Algunos sencillos experimentos de física para pensar en el taller de química

 

PRIMER EXPERIMENTO

1. Deje caer simultáneamente, de una misma altura,
dos hojas de cuaderno (iguales). Observe que, en la
caída, oscilan levemente debido a la resistencia del
aire. ;¿Llegan, aproximadamente, juntas al suelo?
2. Amase una de las hojas hasta que forme una bola.
Altera este procedimiento el peso de la hoja?
Dejela caer simultáneamente con la hoja no amasada, desde una misma altura. ¿Llegan juntas al suelo?
¿Por que razón las caídas en los puntos 1 y 2 son
diferentes?


Segundo experimento:

Podrá comprobar fácilmente que son correctas las
ideas de Galileo en relación con la caída de los
cuerpos, si realiza el experimento siguiente:

1. Deje caer, simultáneamente y de una misma
altura, un libro pesado y una hoja de papel. Observe
la caída de ambos y vea cual llega primero al suelo.

2. Ponga el libro, como se muestra en la figura, con
la hoja de papel encima. Suelte el libro y observe la
caída. ¿Cayeron juntos conforme a las afirmaciones de
Galileo? Explique por que esto no sucede cuando los
objetos caían cada cual por su lado.

3. Repita el experimento, pero ahora utilice un
pedazo de unicel (poliestireno espandido) y una lata vacía (el unicel debe
caber, con holgura, en la lata). Deje caer ambos,
primero por separado y, después con el unicel dentro
de la lata.


Tercer experimento:

Aborde un automóvil llevando un reloj con segundero
(o bien, un cronometro), y pida que un compañero
lo ayude en las observaciones. Consiga una superficie
recta y horizontal para realizar el experimento.

1. Pida al conductor que “arranque” lo más rápidamente posible, sin cambiar la marcha. Anote la
velocidad máxima que el auto logra alcanzar y el
tiempo necesario para obtenerla.

2. Cuando el auto se desplace a una velocidad
determinada, diga al conductor que retire el pie del
acelerador, y mida el tiempo transcurrido hasta que 
la velocidad se reduzca a la mitad del valor inicial.
3. Cuando el auto se traslade a cierta velocidad,
pida al conductor que frene hasta pararlo, lo más 
rápidamente posible. Anote la velocidad inicial y el
tiempo necesario para hacer que el auto se detenga.

Empleando sus anotaciones determine:

a) El valor de la velocidad máxima alcanzada en
el arranque, en m/s (recuerde que 1 m/s = 3,6 km/h).

b) El valor de la aceleración del auto durante el
arranque, en m/s^2. Este valor, ¿es mayor o menor que
la aceleración de la gravedad?

c) El valor de la aceleración (en m/s2) del movimiento retardado del auto, cuando el conductor retiro
el pie del acelerador.

d) El valor de la aceleración (en m/s2) durante el
frenado del auto. El valor absoluto de esta cantidad
¿es mayor, menor o igual que el valor de la aceleración
en el arranque?


Cuarto experimento:

Usted puede medir el tiempo de reacción de un
compañero, con relativa facilidad, si realiza el siguiente experimento:

1. Mantenga una regla (de casi 30 cm) sostenida
verticalmente, tomándola entre sus dedos por el
extremo superior, de modo que el cero de la regla
este en el extremo inferior ( véase figura).

2. Pida a su compañero que coloque los dedos de
su mano cerca del cero de la regia, sin tocarla, pero
preparado para detenerla cuando vea que usted soltó
la regla, dejándola caer.




3. Sin aviso, suelte la regla. Su compañero debe
tratar de detenerla lo más rápido posible. Si observa
la position donde logro sujetarla, usted tendrá la
distancia que esta recorrió durante la caída, y que
corresponda al tiempo de reacción de su compañero.

Utilizando esa medida y sus conocimientos de caída
libre, determine el tiempo de reacción del compañero.
Compare el resultado con los tiempos de reacción de
otros compañeros.

Quinto experimento:

En su curso de Matemáticas usted aprendió algunas
formulas que permiten calcular el volumen de cuerpos con formas geométricas sencillas (esfera, cilindro,
cubo, etc.). Sin embargo, no es posible encontrar una
formula que permita determinar el volumen de
cuerpo de forma irregular, por ejemplo, una piedra.
Eso, no obstante, puede hacerse experimentalmente
con bastante facilidad, de la siguiente manera:

1. Tome un objeto cuyo volumen quiera determinar (una piedra u otro objeto solido y macizo cualquiera). Procure obtener un recipiente graduado (en
unidades de volumen) y ponga cierto volumen de
agua dentro de el. Anote el valor del volumen.

2. Introduzca el objeto en el recipiente. El objeto
debe quedar totalmente sumergido en el agua. Haga
la lectura del volumen correspondiente al nuevo nivel
del agua (volumen del agua + volumen del objeto)

3. Con base en sus medidas, determine el volumen
del objeto irregular (observe los algoritmos significativos).

Observaciones: a) Si quisiera obtener un resultado
más preciso, use un recipiente en el cual el nivel del
agua sufra un cambio apreciable cuando el objeto se
introduzca en el; haga las lecturas de esos niveles con
bastante cuidado.

b) Si no consigue un recipiente graduado, podrá
utilizar una jeringa para inyectar con el propósito de
medir el volumen del agua cuando el cuerpo se introduce en el recipiente (busque, usted mismo, la manera de medir ese volumen utilizando la jeringa).