Se puede hacer una bomba de agua usando una

¿Se puede hacer una bomba
centrífuga de agua usando
solamente una pajita y un palo?
Guía para profesor
Se descubre que sí se puede hacer una bomba de agua usando la fuerza
centrífuga.
TEMAS PARA APRENDER: Líquidos, agua, fuerza centrífuga, fuerza
centrípeta, rotación.
PROCEDIMIENTO
Para empezar, invita a tus estudiantes a sentarse en grupos de 4 o 5
estudiantes. Todavía no les pases los materiales.
1. Pregunta:
Pregúntale a tu estudiantes si se puede hacer una bomba centrífuga de agua
usando solamente una pajita y un palo. (Ojo: ¡No les des la respuesta! Sólo
escucha sus ideas).
2. Hipótesis:
Los estudiantes deben responder con algunas teorías. Si no saben qué decir
puedes darles ideas con estas preguntas (Ojo: Sólo diles las siguientes
preguntas para guiarlos; no les des las respuestas).
Pregunta
Respuesta esperada
1 ¿Qué es la fuerza centrífuga?
Es una fuerza que se siente cuando un
objeto está en rotación.
¿Cómo hacemos para sacar agua del Se necesita una fuerza que saque el
suelo?
agua del suelo. Para eso se usan las
bombas de agua.
¿Qué es una bomba de agua y cómo
Es una máquina que ayuda a sacar el
funciona?
agua del suelo. Lo pueden hacer de
varias maneras, pero una de esas es
usando la fuerza centrífuga.
3. Experimento
Material
Un palo de madera
(palillo grande para asados)
Pajita
Scotch
Un balde de plástico
Agua
Tijeras
Costo total aprox. por curso
Costo aproximado
$850 por paquete de 20
$550 por paquete de 10
$700 por unidad
$1.200 por unidad
0
$1.150 por unidad
$4.450
Instrucciones
1. Cortar la parte corrugada de la pajita.
2. Doblar la pajita en tercios y en cada
doblez hacer un corte en la parte
exterior.
3. Clavar el palillo por la pajita.
4. Pegar las 2 puntas de la pajita con
scotch al palillo.
5. Llenar el balde con agua.
6. Darle a los estudiantes el triángulo de
pajita y el balde con agua.
Qué hacer
Decirle a los estudiantes que metan el triángulo de pajita al agua, pero no
totalmente sumergido sino sólo hasta la mitad, y lo froten con las manos para
hacerlo rotar.
2 El agua saldrá por los lados del triángulo, y entre más rápido lo hagan más agua
saldrá.
Opcional: Hacer que los estudiantes tomen el balde
por el mango y lo hagan rotar en círculos de abajo
hacia arriba. Si lo hacen suficientemente rápido
notarán que el agua no se sale del balde cuando
está arriba. Esto funciona por el mismo principio que
la pajita.
3 4. Analizar resultados: Revisar si la hipótesis era correcta
Ahora vuelve a hacerles la pregunta a los estudiantes: ¿Se puede hacer una
bomba centrífuga de agua usando solamente una pajita y un palo? Escucha las
respuestas de los estudiantes. Ahora varios deberían aceptar que estaban
equivocados antes del experimento.
6. Profesor da explicación de qué pasó y describe aplicaciones
Explicación:
Cuando se rota el triángulo o el balde se crea una fuerza comúnmente llamada
centrífuga, la cual se dirige hacia fuera.
Realmente en física no se habla de la fuerza centrífuga, sino de la fuerza
centrípeta. Esta fuerza se dirige no hacia fuera, no hacia donde sale el agua,
sino al contrario, hacia adentro. Lo que hace que salga el agua es la inercia que
tiene, la cual hace que quiera seguir hacia los lados. El balde, en el otro caso, es
el que tranca al agua que se quiere salir por la inercia.
Aplicaciones:
La fuerza centrípeta se usa en la mayoría de las áreas de la física, incluyendo la
astronomía, la mecánica clásica, la electricidad, el magnetismo y muchas más.
Por ejemplo, cuando uno tiene una pelota amarrada a una cuerda y la hace
rotar, esta pareciera que se quiere ir volando. Lo único que la sostiene es la
cuerda y la fuerza que uno hace para que no se suelte.
En el sistema solar los planetas se mueven alrededor del Sol, como si fueran
pelotas amarradas con cuerdas al Sol. En este caso, la gravedad del Sol actúa
como la cuerda que sostiene los planetas y hace que no se salgan volando.
SEGURIDAD
Ten cuidado con:
•
•
Usar las tijeras con los estudiantes.
Mojarse con el agua del balde.
ESTÁNDARES DE EDUCACIÓN
Este experimento es un complemento para la clase de ciencias de 3º a 6º básico
de acuerdo con los estándares del Ministerio de Educación.
Secciones del currículum en las cuales puedes hacer este experimento:
3o básico:
Se ve o no se ve
4 Rotación y traslación de la Tierra
La Tierra y el Sistema Solar
Recorriendo el Sistema Solar
4o básico:
Fuerza y movimiento
El módulo de una fuerza
5o básico:
Fuerza y movimiento
¿De qué manera las fuerzas y el movimiento forman parte de tu vida?
La materia
¿Cómo puede cambiar la energía de una forma a otra?
¿Qué es el movimiento y cómo nos afecta?
¿Cómo influyen las fuerzas en el movimiento de los objetos?
¿Cómo afecta la fuerza de gravedad a los objetos?
¿Cuáles son las leyes del movimiento?
6o básico:
Fuerza y movimiento
REFERENCIAS
Vidula Mhaiskar. Straw centrifuge.
Revisado 29 de marzo del 2012. En línea:
http://www.arvindguptatoys.com/toys/cpump.html
Escrito por: María Cuéllar | [email protected] | Febrero 2012
5