurso  presentado ante el juez, por un conducto -estudiante de Física y algo caradura-, ante una multa de tráfico por exceso de velocidad....

Estimado Sr. Juez: He sido denunciado por circular a 250 km/h en la Nacional 530 cuando iba camino de mi pueblo para hacer la matanza. Según me dijeron los Guardias Civiles que me pararon, el radar me detectó a la velocidad antes indicada en un tramo limitado a 70 km/h.

Yo, por mi parte, puedo decir que he visto perfectamente esa señal con el número 70 en negro, dentro del círculo rojo con el fondo blanco. 

 

Sin embargo, por más que me he fijado, no he visto ninguna unidad de medida junto al numerito 70. Como Vd. sabrá mejor que yo, que para eso ha estudiado derecho, la Ley 54/1893 establece que en el Estado Español se establece que el Sistema Métrico Internacional será el obligatorio en el país, y dentro de las reglas propiamente dichas del citado Sistema Métrico Internacional, se establece que la unidad de longitud será el metro, y la unidad de tiempo será el segundo.

No se si cuando Vd. terminó derecho le dio tiempo a hacer algo de matemáticas, pero por si acaso voy a informarle de que la velocidad se mide dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo empleado para recorrerla, por lo que cogiendo la unidad de medida de la distancia (metro) y la unidad de medida del tiempo (segundo), obtendremos la unidad de medida de la velocidad: METROS POR SEGUNDO, que, tal y como nos dice la Ley anteriormente citada, SERÁ LA UNIDAD DE MEDIDA OBLIGATORIA PARA LA VELOCIDAD.

Yo no le voy a negar que fuese a 250 km/h, que de hecho los iba, pero es que la señal que yo vi sólo ponía 70, y en virtud del imperio de la ley que todos debemos respetar y del que Vd. es el máximo exponente, no he dudado en considerar que el 70 se refería a la unidad internacional de la velocidad, el metro por segundo; si Vd. hace la conversión, observará que 70 m/s equivalen a 252km/h, con lo cual yo circulaba a 2 km/h por debajo de lo permitido.

Por todo lo expuesto, ruego a Vd. que me devuelva el carné de conducir, los 600 Euros y los 8 puntos que me han quitado, que no están las cosas para bromas, dejando este asunto en un lamentable malentendido por el que no voy a denunciar a los pobres Agentes, que bastante tienen con su arriesgado trabajo y estoy seguro que no lo hicieron con mala intención.

Atentamente....

Hay que aprender Cinemática, hasta para recurrir una multa... (Recibido por e-mail)

ACTIVIDADES

1. Comprueba que 70 m/s son realmente 252 km/h
2. Indica dos razones por las que creas que hay que respetar las normas de tráfico, y en particular las limitaciones de velocidad.
3. Investiga qué es el Sistema Métrico Intenacional

¿Quien llega antes al suelo? ¿Qué cae más rápido?

Introducción
Si dejamos caer desde la misma altura, un objeto pesado (llaves, moneda, libro....) y uno ligero (pluma, hoja de papel abieta...) observaremos un fenómeno que de tanto verlo, nos ha hecho dudar.....Los pesados adelanten a los ligeros y llegan antes al suelo, y ocurre porque pesan más....

Sin embargo, observar este fabuloso vídeo:

  
Hipótesis

1. ¿Llegará antes el pesado ya que su peso es mayor, y por tanto su velocidad también?
2. ¿Llegarán a la vez siempre que  no exista el rozamiento del aire?

Un poco más lejos....
 ¿Cómo se te ocurre que en el instituto, o en casa, podamos comprobar estos hechos? Trata de diseñar alguna experiencia que ilustre tus respuestas, y por tanto se conviertan en evidencias de tu argumento.

En el vídeo se dan pistas para comprender las respuetas.....pero....¿cuales son las tuyas (no dejes que te contaminen)? Publícalas en el blog de aula.

¿Haciendo puntería en un tiro parabólico?

Los hechos están claros, pero....las respuestas a estas hipótesis no lo están tanto...

•  ¿Por qué la plataforma de lanzamiento es de plástico?
•  ¿Para qué echan agua en el suelo de plástico?
• Si deseamos acertar a la primera para caer en la piscina ¿qué magnitudes deben conocer antes del lanzamiento?
• ¿Qué magnitudes son difíciles de evaluar?
• ¿Cuáles puedo despreciar por ser muy pequeñas?
• ¿Habrán probado muchas veces antes de lanzarse una persona por el plano inclinado?

¿Afecta el alcohol al riesgo de accidente de circulación?

Introducción

En el folleto anterior de la DGT se recogen conclusiones sobre el efecto de las tasas de alcohol en sangre y aire sobre el factor de riesgo de accidente

Hipótesis

¿Podemos establecer una correlación directa (a más, más) entre dosis ingeridas y riesgo de accidente? ¿Qué correlación es esta?

Tareas

1. Construye una tabla de datos en la que se recojan por columnas: 

• Concentración  (g/l) de alcohol  en sangre, dosis ingeridas,  consecuencias y factor de riesgo de accidente.
• Concentración  (g/l) de alcohol  en aire espirado, dosis ingeridas,  consecuencias y factor de riesgo de accidente.

2. Con los datos anteriores, establece gráficos en los que se represente:

• Tasa de alcoholemia en sangre frente a riesgo de accidente
• Tasa de alcoholemia en aire espirado frente a riesgo de accidente

3. Diseña un factor de conversión que permita relacionar tasas de alcoholemia con riesgo de accidente.

4. Construye gráficos, sepadados por sexos, en los que podamos entender la relación existente entre:

• Dosis ingerida de cerveza <> Factor de riesgo
• Dosis ingerida de vino <> Factor de riesgo 
• Dosis ingerida de whisky <> Factor de riesgo. 

¿Distancia de frenada y límites de velocidad?

Introducción

En este folleto de la DGT se indican algunos de los factores que afectan al cálculo de las velocidades máximas permitidas en cada vía, así como el valor de estos límites para cada tipo de vehículo y vía.

Hipótesis

• ¿Qué otros factores crees que deberían tenerse en cuenta a la hora de fijar estos límites de velocidad?
• ¿Qué información tienes de la campaña "puntos negros" de nuestras carreteras?
• ¿Afectará el estado de la calzada y el tráfico a la velocidad a la que deberemos circular?

Tareas

• Investiga en la Red sobre las hipótesis planteadas
• Investiga el tiempo de reacción de una persona de acuerdo con tu edad e imagina que circulas en una vía urbana a 50 km/h y de repente tienes que frenar.....¿cuántos metros recorrerá tu motocicleta antes de detenerse? ¿y si tu velocidad hubiese sido de 40 km/h?
• Plantea una situación REAL o IMAGINADA pero posible en la que la velocidad de circulación es determinante para una frenada segura.

A la ida y a la vuelta

Introducción 

Todos conocéis que en un movimiento rectilíneo y uniforme (MRU), la velocidad es el resultado de dividir el espacio recorrido entre el tiempo empleado, pero... ¿siempre es así? 

Hipótesis

¿Afectará a los cálculos si el móvil recorre un movimiento de ida y vuelta?

¿Es lo mismo la velocidad instantánea que la velocidad media?

Tareas

Intenta resolver estos problemas pero sin aplicar fórmula alguna, basándote en las fracciones equivalentes que ya conoces desde hace tiempo.

Balsa de porespan (o corcho blanco)

Nuestro proyecto va a consistir en diseñar por completo una balsa de porespan (porexpan o corcho blanco) que permita aguantar exactamente el peso de un ladrillo como el de la figura siguiente. 

"Exactamente" quiere decir que la balsa debe quedar totalmente sumergida, pero el ladrillo no debe mojarse.

 El reto no es nada fácil ya que nuestra balsa debe cumplir ciertas características:

• Debe ser una plancha rectangular de dimensiones proporcionales a las del ladrillo.
• El ladrillo debe estar situado en el centro de la balsa apoyado del mismo modo que los de la imagen.

Tareas:

1. Conseguir un ladrillo por equipo y una plancha de porespán.
2. Comprobar la densidad del agua del grifo usada. ¿Es exactamente la esperada?
3. Calcular y/o comprobar la densidad de nuestro porespán. Medir su espesor. El fabricante nos puede dar pistas sobre estos datos.
4. Medir el peso de nuestro ladrillo.
5. Calcular las dimensiones de nuestra balsa estudiando el equilibrio de fuerzas que se produciran:
• Peso de la balsa y el ladrillo
• Empuje de la balsa.
6. Recordar la semejanza de polígonos para establecer el tamaño exacto del largo y ancho de nuestra balsa.
7. Cortar, montar, probar con cuidado sobre el recipiento con agua, y evaluar el resultado.

Cuestiones a responder

1. ¿Qué ocurriría si el ladrillo se rompe en dos trozos y colocamos los dos trozos uno encima del otro?
2. ¿Qué nivel sumergido tendría la balsa cuando esto ocurra? ¿Puedes calcularlo?

PISTAS PARA DESPISTADOS

Magnitudes a investigar o medir:

• Ladrillo: m y dimensiones.
• Porespán: espesor (e) y densidad (Tomaremos referencia de la bibliografía, pero usaremos nuestra medida).

Tarea 1 : Encontrar la superficie de Porespán que debemos utilizar

¿Qué debo buscar?

• peso total = peso ladrillo + peso del porespán
• empuje del porespán (y nada más que el porespán) = .....
• equilibrio
• superficie S del poraspán

Tarea 2 : Encontrar la medida de los lados para que aguante a nuestro ladrillo y que sea proporcional a las dimensiones de la cara del ladrillo que apoyamos en el porespán.

• S1 = superficie ladrillo (25 x 12 cm por ejemplo)
• S2 = superficie del porespán (a x b cm)
• Encontrar la razón de semejanza y las medidas a y b del porespán.

¿Modelo para un kilovatio-hora?

Como todo el mundo debería saber, un kw-h es una unidad de energía o de trabajo, pero...¿es mucho? ¿es poco? Para hacernos una idea de su cantidad, vamos a tratar de imaginar un modelo mecánico que represente a 1 kw-h.
Como pistas para imaginar tu modelo y contarlo en el blog del aula, te ofrezco estas dos imágenes.

La primera hace alusión a un coche y un camión....¿qué masa deberían tener cada uno de ellos si viajan a la velocidad indicada (m/s) para tener una energía cinética de 1 kw-h?

 

La segunda hace nos muestra un bloque cúbico con una energía potencial de 1 kw-h, y cuyo centro de masas está a cierta altura. El material del cubo tiene una densidad desconocida.

• Si el centro de masas está a un metro del suelo, ¿qué lado debería tener nuestro cubo si estuviese lleno de agua?
•  ¿Y si fuese de acero y su base inferir estuviese a 50 cm del suelo?

Este es un problema resuelto, hace algunos años, en cierto museo de Ciencias madrileño mediante un modelo real....