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domingo, 7 de agosto de 2016

392 Jugando con la presión atmosférica

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico con tapón, agua y un globo.

En primer lugar tienes que hacer un pequeño agujero en el lateral de la botella cerca de la base. Luego llena la botella con agua y coloca el tapón.

Primera parte
Si quitamos el tapón de la botella el agua escapa por el agujero con una velocidad que depende de la altura del agua en el interior de la botella. Y si volvemos a colocar el tapón el agua deja de salir.

Segunda parte
Llena la botella con agua y coloca el tapón. Luego quita el tapón y coloca una globo en la boca de la botella. En este caso el agua sigue saliendo por el agujero durante unos segundos.

Explicación
Si dejamos la botella con el tapón puesto la presión atmosférica externa impide que salga el agua. Pero si quitamos el tapón la presión atmosférica que actúa sobre el agujero se compensa con la presión atmosférica sobre el líquido contenido en la botella y el agua sale impulsada por la presión hidrostática (la presión ejercida por la columna de agua sobre el agujero).

¿Qué sucede al sustituir el tapón de plástico por el globo? 
Al salir el agua por el agujero aumenta el volumen disponible para el aire atrapado en la botella y disminuye la presión. Para compensar, el globo se queda sin aire y se mete en la botella para disminuir el volumen disponible para el aire y mantener la presión interna. Finalmente la presión atmosférica externa impide la salida del agua por el agujero.

Si ahora tiramos del globo hacia arriba aumenta el volumen disponible para el aire atrapado en la botella, disminuye la presión, y para compensar entre aire por el agujero.

  

jueves, 6 de agosto de 2015

355 Botella con dos agujeros

Primera parte
Para realizar nuestro experimento hacemos dos agujeros pequeños a distinta altura en una botella de plástico. Luego llenamos la botella de agua coloreada. Se observa que el agua sale por los dos agujeros, perpendicularmente a la superficie de la botella y con mayor velocidad por el agujero que está más cerca de la base de la botella. La velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el nivel del agua en la botella.

Segunda parte
Ahora llenamos la botella de agua y colocamos el tapón. Podemos ver que entra aire por el agujero superior y sale agua por el agujero inferior. El agua sale con velocidad constante mientras el nivel del agua en el interior de la botella esté por encima del agujero superior. Luego, al sobrepasar el nivel del agua el agujero superior, la velocidad de salida del chorro de agua disminuye al bajar el nivel del agua en la botella.


Explicación
El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión ejercida por el agua depende de la profundidad. A mayor profundidad, mayor presión.

En la primera parte del experimento el agua sale con mayor velocidad por el agujero que está más cerca de la base a mayor profundidad. La presión sobre el agujero y la velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el nivel del agua en el interior de la botella.


En la segunda parte del experimento el aire que entra por el agujero superior ejerce presión que compensa la caída de presión del agua al perder altura, Se mantiene constante la presión sobre el agujero inferior y el agua sale con velocidad constante. Luego, cuando el nivel del agua en la botella está por debajo del agujero superior, el aire entra libremente por el agujero superior y la velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el agua en el interior de la botella.



domingo, 21 de noviembre de 2010

144 Presión en una botella llena de arena

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico, agua y arena.

Primero practicamos un agujero pequeño cerca de la base de la botella de plástico.
Luego tapamos el agujero con un dedo y llenamos la botella con agua. Antes de retirar el dedo para dejar salir el líquido colocamos una bandeja para recoger el agua.

Al retirar el dedo sale un chorro de agua que pierde fuerza a medida que disminuye el contenido de agua de la botella.

Ahora repetimos el experimento llenando la botella con arena. Al retirar el dedo sale un chorro de arena constante.

Explicación
La presión en el interior de un líquido depende de la naturaleza del líquido y de la profundidad. En el caso de la botella llena de agua, al retirar el dedo sale un chorro impulsado por la presión que ejerce el agua sobre el agujero. Esa presión disminuye a medida que sale el agua de la botella.

En el caso de la botella llena de arena la situación es diferente. En la materia granular los granos tienden a dirigir la fuerza debido al peso del material hacia las paredes del recipiente. Mayor cantidad de presión se dirige hacia las paredes del recipiente que hacia el fondo. De esta forma la arena que sale por el orificio no experimenta el peso de la arena que está por encima y puede salir con una velocidad constante que no varía al descender el nivel de la arena en el interior de la botella.


Si te interesa el tema de la materia granular puedes consultar la siguiente dirección:

http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_granular

martes, 7 de octubre de 2008

63 Microgravedad con una botella de plástico

Para realizar nuestro experimento primero llenamos con agua una botella de plástico (el experimento es más vistoso si utilizamos agua coloreada).
Luego ponemos el tapón sin enroscarlo del todo y practicamos un pequeño agujero en la base de la botella. Vemos que el agua sale de la botella y cae, por efecto de la gravedad, describiendo una curva. Pero si dejamos caer la botella podemos observar que deja de salir agua por el agujero.

Supongamos que dejamos caer la botella y que el agua sale por el agujero describiendo una curva. Esto significaría que, puesto que la botella cae libremente con la aceleración de la gravedad, el agua que sale por el agujero caería con una aceleración superior, ya que “adelanta” a la botella en la caída. Evidentemente esto no es posible. Agua y botella caen libremente con la misma aceleración: la aceleración de la gravedad. Por esto no sale agua por el agujero.



jueves, 12 de junio de 2008

49 Botella con tres agujeros

Para realizar nuestro experimento hacemos tres agujeros a distinta altura en una botella de plástico, los tapamos provisionalmente con cinta aislante y llenamos la botella completamente de agua. No ponemos el tapón de la botella.
Al quitar la cinta y destapar los agujeros se observa que el agua sale perpendicularmente a la superficie de la botella. Podemos ver que el agua sale con mayor velocidad por el orificio que se encuentra más cerca de la base de la botella.




El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión ejercida por el agua depende de la profundidad. A mayor profundidad, mayor presión. Por esto el agua sale con mayor velocidad por el agujero que está más cerca de la base a mayor profundidad.








Como consecuencia del principio fundamental de la hidrostática, las presas de los embalses soportan mayores presiones en la base, y por esa razón se construyen con muros más gruesos en la parte inferior.





domingo, 8 de junio de 2008

47 Presión en el interior de un líquido

Para realizar nuestro experimento hacemos dos o tres agujeros (a la misma altura) en una botella de plástico, los tapamos provisionalmente con cinta aislante y llenamos la botella completamente de agua. No ponemos el tapón de la botella.


Al quitar la cinta y destapar los agujeros se observa que sale agua horizontalmente.

El agua contenida en la botella ejerce fuerzas perpendiculares sobre las paredes del recipiente que impulsa el agua por los orificios.















Si inclinamos la botella, el agua sale en dirección perpendicular a la superficie de la botella, no horizontalmente.



viernes, 6 de junio de 2008

46 Botella con un agujero

Hacemos un pequeño agujero en la botella de plástico, aproximadamente a la mitad de su altura, lo tapamos provisionalmente (por ejemplo con el dedo) y llenamos la botella completamente de agua, tapándola seguidamente.

Al quitar el dedo del agujero se observa que no sale agua. Pero, al quitar el tapón de la botella, observamos que sale un chorro de agua por el orificio.

Al mantener la botella con el tapón puesto, la presión interna sobre el agujero (la presión ejercida por el aire contenido en la botella más la presión ejercida por la columna de agua que hay por encima del agujero) es igual a la presión externa (la presión atmosférica) Por esto no sale agua por el agujero.

Si quitamos el tapón, permitiendo que el aire (y la presión atmosférica) entre por la parte superior de la botella, se rompe el equilibrio anterior. La presión interna sobre el agujero (la presión atmosférica en el interior de la botella más la presión ejercida por la columna de agua sobre el agujero) es superior a la presión externa (la presión atmosférica). Esta diferencia de presión impulsa el agua fuera de la botella.


domingo, 21 de octubre de 2007

2 Inflar un globo

Material:
1. Una botella de plástico
2. Un globo
3. Un alfiler





Montaje:
1. Se coloca el globo en la botella (ver figura)







2. Si soplamos veremos que no podemos inflar el globo.
3. Con el alfiler practicamos un pequeño agujero en la base de la botella. A continuación soplamos y el globo se llena de aire.


Explicación:
Al soplar el globo la presión del aire que está atrapado en el interior de la botella impide que el globo se infle.
Si se practica un pequeño agujero en la botella el aire puede salir al exterior y al soplar el globo se infla.


Por último veamos un vídeo grabado por una alumna: