Vamos a aprender medir longitudes, masas, volúmenes, etc. con diferentes instrumentos de medida.
Es necesario que aprendamos a medir para poder hacer muchos de los experimentos que nos aguardan en este taller.
Para empezar, algunos conocimientos teóricos.
QUÉ ES MEDIR, QUÉ SON LAS MAGNITUDES Y QUÉ SON LAS UNIDADES DE MEDIDA
Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura (del agua), velocidad (de un meteorito), masa (de azúcar), peso (de una persona), etc. No son magnitudes la belleza, la maldad. Tampoco el aire es una magnitud, ya que no es una propiedad.
Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplos: El pie, la palma de la mano, el cm, el kg, etc. Cuando decimos que un folio mide 12 dedos de ancho, estamos indicando que la anchura del folio es 12 veces la anchura de los dedos de la mano. Obviamente las personas poseen dedos con tamaños diferentes, por eso quiero poneros otro ejemplo: Cuando decimos que un objeto tiene de masa de 2 kg, estamos indicando que su masa es dos veces mayor que la unidad tomada como patrón, en este caso el kg.
Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para averiguar cuántas veces la contiene. Por ejemplo, la longitud de una habitación es de 15 pies. Es decir, la habitación mide 15 veces la longitud de nuestro pie.
Como los pies varían de una persona a otra, se emplean unidades "invariables". Por ejemplo, el cm. Por ejemplo, nuestra altura es 153 cm. Esto significa que la altura de nuestro cuerpo es 153 veces la unidad utilizada en este caso, es decir el cm.
Un kg se define como la masa que tiene el prototipo de platino-iridio que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de Sèvres, cerca de Paris.
Sistema Internacional de unidades: Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:
· En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás (masa, tiempo, longitud, etc.).
· En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad). Por ejemplo: V= e/ t, S= b*h, d= m/V
En la siguiente tabla aparecen algunas magnitudes derivadas junto a sus unidades:
Antes de comenzar reflexionemos sobre el reparto de dinero entre personas.
Imagina que tenemos 50 € y queremos repartirlos entre 2. Tocan a 25 €/ persona. Pero ¿y si repartimos entre más gente, por ejemplo, 100 personas? En este caso, ¿recibirán más o menos euros? ¿Por qué?
Pues lo mismo pasa cuando repartimos la Fuerza entre la superficie. Cuanta más superficie, la presión será menor.
Respondemos a estas cuestiones después de ver y comentar el vídeo.
1) En el lenguaje corriente muchas veces confundimos fuerza y presión. Pero en Física hay diferencias entre ambos conceptos. ¿Qué diferencia hay entre ellos según Beakman?
2) En los experimentos con globos, ¿por qué explota el globo con un clavo y no ocurre lo mismo cuando se ponen muchos clavos, si el peso del ladrillo es el mismo?
3) ¿Por qué se corta el tomate con el cuchillo cuando se hace con el filo y no sucede lo mismo cuando se hace con la parte más plana?
4) ¿Por qué no se hace daño Beakman al acostarse en una cama de clavos y sin embargo, cuando uno se sienta sobre uno solo, se te puede clavar profundamente?
5) CONCLUSIÓN: Escribimos lo que es la presión.
UN CASO ESPECIAL: LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Mediante un experimento sencillo Beakman nos muestra la influencia de la presión atmosférica.
La presión atmosférica es la presión que ejerce el aire sobre un cuerpo situado en la superficie terrestre. Es decir, es el peso del aire repartido (dividido) entre la superficie del cuerpo sobre el que se ejerce este peso.
Tras visionar el vídeo, responde:
1) ¿Por qué se rompe la regla cuando está debajo del periódico y no se rompe si no tiene el periódico encima?
2) Como podemos ver en el vídeo, el aire pesa. ¿Se te ocurre alguna forma de medir este peso?
3) Si el aire pesa, ¿por qué no lo sentimos?
4) ¿Dónde habrá más presión atmosférica, en una playa de Málaga o en el pico Mulhacén? ¿Por qué?
CONCLUSIÓN DEL EXPERIMENTO: La presión del aire contenido en el globo _______________ cuando se calientan y ______________________ cuando se enfrían.
NUESTROS EXPERIMENTOS CON LA PRESIÓN: ALGUNAS PROPUESTAS
1) La chuchería (o el globo) que se infla: Introduce el globo en el recipiente y extrae el aire.
2) El agua que no se derrama: Llena un vaso de agua hasta el borde y tapa con una cuartilla. Dale la vuelta. Puedes hacerlo también con una botella de agua y una pelota de ping-pong.
3) Aplastando una lata: Pon un poco de agua en una lata de refresco y calienta hasta que salga vapor. Sujétala con las pinzas y métela en el barreño con agua.
4) El vaso que no se cae: Calienta un vaso de cristal con una vela, con la boca del vaso hacia abajo. Tapa ahora el vaso con un globo inflado y ponlo en un recipiente con agua fría.
5) Cama de globos, del vídeo de Beakman.
6) El experimento de Beakman con eleriódico y varilla de madera.
7) Ludión o fantasma atrapado en una botella.
8) Atrapa la moneda sin mojarte.
Si lo prefieres, elegid otros experimentos y haz tu informe. Móntalos y explícaselos a tus compañeros/as.
Experimentos sobre el equilibrio y el centro de gravedad
EXPLICACIÓN
Al poner una lata vacía sobre la mesa e inclinarla no es posible mantenerla en equilibrio. Esto ocurre porque el centro de gravedad se encuentra en el centro de la lata y cuando la línea que pasa por el centro de gravedad no coincide con la del punto de apoyo, cae.
Al agregar agua se está desplazando el centro de gravedad hacia abajo justo por encima del punto de apoyo de la lata inclinada. Así, se logra que quede en equilibrio.
Tras repasar los experimentos de 2º de la ESO del curso pasado, que llevamos al Paseo por la Ciencia, vamos a desarrollar nuestro propios experimentos.
PROYECTO POR EQUIPOS DE 3-4 ALUMNOS/AS
1. Busca información en Internet sobre un experimento relacionado con el equlibrio y el centro de gravedad.
2. Elabora un boceto de tu experimento e indica los materiales que necesitas para llevarlo a la práctica.
3. Redacta un informe que explique en qué consiste tu experimento, cómo funciona y por qué ocurre. Si es necesario bueca infiormación en internet sobre el centro de gravedad, equilibrio estático, peso, etc.
4. Muestra y explica el experimento a tus compañeros/as de clase y del centro. Puedes aprovechar los Recreos con Ciencia que vamos a celebrar este curso.
5. VOLUNTARIO: Graba en vídeo o haz un reportaje fotográfico de tu experimento y súbelo a internet.
