moviment

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

El cotxe eòlic

Objectius

  1. Reconèixer l’aire com a metèria.
  2. Entendre que l’aire en moviment genera una força en interaccionar amb un objecte.
  3. Conèixer el vent com una font d’energia “neta”.

Nivell a qui s’adreça
Dirigit al cicle mitjà o superior d’Educació Primària.
Material

  • Canyetes de plàstic
  • Pinxos de fusta
  • Cinta aïllant
  • Gots de plàstic
  • Taps d’ampolles de plàstic
  • Cartró gruixut
  • Punxons
  • Adhesius i gomets

Com ho fem?

  1. Prèviament, nosaltres haurem preparat tot el material perquè els alumnes no hagin d’utilitzar els punxons, tisores, etc.
  2. Explicació sobre el concepte científic de l’aire: L’aire és matèria. Demostració: amb una xeringa taponada per la part inferior, intentar pitjar la part superior i preguntar el perquè no podem fer-ho, el perquè no baixa.
  3. Demostració de com s’ha d’el•laborar el cotxe eòlic.
  4. A cada alumne se li repartirà el següent material: cartró de 10x15cm, dues palles tallades de 12cm de llarg, 2 pinxos de 13cm cada un, 4 taps amb un forat a la part central, cinta aïllant, gomets, adhesius, 1 got de plàstic.
  5. Construcció del cotxe per part de l’alumnat. Primer enganxem amb cinta aïllant les palletes a la part inferior del cartró (de forma que quedin paral•leles com a un cotxe de veritat). Després passem els pinxos per dins les palletes i als extrems i col•loquem els taps, 4 en total, que representen les 4 rodes. Finalment amb la cinta aïllant enganxem el got de plàstic a la part superior del cartró. Ja el podem personalitzar decorant-lo amb gomets i adhesius.
  6. “Carrera” de cotxes eòlics. Per realitzar la cursa els nens hauran d’ajupir-se i bufar dintre del got per tal que el cotxe funcioni.

Què observem?
L’efecte que causa l’aire quan el nen bufa el cotxe; s’ha d’entendre que en el moment de bufar, l’alumne està desplaçant l’aire i que aquest, encara que no es vegi, ocupa un volum. Per tant, el cotxe es mou com a conseqüència de la força que causa l’aire quan es mou.
Depenent del trajecte que vulguin que el cotxe recorri, hauran de bufar des d’una direcció o una altre.
Els conceptes científics
El vent és causat per diferències en la pressió de l’aire. Quan es dóna una diferència de pressió, l’aire és accelerat des d’una pressió més gran a una altra de més petita.
Des de temps molt antics, el vent s’ha utilitzat com a mitjà de transport, per exemple, en els vaixells velers.
L’aire, tot i que no el veiem, ocupa un espai i té una massa. Per tant, quan bufem, fem que aquest aire es desplaci en l’espai i que empenyi els objectes menys pesants que té al davant.
Depenent de la velocitat amb què es desplaci el vent, els objectes que té al davant, rebran una força més intensa o menys.
La força que empeny un objecte es proporcional a la acceleració que porta l’objecte en concret. La constant de proporcionalitat és la massa de l’objecte, de manera que podem establir la següent relació, F=m.a. Tot i així, arriba un moment en què per més força que rebi l’objecte, l’acceleració deixa d’augmentar perquè queda compensada per la fricció de l’aire i del terra.
Per saber-ne més…

Centre educatiu / entitat
Universitat de Girona – FEP – 2n MEP Grup “A”
Responsable
Climent Frigola (Professor UDG Ciències Experimentals 1)
Alumnat
Albert Borrell, Sònia Capms, Lídia Panareda, Lídia Pérez, Anna Ribas i Judith Sancho

El moment d’inèrcia

rodabicicleta-framedObjectius

  1. Entendre la conservació del moment d’inèrcia de forma intuitiva
  2. Entendre el concepte de moment d’inèrcia

Nivell a qui s’adreça

A tots els cicles, tot i que és més indicat a nivells superiors.

Material

  • roda
  • tamboret rotatori

Precaucions

No hi ha ni materials perillosos ni materials complexos

Com ho fem?

Un estudiant pujarà al tamboret giratori. L’altre estudiant donarà rotació a la roda, que estarà subjectada per l’eix pel primer estudiant. La roda s’ha de situar plana, horitzontal. Aleshores es girarà la roda de manera que la seva posició final formi un angle de 180º amb la posició inicial.

Què observem?

Observem que l’estudiant que estava assegut al tamboret i inicialment en repòs comença a girar en sentit oposat al que gira la roda. Aquest procés és degut a la conservació de la quantitat de moviment de rotació. Podríem dir que la inèrcia total que té el sistema a rotar cap a un costat s’ha de compensar mitjançant la rotació de tot el sistema (estudiant més roda) en sentit oposat a la roda.

Els conceptes científics

S’observa la conservació de la conservació de la quantitat de moviment.

Per saber-ne més…

Centre educatiu / entitat

Departament de Física. Universitat de Girona

Responsable

Teresa Serra

Engranatges

Objectiusengranatges-framed

  1. Entendre el concepte de moment d’una força
  2. Entendre la transmissió del moviment
  3. Entendre què és un moviment de rotació i què és un moviment altern

Nivell a qui s’adreça

A tots els cursos

Material

  • Kit d’engranatges i construcció (Quercetti)

Precaucions

No hi ha materials perillosos ni complexos

Com ho fem?

Els muntatges els trobarem construits. Partirem dels que tenim per poder manipular i veure com funcionen. Podrem fer petits canvis en l’estructura del muntatge per veure alguns fonaments teòrics. Per exemple, podrem canviar els engranatges utilitzant-ne amb diferents diàmetres per veure si hi ha canvis.

Què observem?

Observem que amb la configuració que hi ha ens costa més o menys pujar un pes en funció del radi de l’engranatge que tinguem. Podem canviar els engranatges i veurem que la força que fem és més gran o més petita. També podem observar que aquest sistema permet passar d’un moviment de rotació a un moviment altern mitjançant l’ús d’una peça excèntrica.

Els conceptes científics

Tenim dues configuracions. La primera configuració ens pot ajudar a entendre com mitjançant un moviment de rotació amb una manivel.la podem pujar una galleda d’un pou. La segona configuració ens permet passar del moviment de rotació que generem nosaltres a un moviment altern, per exemple, per trencar nous. En aquest cas, s’utilitza una peça excèntrica.

Centre educatiu / entitat

Departament de Física. Universitat de Girona

Responsable

Teresa Serra

Go to Top