Presión y Fluidos
La Presión y los Fluidos que nos Rodean
¡El mundo está lleno de presiones!
1. Preguntas curiosas
- "¿Han notado que cuando meten una botella vacía en una piscina y la sueltan, sube rapidísimo?" R/ Esto pasa por algo que se llama empuje o flotación. La botella vacía está llena de aire, y el aire pesa mucho menos que el agua. Cuando la sueltas bajo el agua, el agua de la piscina intenta ocupar el espacio de la botella con mucha fuerza, empujándola hacia arriba. Es como si el agua dijera: "¡Fuera de aquí, yo quiero ese espacio!" Y como la botella es más liviana que el agua que desplaza, ¡sale disparada a la superficie!
- "¿Por qué un globo se infla cuando le metemos aire?"
- R/ Un globo se infla por la presión del aire. Cuando soplas aire dentro del globo, estás metiendo muchísimas moléculas de aire. Esas moléculas rebotan y chocan contra las paredes elásticas del globo por dentro. Cada uno de esos choques es una pequeña fuerza. Al haber tantas moléculas y tantos choques, la fuerza total (la presión) es suficiente para estirar el material del globo y hacer que se infle. ¡Es como si el aire estuviera "empujando" el globo desde adentro!
- "¿Alguna vez han tratado de tapar una manguera con el dedo y el agua sale más lejos y más fuerte?"
- R/ Esto es un gran ejemplo de cómo la presión y el área se relacionan. Cuando el agua sale de la manguera normalmente, lo hace por un área grande. Pero cuando pones el dedo y dejas un agujerito muy pequeño, estás obligando a la misma cantidad de agua a salir por un espacio mucho más chico (menor área). Para que toda esa agua pueda salir por ese pequeño espacio, tiene que aumentar su velocidad y, por lo tanto, la presión con la que sale es mucho mayor, ¡por eso el chorro va más lejos y con más fuerza! Es como si el agua se comprimiera para salir con todo por ese huequito.
- "¿Por qué un barco gigante no se hunde, pero una piedrita sí?"
- R/ Esta es la misma idea del empuje y la flotación que vimos con la botella. Aunque un barco es gigantesco y pesa muchísimo, está diseñado para desplazar (mover a un lado) una gran cantidad de agua. El peso de toda esa agua que el barco desplaza es mayor que el peso del barco mismo. El agua empuja al barco hacia arriba con mucha fuerza. En cambio, una piedrita, aunque es pequeña, es muy densa (pesada para su tamaño) y no desplaza suficiente agua para que el empuje del agua sea mayor que su propio peso. Por eso la piedrita se va al fondo, mientras que el barco gigante ¡flota como si nada!
2. ¿Qué es eso de la Presión?
- La analogía del zapato: Este es el ejemplo estrella para entender la presión.
- Pide a un voluntario que te pise con un zapato deportivo. Luego, si alguien tiene (o usa tu propio zapato de tacón si es posible), pídeles que te "pisen" (con mucho cuidado y suavemente, ¡obvio!) con el tacón.
- Pregunta: "¿Cuál dolió más o se sintió más fuerte?" La respuesta será el tacón.
- Explica: "Aunque en ambos casos la fuerza fue la misma (el peso del cuerpo), el tacón concentró esa fuerza en un área muy pequeña, ¡y eso es la presión! Mucha fuerza en poquito espacio."
- Define: La presión es como la "intensidad" de una fuerza cuando se aplica en una superficie. Es la fuerza dividida por el área donde se aplica.
- Experimento 1: El vaso desafiante y la presión del aire:
- Materiales: Un vaso, agua, un trozo de cartulina o cartón rígido (del tamaño de la boca del vaso).
- Procedimiento:
- Llena el vaso completamente con agua.
- Coloca la cartulina sobre la boca del vaso.
- Con una mano, sujeta firmemente la cartulina y, con la otra, invierte el vaso rápidamente sobre un lavamanos o balde (por si algo sale mal).
- Una vez invertido, quita suavemente la mano de la cartulina.
- Lo que sucede: ¡El agua no se derrama!
- Pregunta clave: "¿Por qué no se cae el agua?"
- Explicación: Esto no es magia, ¡es la presión atmosférica! El aire que nos rodea (sí, ese que no vemos pero que está en todas partes) está empujando hacia arriba la cartulina con mucha fuerza. Esa fuerza es mayor que el peso del agua que empuja hacia abajo, por eso la cartulina se queda pegada y el agua no se derrama. ¡Estamos bajo un "océano" de aire que nos presiona todo el tiempo!
3. ¿Y qué son los Fluidos?
- Definiendo Fluidos:
- Pregunta: "¿Qué tienen en común el agua y el aire, aparte de que no los podemos agarrar como una piedra?"
- La respuesta que buscas es que "fluyen" o se "mueven" y se adaptan al recipiente.
- Define: Los fluidos son sustancias que pueden fluir (es decir, moverse libremente y tomar la forma del recipiente que los contiene). Hay dos tipos principales:
- Líquidos: Como el agua, la leche, el aceite.
- Gases: Como el aire, el gas de una bomba de inflar, el oxígeno.
- Experimento 2: La presión del agua cambia con la profundidad:
- Materiales: Una botella plástica vacía (tipo gaseosa), un punzón o clavo caliente para hacer agujeros (¡lo hace el docente!), agua.
- Procedimiento: Haz 3 agujeros pequeños en la botella, uno cerca del fondo, otro en el medio y otro cerca de la parte superior. Llena la botella con agua rápidamente mientras los agujeros están tapados (o tenla lista para destapar). Destapa los agujeros al mismo tiempo.
- Lo que sucede: El chorro de agua del agujero de abajo sale con mucha más fuerza y llega más lejos que el del medio, y el de arriba es el que sale con menos fuerza.
- Pregunta clave: "¿Por qué el agua de abajo sale con más fuerza?"
- Explicación: Esto demuestra la presión hidrostática (la presión del agua). Cuanta más agua hay encima de un punto, mayor es el peso de esa columna de agua empujando hacia abajo, y por lo tanto, mayor es la presión. Por eso los submarinos y los buzos necesitan equipos especiales para ir muy profundo, ¡la presión del agua es enorme!
Ver el siguiente video
Favor copiar las preguntas en su cuaderno así como las respuestas, de acuerdo a lo que entienda del video. Se debe tener en cuenta los errores de ortografía, por cada error se rebajan décimas. Igualmente se harán preguntas al azar para ver como les fue en la comprensión del video.
- ¿Qué es la presión en física?
- ¿Cuál es la fórmula de la presión?
- ¿Qué provoca la presión atmosférica?
- ¿Cuánto es una atmósfera en pascales?
- ¿Por qué no sentimos la presión atmosférica sobre nuestro cuerpo?
- ¿Qué sucede si se extrae el aire dentro de una botella cerrada?
- ¿Por qué no se aplastan los peces abisales en el fondo del océano?
- ¿Qué deben hacer los buceadores para proteger sus oídos al sumergirse?
- ¿Qué experimento demuestra la fuerza de la presión atmosférica usando una regla y una hoja?
- ¿Qué son los vasos comunicantes?
- ¿Por qué el agua sube sola desde un depósito elevado hasta una casa?
- ¿Qué pasa si vivimos en un edificio más alto que el depósito de agua?
- ¿De qué depende la presión bajo el agua?
- ¿Qué significa que el agua es incompresible?
- ¿Cuál es la fórmula de presión en un líquido?
- ¿Cuánto equivale una atmósfera en metros de agua?
- ¿Qué ocurre si se sella un recipiente con agua y se conecta a una pajita con más agua?
- ¿Por qué goteaba el experimento del recipiente con silicona?
- ¿Qué demuestra que la presión se transmite a todo el recipiente?
- ¿Qué demuestra el experimento con una manguera de 100 metros?
- ¿Cuántos bares de presión se generan con 40 metros de desnivel?
- ¿Cuánta presión tienen normalmente las llantas de un carro?
- ¿Qué es un pascal?
- ¿Qué instrumento se usa para medir la presión?
- ¿Por qué el agua no seguía bajando por la manguera al llegar a 10,3 metros?