Cuadernillo de trabajo 1

012345-
Ideas previas
Concepto de fluido.
Concepto de densidad.
Concepto de presión
Ejercicios
Recopilación teórica
1- Todo a nuestro alrededor está formado por sólidos, líquidos o gases así que no te será dificil
elaborar una lista con ejemplos de cada uno:
SÓLIDO
LÍQUIDO
GAS
¿En qué propiedades te has fijado de forma inconsciente para decidir si son sólidos, líquidos o gases?.
Elabora una lista de estas propiedades.
SÓLIDO
LÍQUIDO
GAS
2- De las siguientes afirmaciones indica cual es correcta:
a) Cuanto mayor es un objeto mayor es su densidad.
b) Cuanto menor sea un objeto mayor es su densidad.
c) La densidad de un objeto depende de su masa y de su volumen.
d) La densidad de un objeto sólo depende de su peso.
3- ¿Te has preguntado por qué no es prudente arrojar al fuego botes de spray vacios?.
4- ¿De qué factores depende la presión de una apisonadora sobre un suelo plano?
a) Del peso y de la superficie sobre la que está apoyado.
b) Del peso y la velocidad.
c) Solo del peso de la apisonadora.
d) De las características del terreno.
1
5- ¿Qué pesa más un litro de agua o un litro de aceite?
6- Carlos y Marta van a esquiar por primera vez y están muy excitados. En el autobus, discuten sobre
la utilidad de los esquíes .Carlos dice que a pesar de que facilitan moverse en la nieve, cuando uno
está quieto se hunde tanto con esquíes como sin ellos. “De hecho más” -dice- “porque a tu peso
tienes que añadir el de los esquíes”. Marta no está de acuerdo, dice que la gente cuando lleva
esquís no se hunde en la nieve, pero no sabe muy bien porqué. Y tu ¿qué opinas?, ¿quién crees
que tiene razón y por qué?
7- Un niño esquimal va andando por el hielo, de pronto el hielo se rompe y el niño cae al agua,
entonces su padre se aproxima arrastrándose sobre el hielo hasta que lo alcanza ¿por qué se
arrastra?
8- Observa las siguientes figuras:
a)
100 ml
aceite
b)
100 ml
agua
100 ml
agua
c)
100 ml
agua
100 ml
agua
50 ml
agua
-¿En alguno de los tres casos se desequilibra la balanza? ¿en cuáles?
- Explica en cada caso lo que ocurre.
9- Cierto tipo de tractores poseen cadenas en vez de ruedas (al igual que los tanques). Explica qué
ventajas tiene el sistema de cadenas con respecto al de ruedas.
2
-
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La materia se puede encontrar en tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso.
Los sólidos se diferencian de los líquidos y gases en que tienen forma propia.
A los líquidos y gases se les denomina FLUIDOS porque toman la forma del recipiente que los
contiene.
Sin embargo, líquidos y gases presentan diferencias:
&
Deducir las diferencias entre líquidos y gases.
' (
Dos jeringuillas de plástico ( 50 ml), obturadas, una con líquido coloreado y otra
con aire . Soporte ,nuez ,pinza.
)
*)
a) Presiona primero el émbolo de la jeringuilla con el líquido coloreado y luego el de la
jeringuilla llena de aire, ¿qué ocurre?.
b) Haz un dibujo
c) Conclusiones:
LÍQUIDOS Y GASES SE DIFERENCIAN EN QUE:
+ *
, *
COMPRESIBILIDAD No se pueden comprimir
No se pueden comprimir
Si pueden comprimirse
VOLUMEN
No se adaptan al volumen
del recipiente
No se adaptan al volumen
del recipiente
Si se adaptan al volumen del
recipiente
FORMA
Si tienen forma propia
No tienen forma propia
No tienen forma propia
3
&
.
' (
-
Comprobar que los gases se adaptan al volumen del recipiente que los contiene.
Placa de porcelana, matraz de fondo redondo, yodo y espátula
)
*)
a) Utilizando la espátula pon un poco de yodo en la placa y coloca el matraz
boca abajo sobre el yodo.
b) Observa y explica lo que ocurre.
c) Haz un dibujo.
d) ¿Qué características de los gases has comprobado con este experimento?.
4
. #/-
0#
/
La densidad es la relación entre la masa que presenta un cuerpo y el volumen que ocupa en el
espacio.
Matemáticamente se calcula:
d =
Las unidades en el S.I. son :
Kg/ m3
m
v
Tabla de densidades
SUSTANCIA
DENSIDAD (Kg/m3)
SUSTANCIA
NATA
DENSIDAD (Kg/m3)
SODIO
970
GASOLINA
670
ALCOHOL
791
MAGNESIO
1750
ACEITE
918
ESTAÑO
7300
AGUA
1000
ACERO
7990
ALUMINO
2702
LATÓN
8400
AGUA DE MAR
1025
BRONCE
8800
HIERRO
7860
NIQUEL
8900
PLATA
10520
COBRE
8930
MERCURIO
13600
PLOMO
11300
TETRACLORURO
DE CARBONO
5
865
1600
& &
.
Determinar la densidad del aluminio, alcohol y plastilina
' (
Balanza , probeta 500 cm3 , pipeta , vaso precipitados, hilo , prisma de aluminio
alcohol , agua , tabla de densidades, plastilina
)
*)
Sustancia sólida: ALUMINIO
En la balanza mide su masa
Masa de
aluminio=
Llena la probeta con agua
hasta 100 cm3
g
Sumerge en la probeta
el trozo de aluminio
atado con un hilo
V inicial = 100
cm3
El nivel de agua de la
probeta ha subido, lo
llamamos V final
Volumen de agua
y aluminio
Vfinal=
cm3
Dividiendo masa del
aluminio y volumen del
aluminio se obtiene su
densidad
d(aluminio)= m/ V=
Consultar en la Tabla la
densidad del aluminio
cm3
V aluminio=
Restando V final-V inicial se
obtiene el volumen del
aluminio
g/cm3
Compara con el valor que has
obtenido
d(aluminio)=
6
*)
Sustancia líquida: ALCOHOL
En la balanza, mide la masa de un
vaso vacío
Masa vaso=
g
Mide 10 cm3 de alcohol en la
pipeta
V alcohol =
Añádelo al
vaso de
precipitados
ml
En la balanza mide su
masa
MASA vaso con
alcohol=
Dividiendo MASA alcohol y V alcohol
se obtiene su densidad
MASA alcohol=
g
d(alcohol)= m/ V =
Consulta en la tabla la densidad
del alcohol
g
Si restas MASA vaso
con alcohol y MASA
vaso vacío se obtiene
la masa de alcohol
g/cm3
d(alcohol)=
7
Compara con el valor que
has obtenido
*)
Sustancia sólida: PLASTILINA
En la balanza mide
su masa
MASA de
plastilina =
Llena la probeta con
agua hasta 100 cm3
g
Sumerge en la
probeta el trozo de
plastilina atado con
un hilo
V inicial =100
cm3
El nivel de agua de la
probeta ha subido lo
llamamos Vfinal
Volumen de agua y
plastilina
Vfinal =
cm3
Dividiendo masa de la
plastilina y volumen de la
plastilina se obtiene su
densidad
d(plastilina)= m/ V =
Vplastilina=
g/cm3
8
cm3
Restando Vfinal-Vinicial se
obtiene el volumen de
la plastilina
&
..
' (
Determinar la densidad del agua y del tetracloruro de carbono con densímetros
Densímetro 650-1000 Kg/m3 , densímetro 1000-2000 Kg/m3, 2 probetas 500 ml , agua ,
tetracloruro de carbono
)
FUNCIONAMIENTO DEL DENSÍMETRO:
Un densímetro consiste en un tubo alargado , hueco y lastrado en su parte inferior para que el
Centro de Gravedad esté lo más bajo posible y pueda flotar verticalmente ; en la parte
superior tiene una escala graduada .
Al sumergirlo en un líquido se hunde más o menos según su densidad y basta leer en la
escala la división que enrasa con la superficie del líquido para saber directamente su
densidad.
*)
a) Explica los pasos que has seguido para determinar la densidad de estos dos
líquidos.
b) Anota los resultados que has obtenido.
c) Busca los valores teóricos de estas densidades y compáralos con los tuyos.
&
.1 2 !0 / 0 3
Plantea una experiencia de laboratorio para determinar la densidad del material que se utiliza para fabricar
monedas de 100 pts.
Para fabricar monedas se utiliza una mezcla de metales (aleación) , consultando la
tabla de densidades ¿podrías decir qué metal se usa en mayor proporción en estas
monedas?.
9
&
.42 !0 / 0 3
' ( Comprobar que la densidad es un propiedad característica de la materia.
Balanza, vaso de precipitados, probeta de 10 ml o jeringuilla de 5 ml , etanol , agua, papel
milimetrado.
)
*)
a) Mide con la balanza la masa del vaso vacio y seco:
M=
g
b) Mide con la probeta 5 ml de líquido y echalos en el vaso de precipitados.
c) Mide la masa y halla por diferencia la masa de los 5 ml de líquido:
M líquido=
g
d) Repite la operación con diferentes volúmenes hasta completar la tabla
siguiente:
( )
2"!3
)
253
) 6(
( )
2"!3
)
253
) 6(
5
10
15
20
25
30
e) Representa la relación de m frente a V para los dos líquidos utilizando los
mismos ejes coordenados.
f) ¿Qué tipo de gráficas se obtiene?.
g) De acuerdo con el tipo de gráficas ¿qué relación existe entre masa y volumen
para cada líquido?.
h) Calcula la pendiente de cada gráfica.
i) Compara sus valores con los cocientes m / V de la tabla.
j) ¿Cuánto vale la densidad del etanol?. ¿Y la del agua?.
10
1 #/-
0#
7/
Cuando un cuerpo sólido ejerce una fuerza sobre otro, esta fuerza se reparte entre todos los puntos de
la superficie de contacto entre ambos. Las consecuencias de este hecho pueden ser muy diversas y de
enorme interés práctico. Si la superficie de contacto es muy pequeña la fuerza que recibe cada punto
puede llegar a ser tan grande que supere la resistencia de uno de los sólidos, en cuyo caso se deforma
o incluso puede llegar a romperse. Por el contrario, si la superficie es grande ,la fuerza que recibe cada
punto puede ser tan débil que incluso sólidos muy blandos resisten grandes fuerzas sin romperse o
deformarse.
Se observa experimentalmente que en la deformación sufrida por un cuerpo influyen dos factores:
-Fuerza ejercida.
-La superficie sobre la que actua .
Por ello se ha definido una magnitud física, denominada PRESIÓN ,que relaciona estos dos factores.
Matemáticamente se calcula:
P =
F
S
Las unidades de presión en el Sistema Internacional : N/m2
Esta unidad recibe el nombre de Pascal (Pa) y se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 N
sobre una superficie de 1 m2.
Por tanto cuando queremos deformar un cuerpo tenemos que tener en cuenta no sólo la fuerza que
hacemos sino también la superficie sobre la que actuamos.
a) Cita tres ejemplos de instrumentos usados en la vida diaria en los que con poco esfuerzo se
consigue una presión grande debido a su pequeña superficie, por ejemplo la aguja:
1
2
3
b) Cita tres ejemplos de instrumentos usados en la vida diaria en los que se ejerce poca
presión a pesar de soportar fuerzas considerables:
1
2
3
11
( * *1
¿Crees que ejerces mucha presión sobre el suelo cuando estás de pie?.
a) Aproximando la forma de tu zapato a un rectángulo calcula su superficie y determina la presión que
tu ejerces al pisar:
MASA (Kg)
PESO (N)
SUPERFICIE (m2)
PRESIÓN (Pa)
b) ¿Será que ejerces mucha presión o será que el Pascal es muy pequeño?.
El Pascal por ser una unidad pequeña, es relativamente poco utilizado, empleándose a menudo el
kilopascal, y es todavía más frecuente usar otras unidades de presión como son:
UNIDADES
EQUIVALENCIAS CON
EL PASCAL
Kilopascal
1 Kpa= 103 Pa
Baria
bar
1 Baria= 10-1 Pa
1 bar= 106 baria=105 Pa
milibar
1 mbar= 103baria=102 Pa
Atmósfera estándar
1 atm= 101300 Pa
Atmósfera técnica
1 atm=98000 Pa
Kilopondio por cm2
1 Kp/cm2 = 98000 Pa
Milímetro de mercurio
1 mmHg o torr =133,3 Pa
Como puedes ver , existen muchas unidades para medir la presión, lo que refleja la importancia que
todos los fenómenos relacionados con ella han tenido y tienen en nuestra sociedad.
12
&
1
' ( Comprobar la influencia de la superficie sobre la presión ejercida.
Cristalizador, folio de papel , monedas de 100 pts, goma-espuma (o algo que evite la
ruptura del cristalizador).
)
*)
a) Corta un papel cuadrado de manera que sobresalga 3 o 4 cm del tamaño del
cristalizador.
b) Pon goma-espuma dentro del cristalizador.
c) Coloca el papel sobre la boca del cristalizador.
d) Apila una a una las monedas en el centro del papel hasta que se hundan.
e) Repite la operación anterior pero ahora colocando el mismo número de monedas
una a una extendidas por todo el papel.
f) ¿Qué diferencias encuentras entre las dos situaciones?.
g) ¿A qué crees que es debido?.
h) Haz un dibujo de ambos casos.
CONCLUSIONES:
13
&
1.2 !0 / 0 3
' ( Comprobar la influencia de la superficie sobre la presión ejercida.
Goma-espuma, carrito , 8 prismas de hierro.
)
*)
a) Coloca las piezas según el montaje:
b) Explica en qué consiste la experiencia.
CONCLUSIÓN:
( * *1.
¿Qué debe doler más, una pisada de elefante o del tacón de una señora?.
a) Empecemos por el elefante. Un elefante pesa 62000 N si la superficie de una de sus
patas es de 1000 cm2 ¿qué presión ejerce al pisar si se apoya sobre esa pata?.
b) Una señora pesa 500 N y lleva unos zapatos de tacón cuya superficie es de 0,5 cm2
¿qué presión ejerce al pisar con un tacón?.
c) Coloca los resultados en esta tabla:
PESO
SUPERFICIE
PRESIÓN
Elefante
Señora
d) Y entonces ¿qué prefieres que te pise una señora o un elefante?.
14
'
1- Si para clavar un clavo en la pared aplicas un martillo con una presión de 40000 Pa,
calcula la fuerza que has tenido que hacer con el martillo. Supón que la punta del clavo
tiene una superficie de 1 mm2.
2- Al colocar 980 Kp de peso sobre una superficie S se ejerce una presión de 500 Pa. Calcula el valor
de S.
3- Razona si las partículas de los gases están muy próximas entre sí, o dejan huecos entre ellas.
4- Indica cuáles de las siguientes propiedades se refieren a lo sólidos, cuáles a los líquidos y cuáles a
los gases: a)Tienen forma propia.b)Sus partículas están desordenadas.c)La fuerzas atractivas
entre sus partículas son muy intensas.d)Sus partículas están muy próximas.e)Sus partículas tienen
movilidad. f)Son compresibles.g)No pueden fluir.h)Tienen forma variable.i)Tienen volumen fijo.
5- Calcula la densidad media de la Tierra si su radio medio es de 6368 Km y su masa de 5,96.1024
Kg, (considérala como una esfera perfecta).
6- ¿Qué presión origina una fuerza de 12 Kp aplicada sobre una superficie de 2 cm2. Expresa el
resultado en N/m2 y en atmósferas técnicas.
7- ¿Qué presión ejerce sobre su base un prisma de hierro de 42 cm de altura y 25 cm2 de base?.
Densidad del hierro=7,8 g /cm3.
8- Un tanque cilíndrico de 1,2 m de radio y 6 m de altura pesa 4410 N. ¿Qué presión ejerce el tanque
sobre su base?. Se llena hasta las dos terceras partes con aceite .¿Qué presión ejerce ahora el
tanque sobre su superficie?. densidad del aceite=918 Kg/m3
9- ¿Qué pesa más un litro de agua o un litro de aceite?
10- Un niño esquimal va andando por el hielo, de pronto el hielo se rompe y el niño cae al agua,
entonces su padre se aproxima arrastrándose sobre el hielo hasta que lo alcanza ¿por qué se
arrastra?
11- Un niño de masa 25 Kg se encuentra de pie sobre la nieve. Si la superficie media de los pies del
niño es de 60 cm2, calcula la presión que ejerce sobre la nieve. Si queremos que la presión que
ejerza sea 50 veces menor,¿cuál será la superficie de los esquíes que se tiene que poner?.
12- Una presión de 4 N/ mm2 sobre la piel es dolorosa. Un clavo puede tener una superficie de 1 mm2,
un faquir tiene un peso de 700 N.a)¿Cuál es el menor número de clavos que debe utilizar para no
experimentar dolor?.b)¿Por qué debe ser muy cuidadoso cuando se acuesta o levanta de una de
tales camas?.
13- Dos cuerpos, el primero de doble volumen que el segundo, tienen la misma masa. Razona cómo
serán sus densidades.
14- El aire contenido en el interior de un neumático de un coche tiene una presión de 2,8 Kilos
(Kp/cm2) .Calcula la fuerza que hace: a)Sobre la válvula de salida, sabiendo que la superficie de la
válvula es de 0,2 cm2.b)Sobre la pared del neumático, si la superficie completa del mismo es de
2000 cm2.
15
8
-# !- 7/0 7 -
)
tienen propiedades generales
Sustancias
su relación
tienen propiedades características
si se les aplica una fuerza se ejerce
(
)
*
**
d= m / V
+
P= F / S
+ *
se puede encontrar en tres estados
, *
no tienen forma
propia
9 *
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