Date post: | 05-Jan-2016 |
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Unidad:PrincipiosdeArqumedesydePascal
Seguramente te has sumergido en una piscina en un da de verano y hasexperimentadounafuerzahaciaarribaqueteayudaaflotar.Estafuerzarecibeelnombredeempuje.
Actividad: Fuerzadeempuje
Laimagenmuestraunabotellasuspendidadeunapesaenunjarroalqueseleagregaragua.
1. Hazunaprediccin:Qu suceder conla lecturadelapesacuandovayasubiendoelniveldelaguaeneljarro?
Observaelvideoparachequeartuprediccin.
2.Qupuedesdeducirsobreladireccinylamagnituddelafuerzaqueejerceelaguasobrelabotella?
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Observalasdosimgenesquecorrespondenadistintosnivelesdeaguaeneljarro:
Imagen1Imagen2
3.Enamboscasoslafuerzanetaejercidaporelaguasobrelabotellaapuntahaciaarriba.Enqupartedelabotellalafuerzaejercidaporelaguaapuntahaciaarriba?
4.Lamagnituddeesafuerzahaciaarribaejercidaporelagua,Esmayorenlaimagen1oenlaimagen 2?Qurelacintieneturespuestaconelniveldelaguaeneljarro?
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Lafuerzadeempujetienesuorigenenquelaspartesmssumergidasdeunobjetoexperimentanunamayorpresin.
SupnqueenlaimagenquesemuestralapartedelabotellasumergidatienereaAyalturaH.Ladensidaddellquidoes .
5. Entrminosdelascantidadesmencionadas, Cul esel valordelafuerzaejercidaporelaguasobrelabotella?
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Lafuerzaejercidaporelaguasobreelfondodelabotellaes
DondeVesel volumendelabotellaquequedasumergido,yporlotantoesigualtambinalvolumendellquidoquetuvoqueserdesplazadoparacolocarensulugaralapartedelabotellaqueestsumergida.Porlotanto Vestambinlamasadedicha cantidaddelquidodesplazado.EsteresultadosegeneralizaparaobjetosdecualquierformayfuedescubiertoporArqumedes.
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F=PA= gHA= gV
PrincipiodeArqumedes:Lafuerzadeempujequeactasobreunobjetoesigual
alpesodelfluidoquedesplaza.
Actividad: Condicionesdeflotabilidad
Supnqueunabotelladeaguamineralcerradayconaceiteensuinteriorsesumergeporcompletoysesuelta.Seobservaquelabotellanosehundenitampocosaleaflotealasuperficie,sinoquesequedaenreposodondedesolt.
1.Lafuerzadeempujequeejerceelaguasobrelabotella,esmayor,menoroigualqueelpesodelabotella+aceite?
2.Comparaloscocientes(quecorrespondenalasdensidades):
Masa(botella+aceite)/volumenbotellaymasaliquidodesplazado/volumendesplazado
3.Supnahoraquealabotellaseleagregamsaceiteyserepiteelexperimento.Estavez,labotellaflotaosehunde?ladensidaddelabotella+aceiteesmayor,menoroigualqueladensidaddelliquido?
Generaliza tus resultados para determinar cuando un objeto flota o se hunde en trminos de lasdensidadesdelobjetoydellquidoenquesesumerge.
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Unobjetoflota,permaneceenequilibrioosehundesisudensidadesmenor,igualo mayorqueladensidaddelfluidoenqueseencuentrainmerso.
El principio de Arqumedes es vlido encualquier fluido, por ejemplo, paraobjetosinmersosenelaire.Observaelsiguientevideoenqueelairedentrodeunabolsasecalientaconuntostadordepan.
4.Puedesexplicarloqueobservaste?
Ayuda: cuando se calienta el aire, el nmero de molculas de aire calientedentrodelabolsa,esmayor,menoroigualalnmerodemolculasdeairefroquehabainicialmentedentrodelabolsa?
5. Ladensidaddelairecalienteenlabolsa,esmayor,menoroigualqueladensidaddelairefroquehabainicialmente?
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Laimagenmuestrauntrozodemangueraen un recipienteconagua.Elfondodelamangueraestabierto.
6. Haz una prediccin: Qu sucede si echamos aceite dentro de lamanguera?(elaceitetienemenordensidadqueelagua).
Observaelvideoparachequeartuprediccin.
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Cmopudisteobservar,alserelaceitedemenordensidadflotaenelagua.
Comoejercicioopcional,encuentralarelacinentrelaalturadelaceitepordebajodelnivel del agua y la altura del aceite por encima de sta. Puedes utilizar dosprocedimientos:
7.Calculaelempujequeactasobreelaceiteyrelacinaloconelpesodelaceite.
8.Calculalapresinalniveldelfondodelamanguera,considerandolacolumnadeaceite+aguadentrodelamanguerayconsiderandounacolumnadeaguapuraentrelasuperficiedelaguayunpuntoalniveldelfondodelamanguera.
Deberasobtenerelmismoresultadoporambosmtodos.
9.Sienvezdeaceiteseempleaunliquidodemayordensidad(peromenorqueladelagua),Quesperasqueocurra?Esturesultadoanteriorconsistenteconloqueesperasqueocurra?
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Actividad: Elsubmarino
La imagen muestra un submarino construido con un vasohermticoparatomarcaf,unabotellaplsticayunlastre.Labotellaestabiertaalaguaycontieneunaburbujadeairequeseconectaconunamangueraalvaso.
Conunmotoracontrolremotodentrodelvasopodemosagregarosacarairedelaburbuja.
Observaloquesucedeenelvideo
1.Sesacoseagregairealaburbuja?
2.Explicaporquflotelsubmarino.
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Elvideoanteriorilustracmofuncionanlossubmarinosoelprincipioutilizadoporlospeces paraascenderodescenderenelagua. Elcocodrilosueleusarotromecanismoparacambiarsudensidad:tragapiedras!
La imagenmuestraotra versindeunsubmarinoque funcionaconjeringas.
Lasjeringastienenaireyestnconectadaspormanguerasalosfrascosdelsubmarino.
Observaelvideoparaobservarelsubmarinoenfuncionamiento.
3. Cul jeringa deberas accionar para que el submarino levante lanariz?
4.Deberasagregaroquitarairealfrasco?
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Actividad: PrincipiodePascal
ElPrincipiodePascalestablecequeuncambiodepresinqueseproduceencualquierpartedeunfluidosetransmitesincambiaryentodasdireccionesatodoslospuntosdelfluido
ParaobservaresteprincipioenaccintemostramoselfuncionamientodeundiablillodeDescartes:labotellaestcerradaycontieneunajeringasinmboloconsuorificioparalaagujasellado.Observaqueocurrecuandoseaprietalabotella.
1.Elvolumendeaireenlajeringacambidebidoauncambiodepresin.Explicacmoseoriginesecambiodepresin.
2.Explicaporqusehundeoflotalajeringa.
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Actividad: Gatahidrulica
Laimagenmuestradosjeringasrellenasconaguayconectadasporunamangueradelgada.Lamasadelaizquierdaesmayorquelamasadeladerecha.
1.Sisesueltaelsistemadesdelaposicinmostrada,cmosemueveelsistema?
Observaelvideoparacomprobarturespuesta.
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Enelvideoanteriorlamasapequeapuedemoveralamasamsgrandeporqueelincrementodepresinqueseproducealcolocarlamasapequeaenel mbolosetransmiteatravsdelfluidoalmbolodelaizquierda,quetienemayordimetroyproduceunamayorfuerza.
2.Observaelvideoeintentadeterminaraproximadamentecuntasvecesmsgrandeeselreadelajeringaizquierdaqueelreadelajeringaderecha.
3.Antesdeponerlamasadeladerecha,Cuntobajaelmboloizquierdoycuantosubeelmboloderecho?Qurelacintieneturespuestaconlapreguntaanterior?
4.Sielreadelajeringaizquierdafuera4vecesmsgrandequeelreadelajeringaderecha,yenlajeringaderechasecolocaraunamasade10g,a) Qumasadeberacolocarseenlajeringaizquierdaparaequilibrarelsistema?b)Sielemboloizquierdobajara1mm,Cuntosubiraelemboloderecho?
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Actividad: ParadojadePascal
Se enrolla una manguera vaca alrededor de un vasoprecipitadocomosemuestraenlaimagen.Observaqueocurrecuandoseechaaguaalamanguera.
1.puedesexplicarloqueocurre?
Compara con lo que sucede cuando la manguera estinicialmentellenadeaguaysesuelta:
2. Cul eslaprincipaldiferenciaentreestasdossituacionesquecausaelcomportamientodelamangueraenelprimercaso?
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Laparadojadelamangueraseproduceporelaireacumuladoentrelasvueltascuandoelaguavallenandolamanguera.
3. Explica que ocurrira si la parte de la manguera con elembudo fuese ms larga de forma que se pudiera seguiragregandoagua.
Enlafiguraelradiodelvasoprecipitadoesde10cm.
4. Cuantoscentmetrosdeaguamsdeberanagregarsealamangueraparaqueelaguapudieracompletarunavueltamsenelenrollado?
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Actividad: Sifn
Laimagenmuestraunsifn,esdecir,unamanguerainvertidallenadeaguaqueseintroduceenunrecipiente.Cuandosedejafluirelaguaelrecipientesevaciarporlamanguera.Observaquelamanguerasumergidaenelrecipientetocael fondodeste.
1.Hasunaprediccin:sevacaporcompletoelrecipiente?
Observaelvideoparacomprobartuprediccin.
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