viernes, 16 de octubre de 2009

Paradoja hidrostática

Uno de los experimentos que mas me han fascinado, y ha habido muchos, es justamente el de la paradoja hidrostática. Es a mí entender totalmente injusto el tratamiento que se le aplica a la física de fluidos en el currículum de la ESO y del Bachillerato en España. ¿Cómo es posible que tan solo salgan en 4º de ESO (asignatura optativa, por cierto), y encima sin profundizar demasiado?

¿Es necesario mencionar que gracias a los principios de la hidráulica podemos realizar las prensas para elevar coches, y que gracias a Bernouilli podemos volar? ¿Por qué no se explican estos principios en el bachillerato sin son de importancia capital en nuestros días?

El Teorema fundamental de la hidrostática es justamente el que nos explicará la paradoja. Primero veamos en que consiste. Si llenamos un recipiente con agua, o con cualquier otro líquido, ¿Cómo subirá el líquido en el recipiente? ¿Subirá a una mayor altura en el recipiente estrecho y subirá menos en el recipiente ancho? Es necesario decir que para llenar el recipiente ancho hará falta mucha mas agua…



Como podemos ver en el vídeo, en todos los casos y en todas las formas y volúmenes sube la misma altura. ¿Como es posible esto?

Si aplicamos las leyes de Newton para nuestro caso podremos observar que las únicas fuerzas que actúan serán las fuerzas verticales, ya que las horizontales se anulan entre si. Así pues, y aunque parezca extraño, las presiones que realizan los líquidos únicamente dependen de la altura del líquido y no de su volumen (de ahí la paradoja).

En el siguiente vídeo podemos observar que además la altura es respecto a la horizontal y no a la colocación de aparato.



Espero que os haya gustado,

Sergio

Movimiento rectilineo uniforme

Es para mi muy curioso conocer que experimentos son mas interesantes para el público en general que otros. Éste experimento fue publicado en youtube hace 4 semanas y tiene ya 554 reproducciones, en contra del experimento del huevo duro y huevo crudo que lleva aproximadamente el mismo tiempo publicado, pero tan solo 143 reproducciones, en contra de lo que yo pensaba, que seria muy visitado...parece que el tema de los huevos no interesa tanto...

Se trata de otra forma de realizar una demostración, o incluso una práctica sobre movimiento rectilíneo uniforme, a veces tan difícil de demostrar. En esta ocasión se trata de un dado redondo, que contiene un peso en su interior y que curiosamente posee la misma densidad relativa que la glicerina (1,26 g/ml).

Si dejamos caer un objeto sobre un líquido rápidamente actúa el famoso principio de Arquímedes, y se estable una lucha de fuerzas: la del peso del objeto, contra la fuerza de empuje del líquido. ¿Quien gana? Pues curiosamente el que gana es el que posee la densidad mayor. Si el objeto tiene mayor densidad que el líquido cae, y si es el líquido el que posee mayor densidad, éste flotará.

¿Que pasará sin tienen la misma densidad?


El cuerpo ni flota ni se hunde, se quedará en el lugar donde fue dejado sin que ninguna fuerza actúe sobre él. Así que, ¿como conseguimos el movimiento rectilíneo uniforme? Dejando caer la bola desde cierta altura. Ésta cogerá una cierta velocidad, y aunque pierda cierta energía cinética con el choque con el líquido, y con el rozamiento con el líquido, se puede conseguir que se mantenga una velocidad límite constante durante casi todo el trayecto.



Se puede calcular la velocidad límite igualando la fuerza total con la que baja la bola según Newton con la ley de Stokes, de esta manera podemos decir que la velocidad límite constante dependerá directamente con el radio de la esfera y la relación de densidades e inversamente con la viscosidad del medio.

Sergio

PD: Este experimento se ideó conjuntamente con la profesora Pepa Palacios del Instituto Joan Boscà de Barcelona.

viernes, 9 de octubre de 2009

La ciencia necesita pasión y tesón, pero nunca tijeras

Desde ayer existe una iniciativa en todos los blogs dedicados a la ciencia, iniciada por La Aldea Irreductible de Javi Peláez. Si bien hemos empezado a notar una notable reducción en los presupuestos en educación (por lo menos en Cataluña), ahora también la crisis parece que "quiere" afectar a I+D+i. Lo que aun no hemos podido ver es una reducción en los sueldos de los ministros y consellers...



Nunca he tenido el propósito de realizar política en un blog dedicado a la divulgación de la ciencia, pero hemos de ser conscientes que un país sin cultura y sin financiación para investigación está destinado al fracaso económico. España y Cataluña no pueden dedicarse únicamente a la construcción y al turismo, es necesario que los políticos que nos gobiernan sean capaces de entenderlo.

La ciencia y la educación necesitan pasión y tesón, pero nunca tijeras.

lunes, 5 de octubre de 2009

Una pelota de helio

La gente de Maui Toys han sacado un nuevo juguete. Consiste en una pelota, pero no una pelota corriente, sino una pelota llenada con helio. En lugar de inflar la pelota con aire, ésta contiene en su interior helio, de esta manera tiene propiedades realmente espectaculares. Observa el siguiente vídeo:



Efectivamente, si hace unos meses hablábamos de la densidad de los alimentos, y podíamos comprobar cual era mas denso y cual menos sumergiéndolos en agua, ¿por que no hacer lo mismo con los gases? ¿Todos los gases tienen la misma densidad?

Lo cierto es que no. Mientras que el nitrógeno y el oxigeno (componentes principales del aire) tienen una densidad de 0,00117 y 0,00133 g/cm3 respectivamente, el argón (un gas noble muy pesado) tiene 0,00178 g/cm3 y el helio (otro gas noble, esta vez muy ligero)tiene una densidad de 0,00017 g/cm3. Es decir que el helio pesa 10 veces menos que el argón.
Así que de la misma forma que una lata de coca-cola cero sube y flota por encima del agua, un globo con helio sube por encima del aire, ya que poseen menor densidad que el oxigeno y que el nitrogeno.

Así que ya tenemos un nuevo juguete, que a la vez nos ha permitido volver a hablar sobre densidades:



El juguete es de Maui Toys. Si vais a este enlace podréis entrar la casa comercial para comprarlo.

Saludos

Sergio

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