CENTRO DE ENSEÑANZA SUPERIOR DON BOSCO EXPERIMENTO FÍSICA FLOTABILIDAD DE LOS CUERPOS

Transcripción

1 CENTRO DE ENSEÑANZA SUPERIOR DON BOSCO Ciencia Física Pro: Irene Suarez Lacalle EXPERIMENTO FÍSICA FLOTABILIDAD DE LOS CUERPOS GRUPO 6 Martínez del Egido, Manuel Marfil Arteaga, Juan Lázaro Lopez, Sergio Sánchez Encarnación, Jesús 1

2 1.- Diseño del experimento TRABAJO DE LABORATORIO Objetivo. Qué queremos comprobar o estudiar? La flotabilidad de diferentes s en agua y en sal. Pensar en el proceso de estudio En primer lugar pesaremos nuestros s (una patata, una manzana y plastilina) para saber la masa que contiene cada uno. En segundo lugar comprobaremos la flotabilidad de cada uno de los s en 2 recipientes que contendrán: Agua y sal. En tercer lugar calcularemos la densidad y el volumen de cada uno de los s en los recipientes propiamente dicho. Hemos de añadir que para comprobar la flotabilidad de cada uno de los s es necesario que calculemos la densidad del fluido donde sumergimos los s. Los parámetros de los que depende el experimento son los siguientes: La densidad del fluido y de los s. La forma de los s y las fuerzas que intervienen como el peso y el empuje. Sin embargo científicamente podemos comprobar muchas cosas desde la masa de los s, pasando por el volumen de los mismos y la densidad de los fluidos. En cuanto a los materiales necesitaremos un recipiente de tamaño mediano agua y sal. Una regleta de 50 cm, una manzana, una patata, plastilina y una pelota de tenis. A parte de todos estos materiales hemos necesitado un termómetro y utilizado una balanza (peso). Por último y en lo que respecta al diseño del experimento, recogeremos datos poco a poco anotándolos todos juntos. Por ejemplo, empezaremos con lo que pesa cada, la medida del agua antes y después de sumergir cada uno de los s. 2.- Realización del experimento En primer lugar hemos pesado individualmente cada material. Luego nos pusimos de acuerdo en que podíamos trabajar con lo que teníamos. Acto seguido medimos las dimensiones del recipiente con agua. En segundo lugar hemos cada uno de los s y hemos anotado cuantos centímetros ha subido el del agua. Después de todo esto añadimos al mismo recipiente con agua 57 gramos de sal en una envoltura de 2, 600 gramos. Dichas medidas las explicaremos más adelante con todo detalle y observación. A continuación añadimos fotos de lo mencionado anteriormente. En ellas se puede ver como realizamos alguno de los pasos; Desde pesar uno de los materiales utilizados (manzana) hasta comprobar cuanto ha subido el del agua después de introducirla en el recipiente. 2

3 Por otra parte hemos creado una tabla en la que aparecen reflejadas los datos obtenidos pesando cada uno de los s y observando la medida en el agua y el sal. A continuación exponemos los datos mediante la práctica y los obtenidos aplicando distintas fórmulas. 3

4 Agua sin sal Temperatura: 21º C de Agua: 1,927 L Densidad: 1 kg/l Radio Cubo: 9,5 cm de de agua: 6,8 cm Cantidad Masa (kg) Peso agua Observaciones agua Densidad (kg/l) Patata 1 0,162 1,587 7,5 2,125 No flota 0,198 0,81 1,94 Manzana 1 0,195 1,918 7,2 2,040 Flota 7,9 2,238 0,311 0,62 3,04 Pelota 1 0,057 0,562 7,2 2,040 Flota 7,4 2,097 0,17 0,33 1,66 Plastilina 1 0,017 0,166 6,9 1,955 No flota 0,028 0,60 0,27 Empuje Agua con sal: Temperatura: 21º C de Agua: 1,955 L Densidad: 1,029 kg/l Radio Cubo: 9,5 cm de de agua: 6,9 cm Cantidad de sal: 57 g Cantidad Masa (kg) Peso agua Observaciones agua Densidad (kg/l) Patata 1 0,162 1,587 7,6 2,125 No flota 0,17 0,952 1,714 Manzana 1 0,195 1,918 7,2 2,040 Flota 7,9 2,238 0,0283 0,689 0,285 Pelota 1 0,057 0,562 7,2 2,040 Flota 7,4 2,097 0,142 0,401 1,431 Plastilina 1 0,017 0,166 7,0 1,958 No flota ,566 0,03 Patata vacía 1 0,097 0,95 7,2 2,040 Flota 7,3 2,068 0,113 0,858 1,139 Empuje Fórmulas aplicadas: Peso = Masa del x Gravedad = π x r² x h del Objeto= con de agua vacio Densidad Objeto = Masa / Empuje = Densidad del fluido x x Gravedad Si P<E, flota, Si P=E queda en el sitio que se sitúe, Si P>E, flota 4

5 Conclusiones: Los resultados obtenidos no son exactamente los correctos ya que durante la práctica hemos perdido agua al meter y sacar los s de estudio y la regla. La regla utilizada tampoco es la más adecuada para haber realizado el estudio con exactitud. La cantidad de sal utilizada en el segundo cuadro no ha sido suficiente para observar variaciones. Aun así creemos que la práctica ha sido positiva ya que hemos podido observar cómo se cumplen las leyes estudiadas en la clase de física. Un cuerpo flota en un líquido cuando su densidad es menor a la de este líquido, o cuando su forma y diseño le permite flotar (ejemplo con la plastilina que al cambiarla de forma de forma creas en su interior un volumen de aire que permite la flotabilidad positiva, de lo cual no hemos observado datos, solamente lo hemos observado). Según Arquímedes la forma que tenga el hace que pueda hundirse o flotar. Esto es debido a que el agua empuja todos los s que recibe (fuerza vertical que actúa en todas direcciones del ), y la fuerza del empuje es igual al peso del agua que el desplaza. En el caso de la patata vacía (patata a la cual se la ha vaciado el interior dejando la parte que recubre) desplaza una cantidad de agua que es mayor que la anterior. La patata vacía llena de aire es más ligera que sin vaciar. Con los datos obtenidos no podemos defender que la fuerza de empuje es mayor cuanto más grande sea la densidad del líquido. Esto es debido a la progresión de errores en la toma de datos, pero mediante la observación hemos apreciado la fuerza del peso y el empuje. Valoración del experimento: Se han logrado los objetivos? Sí, hemos podido comprobar la flotabilidad de diferentes s en agua y en sal. Nos habría gustado lograrlo mediante la obtención de datos, pero lo hemos logrado mediante la observación. Qué dificultades se han encontrado en la realización de la práctica? En la recogida de datos, deberíamos de haber utilizado material más preciso y habernos dado cuenta de que los datos recogidos no eran exactos. Por otra parte al tratarse de medidas tan similares y pequeñas no nos dimos cuenta de ello. Qué hemos aprendido? Propuestas para seguir investigando. Hemos aprendido técnicas de trabajo y variables a tener en cuenta en la hora de recoger datos. Hemos desarrollado habilidades de trabajo en grupo. Hemos reforzado la parte teórica de la asignatura de física (flotabilidad, fórmulas, resolver dudas sobre como hallar el volumen, el empuje ). Hemos aprendido la razón por la que un deja de hundirse solamente por cambiarle la forma. La teoría de Arquímedes (principalmente sobre las características del empuje). Nos parece interesante seguir investigando sobre la densidad de los materiales. 5