PROYECTO 1: EL FRASCO DE MARIOTTE Material (cada 2 alumnos) Duración Objetivos Precaucion es/ Consejos Mecánic a Una botella de plástico con tapón que se ajuste perfectamente. Un taladro manual (o una punta larga caliente). Una cañita de refresco o un trozo de tubo de vidrio o plástico de unos 25 cm de longitud. Plastilina. Un alfiler o una punta fina. Una pinza. Un recipiente de boca ancha (puede servir un trozo de botella de plástico cortada). Regla, plumones, cronómetro, hojas con papel cuadriculado (mejor todavía milimetrado) y útiles de escritura. 30 minutos. Identificar las características y regularidades del movimiento uniforme. Cuando se vaya a hacer el agujero con el taladro o con una punta caliente mejor hacerlo en presencia de un adulto. INTRODUCCIÓN El movimiento uniforme se caracteriza por la existencia de una proporcionalidad directa entre el espacio recorrido y el tiempo. Esto significa que, si el espacio se multiplica o divide por una cantidad, el tiempo también queda multiplicado o dividido por ella, lo que implica que existe una relación constante entre el espacio recorrido y el tiempo. Esta relación, que permite conocer el espacio recorrido en cada unidad de tiempo, es el valor numérico de la velocidad. De este modo se puede establecer que un movimiento es uniforme siempre que su velocidad se mantiene constante. DESARROLLO EXPERIMENTAL 1. En el cuaderno haz una tabla en la que registran los espacios recorridos (distancia recorrida) y los tiempos. 2. Haz un agujero en el centro del tapón, e introduce en él la cañita de refresco de modo que sobresalga unos dos centímetros. 3. Sella el orificio alrededor con la plastilina. 4. Marca en la parte superior de la botella el origen, desde donde empezarás a contar los cambios de posición del nivel del agua y los tiempos. 5. Con la regla, mide trozos iguales, por ejemplo, de 0,5 cm., a partir del origen y haz señales con el plumón para que la botella quede graduada. 6. Con el alfiler, haz un pequeño orificio en el centro de la base de la botella, y otro en la parte superior del recipiente. 7. Echa agua en la botella y comprueba si a través del orificio fluye de forma permanente un chorro fino. Si el agua sale a borbotones y se para, haz un agujero un poco más grueso hasta lograr que el líquido salga de modo continuo. 8. Llena la botella por encima del nivel que has señalado como origen, y colócala encima del tarro para que recoja el líquido que sale de ella. Mecánic a 9. Cierrala con el tapón, de manera que quede bien ajustado y comprueba que el extremo inferior de la cañita queda introducido en el líquido a unos 3 cm del fondo. 10. Cuando el agua llegue a la señal que has marcado como origen, mira tú reloj y anota la hora, los minutos y los segundos. 11. Deja que el agua siga saliendo y al paso del nivel de la misma por cada una de las señales, registra nuevamente cada uno de los tiempos. 12. Cuando hayas realizado cinco o seis medidas puedes dar por finalizado el experimento. NORMAS • Si durante la práctica se rompe la botella o la cañita, recuerda que debes tirarlas al contenedor de reciclaje de plásticos. • En caso de que el recipiente de cristal se rompa, dejad los vidrios para que los recoja el profesor. CUESTIONES a) Haz una tabla con los valores de los espacios recorridos por el nivel del agua y los tiempos correspondientes. El tiempo calcúlalo como diferencia entre el tiempo inicial y el correspondiente al paso por la señal b) En un sistema de ejes coordenados representa en el eje de ordenadas los espacios recorridos (OY) y los tiempos en el eje de abscisas (OX). Escoge la escala adecuada en ambos casos. c) Representa los puntos obtenidos con los distintos pares ¿qué observas? ¿dónde se encuentran, aproximadamente, estos puntos? d) ¿Cuál es la velocidad aproximada con la que baja el líquido? e) Si en el eje OY escoges una distancia recorrida de 7 cm ¿podrías predecir cuánto tiempo tarda el agua en recorrerla? Comprueba tu predicción de forma experimental. CONCLUSIONES • La representación gráfica de los cambios de posición frente al tiempo conduce a una recta, por lo tanto, el movimiento del agua es rectilíneo y uniforme (MRU). Mecánic a APLICACIONES Y CURIOSIDADES El “aparato” que hemos construido se llama frasco de Mariotte. Verás que desde la pajita suben burbujas de aire por el agua, esto significa que la presión justo en el extremo de la pajita en contacto con el agua es la atmosférica. Dicha presión equilibra a la columna de agua que hay por encima del nivel en donde se encuentra el extremo de la pajita. Así la velocidad de salida del agua por el agujero sólo depende de la masa de agua que hay entre el extremo de la pajita y el fondo y como ésta masa de agua se mantiene constante hasta que el nivel del agua rebasa el extremo de la pajita, también la velocidad de salida del agua se mantendrá constante hasta ese momento. INVESTIGAR: 1. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU) 2. GRÁFICA DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (MRU) INDAGAMOS MÁS: 3. ECUACIÓN DE BERNOULLI. 4. TEOREMA DE TORRICELLI.
