acció

L’aire mou!

Objectius

  1. Experimentar com actua l’aigua en espais amb pressions d’aire diferents.
  2. Veure que deixant escapar aire de dins un globus es produeix moviment.

Nivell a qui s’adreça
Cicle mitjà o superior.
Material

  • palles
  • globus
  • 1 rotlle de celo
  • fil o cordill prim
  • 1 plat
  • 1 got
  • 1 ampolleta de colorant
  • 1 ampolla de vidre buida (de vi)
  • 1 tap de suro (de l’ampolla de vi)
  • bosses de plàstic
  • – llumins o 1 encenedor
  • – espelmes

Precaucions
No hi ha processos complexos, l’única cosa que pot resultar mínimament perillosa és els encenedors i les espelmes, però pensem que no és excessivament perillós.
Com ho fem?
Activitat 1: Treure un tap de suro de dins d’una ampolla de vi, sense necessitat de trencar-la.

  • Primerament, agafarem l’ampolla amb el tap de suro dins. A continuació, posarem l’ampolla horitzontal, de manera que el tap quedi al cos d’aquesta. Introduirem la bossa de plàstic dins de l’ampolla; l’hem de posar de manera que un cop estigui a dintre la puguem inflar. Un cop hem posat la bossa de plàstic a dins, hem d’inflar-la fins que quedi el tap de suro envoltat per aquesta. Estirem amb força la bossa, i empenyerem el tap cap a l’exterior.

Activitat 2: Augmentar el nivell de l’aigua dins d’un got.

  • Primerament, agafarem un plat i l’omplirem d’aigua, hi posem unes gotetes de colorant, per tal de poder observar millor l’experiència. A continuació posarem una espelma dins del plat i l’encendrem. Desprès, agafem un got i tapem l’espelma. La flama s’apagarà i el nivell de l’aigua de dins el got pujarà per sobre el nivell de l’aigua del plat.

Activitat 3:

  • Agafar un fil d’uns 3 metres de llargada, un globus enganxat a una canya, prèviament tallada a uns 7, 8 cm. Agafem la canya i la passem per dintre del fil, inflem el globus i el deixem anar. Amb la força de l’aire, aquest es mourà.

Què observem?
Activitat 1:

  • Observarem com la pressió que fa la bossa de plàstic al tap i el buit que queda després, l’empeny cap a l’exterior de l’ampolla i el fa sortir.

Activitat 2:

  • Observarem que un cop s’apaga l’espelma (per falta d’oxigen) en contingut d’aigua que hi ha a dins augmenta.

Activitat 3:

  • Observarem com podem moure objectes mitjançant la pressió de l’aire utilitzant un globus.

Els conceptes científics
L’aire està compost principalment per nitrogen, oxigen i argó. La resta de components, són el vapor d’aigua, diòxid de carboni, metà, òxid nitrós i ozó entre d’altres. Les propietats físiques de l’aire que podrem veure amb aquestes activitats són:

  • Expansió: Augment de volum d’una massa d’aire per reducció de la pressió exercida per una força o a causa de la incorporació de calor.
  • Contracció: Reducció del volum de l’aire en ser pressionat per una força.
  • Volum: És l’espai que ocupa l’aire.

Activitat 1:
A l’inflar la bossa, dins l’ampolla, aquesta adquireix volum. L’aire que hi ha dins d’ella augmenta de volum, aquest es pot comprimir fins a un cert punt. Quan l’aire de la bossa ja no es pot expandir més, aquesta empeny el tap contra les parets de l’ampolla per tal d’ocupar més espai.
Activitat 2:
El foc consumeix l’oxigen de l’aire que hi ha dins el got. Aquest aire serà menys dens i no exercirà tanta pressió sobre l’aigua que hi ha sobre el plat. Aquesta disminució de la pressió farà pujar el nivell de l’aigua dins del got. A més a més, la flama s’apagarà, ja que no hi haurà el suficient oxigen per seguir cremant.
Activitat 3:
Aquí podem aplicar la segona llei de Newton, coneguda com a llei fonamental de la dinàmica: El resultat de les forces que s’apliquen a un objecte és directament proporcional a la massa per la seva acceleració. En aquest cas la massa seria el pes del globus, i la força és la que exerceix la pressió de l’aire en escapar-se per l’embocadura del globus. Aquest aire estava comprimit dins el globus. Quan aquest aire s’allibera surt a pressió i això fa que la palleta surti disparada en sentit contrari.
Per saber-ne més…
Aigua que puja (pressió atmosfèrica):

Lleis de newton:

Centre educatiu / entitat
Universitat de Girona. Facultat d’Educació i Psicologia
Responsable
Raquel Heras
Alumnat
Sara Diez, Irene Agustí, Dàlia Barceló, Guillem Cornellà i Pere Fernàndez

Un coet propulsat amb aire a pressió

Objectius

  1. Compendre el principi d’acció-reacció de la tercera llei de Newton mitjançant un taller pràctic.
  2. Experimentar l’efecte d’un corrent d’aire sobre algun cos.
  3. Tenir cura del material utilitzat i mostrar respecte.

Nivell a qui s’adreça
Cicle mitjà
Material

  • Ampolles de plàstic de 1’5 L (Una cada 5 participants)
  • Dues ampolles de plàstic de 8 L
  • Un embut
  • Manxa amb agulla al final
  • Aigua
  • Taps de suro o de plàstic (6 unitats)
  • Aparell per subjectar les ampolles
  • Cartolina vermella
  • Gomets
  • Retoladors permanents
  • 2 assecadors de 1.500w aprox
  • 10 pilotes de ping-pong blanques i 10 d’un altre color
  • 20 agulles de cap
  • 2 alimentadors de corrent
  • 2 allargadors de corrent de 6 m aprox.
  • 2 cintes adhesives de 2 cm d’amplada de colors
  • Aparell per subjectar les ampolles

Precaucions

  • Evitar l’ús de l’aparell amb  les mans humides després de la realització de l’altre activitat.
  • Anar en compte amb els llocs on hi ha corrent elèctric.

Com ho fem?
EXPERIÈNCIA 1:
Els coets d’aigua estan fets amb ampolles de plàstic d’1.5 L.

  1. Decorar l’ampolla de plàstic amb cartolina (per a elaborar la punta del coet en forma cònica) i afergir-hi gomets personalitzats amb retoladors.
  2. Afegir aigua 1/4 part del volum total (si afegim molta aigua seria massa pesat, i si n’afegim poca no impulsaria el coet).
  3. Posar l’ampolla del revés i tapar l’entrada amb un tap de suro (prèviament hem fet un orifici central i longitudinal que travessa tot el tap de suro).
  4. Introduir una agulla per inflar pilotes pel tap i començar a inflar amb una manxa.

EXPERIÈNCIA 2

  1. Es traçaran dos recorreguts paral•lels, en forma de ziga-zaga (d’uns 4m) amb línes adhesives.
  2. Es dividiran els participants en dos grups.
  3. Es repartirà una pilota, una agulla i un assecador de cabell per equip.
  4. Clavarem l’agulla a la pilota de ping-pong.
  5. Els participants es col•locaran en fila índia a cada extrem del recorregut.
  6. El primer situarà la pilota sobre el reixat de l’assecador (de forma vertical) i l’engegarà.
  7. L’haurà de mantenir a l’aire, realitzant alhora el circuit i evitant que la pilota caigui a terra.
  8. Un cop arribat a l’extrem del recorregut, un company el rellevarà mantenint la pilota enlairada.

Què observem?

  • Quan la pressió interior és suficientment elevada el coet surt disparat cap amunt
  • És interessant observar la propulsió del coet com a conseqüència de la pressió de l’aire exercitat a l’interior de l’ampolla i l’expulsió de l’aigua.
  • També es podrà veure la incidència de l’aire en la pilota, el pes idoni d’un cos per tal que aquest es mantingui flotant i estable en un espai.

Els conceptes científics
LLEI D’ACCIÓ-REACCIÓ

Sempre que un cos exerceix una força sobre un altre, aquest segon cos exerceix una força igual i de sentit contrari sobre el primer. Aquestes dues forces es troben sobre la línia que uneix el centre de massa dels dos cossos. No hem d’oblidar que aquestes dues forces, tot i que tenen el mòdul i la direcció iguals i el sentit oposat, no es contraresten, ja que estan aplicades sobres cossos diferents.

LA PRESIÓ DE L’AIRE ALS COSSOS

La pressió (símbol P) és la magnitud física que mesura la força per unitat de superfície aplicada en direcció perpendicular a aquesta. La seva unitat en el Sistema Internacional és el Pascal, que equival a una força d’un newton que actua uniformement sobre 1 metre quadrat.
La força que fa l’aire generat per l’assecador sobre la pilota és més gran que l’atracció gravitatòria de la terra.

Per saber-ne més…

Centre educatiu / entitat
Universitat de Girona
Responsable
Climent Frigola
Alumnat
Carla Aguilera, Laura Barroso, Iraila Catalan, Alba Espejo, Carla Marcé i Tània Sabrià

Go to Top