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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.

  

viernes, 12 de julio de 2013

272 Presión de abajo hacia arriba

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tubito de plástico transparente, un trozo de plástico rígido, hilo, una tuerca, un vaso con agua y una bolita de corcho.

Procedimiento:
Recortamos un cuadrado de plástico que utilizaremos para tapar uno de los extremos del tubito.
Hacemos un agujero en el centro del tapón con ayuda de una aguja
Pasamos un trozo de hilo por dicho agujero y hacemos un nudo en uno de los extremos.
Metemos el hilo por el tubito y estiramos del extremo superior del hilo de  manera que el tapón quede firmemente pegado a la base del tubito.
Por último metemos en el tubito una tuerca pequeña y una bolita de corcho (opcional)

Con el hilo tenso introducimos el tubito en un vaso con agua procurando que no entre agua de golpe. Si soltamos el hilo vemos que el tapón permanece pegado al tubito y la tuerca no cae.

Lo normal es que el agua entre en el tubito poco a poco. Cuando la altura de la columna de agua en el interior del tubito sea parecida a la altura del agua fuera del tubito el tapón se despega y la tuerca cae.

Explicación
El agua pesa y ejerce una presión hidrostática sobre las paredes del vaso y sobre las paredes de cualquier objeto que esté en el interior del líquido. Dicha presión se ejerce en todas direcciones.

Al meter el tubito en el recipiente con agua la presión de abajo a arriba sobre el tapón impide que caiga. Si inclinamos el tubito el tapón permanece pegado.

Poco a poco entra agua en el tubito. La bolita de corcho es opcional y nos permite apreciar mejor la altura del agua en el interior del tubito.

Para que el tapón se despegue es necesario que la columna de agua en el interior del tubito tenga una altura similar a la altura del agua fuera del tubito. En este caso tenemos dos fuerzas hacia abajo (el peso de la columna de agua en el interior del tubito y el peso de la tuerca) que logran compensar la presión y la fuerza hacia arriba ejercida por el agua que está debajo del tapón.


sábado, 22 de diciembre de 2012

246 Caída de presión en una tubería recta

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico, una cañita de refresco, pegamento y agua.

En primer lugar hacemos un agujero en una botella de plástico cerca de la base. Luego tapamos el agujero con un dedo y llenamos la botella con agua. Al quitar el dedo el agua sale perpendicularmente a la superficie de la botella con una velocidad que disminuye al bajar el nivel del agua en el interior de la botella.

El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión ejercida por el agua en el interior de la botella depende de la profundidad. Al disminuir la altura del agua en el interior de la botella disminuye la presión sobre el agujero y la velocidad de salida del agua.

Para la segunda parte del experimento hacemos dos agujeros a la misma altura de la botella y colocamos dos trozos de cañita de refresco (uno muy corto y otro largo). Con pegamento sellamos la unión de las cañitas con los agujeros para que no salga agua.

Si llenamos la botella vemos que el agua sale por el extremo de las dos cañitas con una velocidad proporcional a la altura del agua en el interior de la botella. Y si comparamos los dos chorros de agua vemos que la velocidad de salida es menor en la cañita larga por la caída de presión en el interior de la cañita. Dicha caída de presión se produce por el rozamiento del líquido con las paredes de la cañita.


domingo, 4 de septiembre de 2011

183 Un chorro de agua sorprendente

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

Primera parte
Hacemos un agujero cerca de la base de una botella de plástico, lo tapamos con un dedo y llenamos la botella completamente de agua. Al retirar el dedo el agua sale por el agujero con una velocidad que disminuye a medida que baja el nivel del agua en el interior de la botella.

Segunda parte
Hacemos un agujero en el tapón de la botella y metemos una cañita en dicho agujero de manera que casi toda la cañita quede en el interior de la botella cuando coloquemos el tapón. Luego tapamos el agujero de la botella de plástico con un dedo y llenamos la botella completamente con agua. Colocamos el tapón con la cañita y retiramos el dedo.
Vemos que el agua sale por el agujero con velocidad constante que no varía al disminuir el nivel del agua en el interior de la botella.

Explicación
La presión en el interior de un líquido depende de la naturaleza del líquido y de la profundidad.

En la primera parte del experimento, al retirar el dedo sale un chorro de agua impulsado por la presión que ejerce el agua sobre dicho agujero. Esta presión (y la velocidad del chorro) disminuye a medida que baja el nivel del agua en el interior de la botella.
En la segunda parte del experimento, a medida que sale agua por el agujero entra aire por la cañita y se mantiene constante la presión sobre el agujero. El aire que entra por la cañita ejerce presión que compensa la pérdida de presión del agua al perder altura y el chorro sale con velocidad constante.


miércoles, 9 de julio de 2008

52 Apretar una botella de plástico

Llenamos media botella con agua y la colocamos boca abajo en un vaso con agua.

Al colocar la botella invertida una parte del agua sale y otra permanece en el interior de la botella. El nivel del agua en el interior de la botella es tal que la presión interna (ejercida por el agua y el aire atrapados en la botella) es igual a la presión externa (la presión atmosférica)

Si apretamos la botella de plástico por debajo del nivel del agua no se altera el equilibrio de presiones y el nivel interno de agua se mantiene. La botella se deforma por lo que sale agua y aumenta el nivel en el vaso.

Si apretamos por encima del nivel de agua, disminuye el volumen de la botella en la parte superior. Al disminuir el volumen en la parte superior aumenta la presión del aire atrapado en la botella, se rompe el equilibrio y para restablecerlo disminuye el nivel del agua en el interior de la botella.




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.