experimento del huevo que flota - baixardoc
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IntroducciónSi ponemos un objeto en líquidos distintos este puede flotar o hundirse
según sea la densidad de los líquidos utilizados. Todos hemos
observado este fenómeno cuando nos damos un baño en el mar o en la
piscina. No se flota igual a pesar de que el líquido es agua en los dos,
pero, ¿es sólo agua?
En el proceso de esta práctica se han aplicado y aprendido las
condiciones básicas del principio de flotación de Arquímedes.
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un
fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido
desplazado por dicho cuerpo. Esto explica por qué flota un barco muy
cargado; su peso total es exactamente igual al peso del agua que
desplaza, y esa agua desplazada ejerce la fuerza hacia arriba que
mantiene el barco a flote.
El principio de Arquímedes permite determinar también la densidad de
un objeto cuya forma es tan irregular que su volumen no puede
medirse directamente. Si el objeto se pesa primero en aire y luego en
agua, la diferencia de peso será igual al peso del volumen de agua
desplazado, y este volumen es igual al volumen del objeto, si éste está
totalmente sumergido. Así puede determinarse fácilmente la densidad
del objeto (masa dividida por volumen). Si se requiere una precisión
muy elevada, también hay que tener en cuenta el peso del aire
desplazado para obtener el volumen y la densidad correctos.
Con los conceptos descritos anteriormente y aplicados en este
laboratorio se ha analizado el comportamiento de los cuerpos y su
flotación, permitiéndonos comprobar el principio de Arquímedes y
posteriormente estos procedimientos podrán ser aplicados en nuestra
vida profesional.
Resume
El experimento del huevo que flota nos ayudara a comprender un
principio físico muy importante, la densidad, el experimento del huevo
flotante nos permitirá observar como los objetos (en este caso un
huevo) se hunden más en agua dulce y flotan mejor en el agua salada.
En este trabajo queremos representar como puede ser de menor
densidad un huevo introducido en agua con sal.
Objetivos
• Observar que la flotación de un cuerpo depende de su densidad.
• Demostrar mediante un experimento sencillo que los cuerpos
con mayor densidad se hunden y viceversa. Demostrar cómoafecta la presión.
• Verificar el principio de Arquímedes.
• Interpretar información sobre densidad, para comprender las
propiedades físicas de un objeto.
• Identificar la flotabilidad de los objetos e determinar aquellosparámetros que influyen en ello.
Principio de Arquímedes
THINSKTOCK / DORLING KINDERSLEY RF
Este sencillo experimento nos pone frente
al desarrollo del principio de Arquímedes,
el cual señala: “Todo cuerpo sumergido en
un fluido (líquido o gas), experimenta una
fuerza (empuje) vertical y hacia arriba
igual al peso del fluido desalojado”
En pocas palabras, y aplicando a nuestra
experiencia, podemos afirmar que sobre
un cuerpo actúan dos fuerzas: su peso y el empuje (que ya detallamos
en el experimento). Si el peso del cuerpo es mayor que el empuje se
hundirá, si el peso del agua es mayor el cuerpo va a flotar y si los pesos
son equivalentes el cuerpo quedará entre las dos aguas. Además, el
empuje de un cuerpo es condicionado por tres factores: la densidad del
líquido, el volumen del cuerpo sumergido y la fuerza de gravedad.
La flotabilidad es la capacidad de un cuerpo para sostenerse dentro de
un fluido. Este flota cuando la fuerza resultante de la presión ejercida
en la parte inferior del cuerpo es superior a la fuerza resultante de su
peso más la presión ejercida en la parte superior. El cuerpo sube hasta
que ambas resultantes son iguales. Por ello los cuerpos que flotan no
salen volando. En ocasiones la presión ejercida en la parte inferior es
sólo debida al líquido en el que el cuerpo está inmerso.
En cambio, la ejercida en la parte superior suele ser una parte debida al
líquido que tiene parcialmente por encima y otra debida a la presión
atmosférica, como es el caso de un iceberg, por ejemplo. La causa de la
flotabilidad no es la densidad del cuerpo. La causa de la flotabilidad no
es el agua desplazada. La causa de la flotabilidad es simplemente un
balance de fuerzas (peso (gravedad) y presión ejercida por los fluidos
que rodean al cuerpo).
En este experimento se está estudiando el papel que desempeña la
densidad
¿Cuál es el significado de esta?
La salinidad que tiene el mar muerto es tan elevada que su agua es más
densa que la de nuestros organismos es por esto que en esas aguas no
nos podremos ahogar por sumergirnos en el mar muerto siempre
estaremos flotando. La cantidad de sal que tienen el agua la hace más
densa por eso flota mucho más fácil. A la elevada cantidad de sal que
contiene, al ser un agua más densa que la que tenemos en nuestros
cuerpos, flotamos.
Finalmente, la razón por la cual se flota sin ninguna ayuda es la alta
densidad de sus aguas lo que hace que por un principio hidrostático
que emana de una relación entre peso, volumen desplazado y empuje,
podamos nadar en el sin esfuerzo. En el agua pesas menos porque tu
cuerpo experimenta el empuje y pierde “aparentemente” peso. Los
botes navegan altos en las aguas densas porque Tienen que desplazar
menos agua para flotar. El agua salada es más densa que El agua dulce,
y el agua de mar fría es la más densa de todas. El empuje que sufre un
cuerpo en un líquido equivalente depende de 3 factores: la densidad del
líquido en que está sumergido, el volumen del cuerpo que se encuentra
sumergido y la gravedad. Cuando la sal se disuelve en el agua la
densidad de este aumenta lo que hace que el empuje que sufre el
cuerpo sea mayor y supere el peso del objeto por lo que este flota.
De esta forma, se explica que sea más fácil flotar en el agua del mar que
en el agua de ríos y piscinas porque el agua de mar tiene sal y otras
sustancias disueltas en ellas que la hacen densa que el agua potable.
Sobre el huevo actúan 2 fuerzas, su peso (la fuerza con que lo atrae la
tierra) y el empuje (la fuerza que hace hacia arriba el agua). Un claro
ejemplo son los barcos ¿Por qué estos flotan en el mar? Se debe a varios
factores pero sin lugar a dudas la gran cantidad de sal en el
océano contribuye a que esto sea posible.
Materiales y equipo
3 vasos grandes
Un huevo
Agua Sal
Procedimiento experimental
1. Llena un vaso o tazón con 1 taza de agua y
con cuidado pon un huevo en el agua. Observa
si el huevo flota o se hunde (debería hundirse).
En tu bitácora, anota la ubicación del huevo en
el fondo del vaso como "0", pues es el punto de
partida del experimento.
2. Mide una cucharadita de sal y ponla en el
vaso con agua. Gentilmente revuelve la sal
para disolverla y espera a que el agua y el
huevo se asienten. Observa si el huevo sube.
Registra este paso en la bitácora junto con
cualquier observación que hayas hecho
detalla cómo incrementar la concentración
(agregar más sal) tiene un efecto directo en
incrementar la densidad, lo que causa que el
huevo flote.
3. En el tercer vaso ponga el huevo, añada agua
hasta que lo cubra y un poco más. Agregue agua
con sal, hasta que consiga que el huevo quede
entre dos aguas (ni flota ni se hunde). Si añade
agua, observará que se hunde. Si agrega un poco
de agua salada, lo verá flotar de nuevo.
¿Que tiene la sal que consigue que el huevo flote en el agua?
Ya vimos que si ponemos el huevo en un vaso sólo con agua se va al
fondo, pero a medida que empezamos a echar la sal la densidad del
agua cambia.
El que un objeto flote o se hunda en un líquido depende de la relación
entre las densidades del objeto y del líquido. La densidad de una
sustancia se obtiene dividiendo su masa entre su volumen. El volumen
es el espacio que ocupa y la masa se mide fácilmente con un peso o una
balanza. Si dividimos la masa entre el volumen se obtiene la densidad.
La densidad es la relación que existe entre la masa y el volumen, es
decir, que si aumentamos la masa por unidad de volumen la densidad
va a aumentar. Sabemos que “la materia y la energía no se crea ni se
destruye, sólo se transforma”. Siguiendo este principio, la sal al diluirse
en el agua, no pierde nada de su masa, sino que la aporta a la masa del
agua.
HOJA DE DATOS
HOJA DE DATOS Experimento: ¿Flota o se hunde?
Materiales :3 vasos grandes ,Un huevo, Agua, Sal
Vaso solo con agua El huevo se hunde hasta el fondoVaso con agua salada El huevo flota hasta la superficie
Vaso mitad agua normal ,
mitad agua salada
El huevo él no se hunde, ni flota queda suspendido
en medio del agua
Observaciones
¿Qué sucedió?
1. Todo objeto que se sumerge desaloja un
volumen igual de agua. El huevo pesa más
que el agua que desaloja; por lo tanto, se
hunde.2. La solución de sal es tan densa que el huevo
es más liviano que la salmuera desaloja, por
eso flota. 3. La solución de sal tiene tal concentración
que la cantidad de salmuera desalojada
pesa exactamente igual que el huevo.
Procesamiento de datos experimentales
Hemos concluido el experimento del huevo que flota. Como ya te habrás
dado cuenta, el huevo que colocaste en el agua con sal flota, mientras que
el huevo que colocaste en el agua sin sal se hundió. Esto ocurre porque al
agregar sal al agua, el agua se vuelve más densa, y esto permite al huevo
flotar, pero ¿qué es la densidad? Podríamos decir que la densidad
corresponde a la cantidad de masa que tiene un cuerpo respecto a su
volumen, en este experimento, el agua sin sal tiene una determinada masa
para cierto volumen, pero al agregarle sal, la sal se disuelve en el agua, al
disolverse se descompone en iones y estos iones se unen a las moléculas
de agua, agregándoles más masa. En resumen el volumen del agua salada
versus el agua sin sal se mantiene, pero la sal le agrega masa al agua, por
lo cual el agua salada aumenta su densidad respecto al agua sin sal.
Lo que sucede en el experimento del huevo que flota es que la densidad
del agua sin sal es menor que la del huevo, pero la densidad del huevo es
menor que la densidad del agua con sal, siempre los objetos más densos
se van al fondo y los objetos con menor densidad flotan, esta ley aplica
para todo, por ejemplo, el aire es menos denso que la arena, por eso la
arena está en el suelo y el aire flota.
El empuje que sufre un cuerpo en un líquido, depende de tres factores:
• La densidad del líquido
• El volumen del cuerpo que se encuentra sumergido
• La gravedad
Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua pura,lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el peso del huevo: el huevo flota.
Así también se puede explicar el hecho de que sea más fácil flotar en el agua del mar que en el agua de ríos y piscinas.
Análisis y discusión
La explicación de este fenómeno es simple: ¡la DENSIDAD! En el
experimento del Huevo en Agua Salada pudiste comprobar que el
huevo colocado en agua salada flotó y el que estaba en agua del grifo no
lo hizo. Debido a que el agua salada es más densa que el agua dulce, el
huevo no se hunde como normalmente lo haría.
¿Por qué sucede esto? Discutamos primero la definición de densidad y
por qué los objetos se hunden. La densidad se refiere a la cantidad de
materia contenida en un espacio o volumen determinado. Cuando hay
más cantidad de materia en un determinado espacio o volumen, el
objeto es considerado más denso y al mismo tiempo más pesado. Sin
embargo, esto no significa que la densidad y el peso sean lo mismo ni
que se puedan utilizar indistintamente.
El peso se refiere a la fuerza vertical ejercida por una masa de objeto
cuando es sometida a la gravedad. A diferencia de la densidad, el peso
depende de la cantidad de gravedad en un lugar determinado. Para
explicarlo mejor, tomemos un huevo como ejemplo. La densidad del
huevo sigue siendo la misma, independientemente de donde lo lleves,
sea cual sea la cantidad de gravedad de ese lugar. Sin embargo, si llevas
el mismo huevo al espacio, donde no hay gravedad, ¡pierde su peso!
Pero su densidad sigue siendo la misma. Esa es la diferencia entre la
densidad y el peso: la gravedad.
Conclusiones • Sobre el huevo actúan dos fuerzas, su peso (la fuerza con que lo
atrae la Tierra) y el empuje (la fuerza que hace hacia arriba elagua).
• Cualquier sustancia más densa que el agua se hundirá porque el
peso es mayor que el empuje. Si el empuje es mayor que el peso,en este caso, flotará y si son iguales, queda entre dos aguas.
• Esto explica, el principio de Arquímedes es un principio físicoque afirma que: Un cuerpo total o parcialmente sumergido en unfluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual alpeso del volumen del fluido que desaloja. Esta fuerza recibe elnombre de empuje hidrostático o de Arquímedes.
Bibliografía
www.fisicanet.com.ar
www.profesorenlinea.cl
www.educatube.es
www.sc.ehu.es