Principio de Pascal y Arquimedes – Flotacion

Objetivos:

¿ Te has preguntado alguna vez por qué los barcos de acero flotan en el agua? y ¿te has fijado que tú flotas o te hundes en el agua dependiendo del aire que hay en tus pulmones ?, en estos experimentos de fisica trataremos de explicar el porque de estos fenómenos.

Fundamento Teórico:

Ley física que establece que cuando un objeto se sumerge total o parcialmente en un líquido, éste experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del líquido desalojado. La mayoría de las veces se aplica al comportamiento de los objetos en agua, y explica por qué los objetos flotan y se hunden y por qué parecen ser más ligeros en este medio.
El concepto clave de este principio es el `empuje', que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.

Materiales:

• 1 frasco transparente
• 1 globo
• 1 gotero
• Tijera

Procedimiento:

1. Llena el frasco con agua
2. Introduce el gotero
3. Tapa el frasco con el globo de tal manera que quede muy estirado formando una tapa elástica (puedes cortar la punta del globo para que sea del ancho de la boca del frasco).
4. Presiona el globo hacia abajo y observa como se llena el gotero de agua. Si quieres que se hunda más el gotero ponle agua hasta la mitad antes de ponerlo en el frasco.
5. En vez del gotero puedes usar la cubierta de la pluma o el popote cubriéndole una punta con plastilina.

Explicación:

¿Qué Pasó?
Cuando empujas el globo hacia abajo el aire dentro del frasco empuja el agua hacia adentro del gotero. Si el gotero tiene agua pesará más que cuando tiene aire por lo que estará más inclinado. Cuando entra agua el gotero podrá hundirse.
Si el gotero es de plástico no se hundirá ya que la suma del peso del plástico+agua sigue siendo menor que el agua que ocupa ese mismo volumen.
Este experimento utiliza dos Principios, el de Pascal: “Los líquidos transmiten presiones con la misma intensidad en todas las direcciones” y el de Arquímedes: “Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado”.
Cuando empujas la tapa hacia abajo, el aire que está dentro del frasco empuja el agua hacia dentro del gotero. Cuando sueltas el globo el aire se expande y el agua sale del gotero.
Aplicación:
El freno hidráulico de los autos, el gato hidráulico y la prensa hidráulica son excelentes e importantísimas aplicaciones del Principio de Pascal.
Los barcos flotan porque el espacio que ocupan dentro del agua contiene mucho aire, aunque sean de acero u otros materiales pesados, siguiendo el Principio de Arquímedes.
Los frascos de cátsup, cremas y champú tienen un envase de plástico delgado y flexible para que al apretarlo empuje el líquido hacia fuera.
En la Naturaleza:
El aire caliente tiende a subir. A medida que aumenta la temperatura del aire sus moléculas se separan y hay más espacio entre ellas. Cuando una masa de aire se eleva sustituye a otra masa, la cual bajará si está más fría para ocupar el lugar que dejó la primera. Cuando el aire sube se encuentra con una capa que tiene menos presión y por lo tanto el aire se expandirá. Cuando se separan las moléculas gastan energía que hace que el gas se enfríe. Es por esto que arriba en las montañas es más frío aunque suba el aire caliente.

Videos explicativos: