Historia de Arquímedes.

¿Sabes quien era Arquímedes?

La historia comienza una tarde cuando Andrea, un niño siciliano, y su abuela paseaban por la calle cuando en un intento de mantener la atención de su nieto por parte de su abuela comenzó a contarle la historia de Arquímedes empezando por hacerle saber que fue uno de los matemáticos más importantes de su época, además de descubrir numerosos inventos y máquinas.

Esto le resultó muy interesante a Andrea, por lo que pidió a su abuela que siguiera contándole cosas de este personaje, a lo que ella asintió.

También deberías saber que construyó un planetario para observar los planetas y resolvió el problema del engaño del rey, aunque esa historia la veremos más tarde. Sin olvidar con que diseñó un sistema para mover un barco con una sola mano.

Toda esta historia entusiasmó a Andrea, quién quiso proseguir con la historia. Sin embargo, en el momento llegó su abuelo y tuvieron que irse a casa. En casa, el abuelo seguiría contándole.

La siguiente que supo Andrea sobre Arquímedes fue que inventó un tornillo que girando sobre sí mismo con una serie de aspas consiguió que el agua fuera subiendo poco a poco por la pirámide. Esto fue un gran ahorro de trabajo para los Egipcios. Andrea estaba atónito a la par que entusiasmado, quería saber más y más de Arquímedes.

El siguiente descubrimiento sería que fue él quien descubrió la circunferencia de la tierra utilizando un palo y el sol y muy a su pesar, también descubrió que muchas de sus obras se habían perdido, aunque la historia no había acabado, seguían detalles por conocer. Siguió preguntando a su abuelo, quien le explicó que también descubrió la ley de la palanca, la cual tiene mucha utilidad actualmente. En aquella época tampoco pasó desapercibida, pues ayudó al Rey Hierón II a echar un barco gigantesco al agua usando unas poleas y tirando suavemente con una mano diciendo: «dame un punto de apoyo y moveré el mundo´´.

Andrea quedó atónito, queriendo saber más y más, pero su abuelo estaba cansado y lo dejó un rato jugando a la consola, era lo único con lo que se distraía. Llegó la hora de la cena y el ritual previo era entrar en la ducha, aunque Andrea era bastante reacio a dicho ritual, por ello, el abuelo le dijo que le contaría la historia del Rey y Arquímedes aprovechando que estarían en la bañera. Una vez dentro, la historia comenzó.

En la época de Arquímedes, el Rey, el cual era amigo suyo, le encargó que resolviese un misterio con su corona de oro, pues el Rey creía que había sido engañado. Arquímedes no sabía cómo hacerlo por lo que decidió tomarse un baño y relejarse. Esto fue lo que le hizo caer en la forma de resolver el problema. Pues al entrar a la bañera, desalojó bastante agua, descubriendo que el volumen de un sólido era equivalente a la cantidad de agua desalojada. Tras caer en esta conclusión corrió a coger la corona por un lado, y un lingote de oro macizo con la misma masa. Llenó dos vasijas hasta el límite e introdujo la corno en uno y el lingote en otro. Si el Rey no había sido engañado debería haber la misma cantidad de agua desalojada en ambas vasijas, pero no fue así, descubriendo que el artesano mezclo oro con plata para quedarse con el oro restante. Terminada la historia Andrea estaba boquiabierta, sin darse cuenta de que el agua estaba ya fría.

Trabajamos la flotabilidad.

FLOTABILIDAD

En esta actividad vamos a trabajar la flotabilidad de los objetos. Antes de comenzar quiero que todos pongáis vuestra mente a trabajar sobre algunos aspectos como, ¿Por qué flotan esos enormes cruceros? ¿Por qué cuando entramos en el agua parece que nuestro cuerpo es más ligero? Bien, pues todo esto se debe a los diferentes factores que influyen en la flotabilidad, concepto que trabajaremos con las siguientes actividades con el fin de que se entienda lo mejor posible.

La flotabilidad es la capacidad de un objeto de flotar en un líquido. Esto es causado por una fuerza hacia arriba conocida como fuerza de empuje, ejercida contra el objeto en el líquido. Cuando el objeto flota, se dice la fuerza de empuje es positiva, cuando desciende sin detenerse, se dice que es negativa y cuando se mantiene sería neutra.

Ahora te toca a tu pensar:

–          ¿Sabrías alguna forma de calcular la fuerza de empuje?

–          ¿De qué crees que depende esta fuerza?

–          ¿Sabes explicar porqué flotan los barcos?

¡HORA DE INVESTIGAR!

Experiencia número 1: las formas.

Para comprobar de qué manera influye la forma en la flotabilidad de los objetos, vamos a realizar unas comprobaciones utilizando diferentes formas. Para ello, cogeremos plastilina y construiremos diferentes formas con el fin de ver su efecto en el agua:

forma	flota
Cilíndrica
Plana
Convexa
Esférica

–          ¿qué forma ha resultado ser la más adecuada para la flotación?

–          ¿esa forma te recuerda a la forma que tienen los barcos?

Experiencia 2. La masa.

Para la segunda experiencia, observaremos como influye la masa de un objeto en la flotabilidad del mismo. Para esta experiencia cogeremos una botella de plástico, la cual sabemos que flota e iremos metiéndole peso para ver qué sucede.

Masa	Flota
20g
50g
80g
100g

–          ¿Qué ha pasado?

–          ¿Qué peso has necesitado?¿Sabrías explicar qué ha pasado?

–          ¿Consideras que la masa es un factor muy importante en la flotabilidad o que hay otros más importantes?

Experiencia 3.  El volumen.

Esta es la última parte de la actividad en la que comprobaremos qué papel juega el volumen en la flotabilidad. Para ello, hemos seleccionado dos botellas, una más grande que la otra. Puesto que en un principio tiene diferente masa, le añadiremos agua a la de la masa inferior para igualarlas. Hecho esto las echaremos al agua e iremos añadiendo el mismo peso a cada una de ellas hasta que se hunda uno o ambas.

Masa	Botella grande	Botella pequeña	Se hunde
50g
100g
150g
300g

–          ¿qué ha pasado? ¿por qué crees que ha sucedido esto?

–          ¿Sabes que significa el término volumen?

–          ¿qué relación encuentras entre la mas y el volumen respecto a la capacidad de flotar?

¡APLICA LO APRENDIDO!

–          La flotabilidad depende principalmente de….

–          La mejor forma para la flotabilidad es…

–          Si un objeto no flota, por ejemplo, una bola de plástico cilíndrica, ¿sabrías construir un objeto que hiciese que flotara sobre él?

–          Aunque nosotros hemos usado todo el rato la misma agua, ¿crees que sería diferente si usáramos otro líquido distinto?

–          ¿qué relación existe entre el peso de un objeto y la fuerza de empuje? ¿y con la forma?

Trabajamos las fuerzas.

Como observamos en las imágenes, parece que se prepara una batalla y los guerreros suelen tomar una pócima que les hace más fuertes. Bien, pues vamos a utilizar esto para comprobar vuestros conocimientos sobre mezclas y fuerzas.

Contesta a las siguientes preguntas:

– ¿Qué significa la expresión «poción de la fuerza extrema´´?

– La poción es una mezcla de varios componentes. ¿Dirías que es homogénea o heterogénea?

– ¿Crees que la fuerza viene determinada por lo que uno tome? ¿Qué alimentos crees que son buenos para esto?

– ¿Crees que la fuerza existe como tal, o que necesita de otro elemento para hacerse notar?

– ¿Sabes lo que es la fuerza de la gravedad? Explicarlo con un ejemplo.

La ciencia como argumento de venta.

Como debéis saber, en numerosas ocasiones la televisión utiliza términos científicos en sus publicidades con el fin de crear mejor impresión en el espectador y asegurarse así un número de ventas mayor, sin embargo, la mayoría de veces no están comprobados científicamente o incluso son términos inventados. A continuación vamos a visualizar un anuncio intentado fijarnos en los detalles, pues habrá que contestar a estas preguntas:

– ¿Qué es lo que dice Messi? ¿Y Punset?

– ¿Crees que todo lo que dicen es cierto?

¿Detectas algo en las imágenes que te llame la atención?

– ¿Crees que no hay que tomar ninguna grasa como dice Messi?

– ¿Sabes lo que significa «nada artificial´´ en este contexto?

– ¿Sabes que son los aditivos? ¿Y los conservantes?

– ¿Crees que deberías comprar ese pan bimbo solo porque sale en el anuncio?¿Deberías comprobarlo?¿Se te ocurre alguna forma de hacerlo?

•http://www.youtube.com/watch?v=7vLJj-d856U&NR=1&feature=endscreen

Conociendo los circuitos eléctricos.

Antes de comenzar el montaje debemos tener claro cuáles son los elementos de un circuito eléctrico y el proceso que ocurre dentro de él. Bien, como estaréis acostumbrados, cuando encendemos un interruptor, automáticamente se nos enciende la luz pero ¿Qué pasa dentro del circuito exactamente? ¡Vamos a verlo!

Claro está que dentro de casa nuestros circuitos son algo más complejos, pero una vez hayamos entendido éste, comprenderemos el resto.

Un circuito eléctrico está constituido por:

– Una fuente de energía. Esta contiene dos extremos por donde “sale y entra” la energía eléctrica llamados bornes.

– Un Objeto encargado de transformar la energía. En este caso será la bombilla, en donde la energía eléctrica es transformada en energía lumínica y calorífica al calentar unos filamentos metálicos.

– Conductores de la energía eléctrica. Los cables son los que se encargan de transportar la energía eléctrica desde la pila hasta la bombilla.

Bien, si has comprendido todos los elementos del circuito, ya estas preparado para construir el tuyo propio, aunque antes vamos a realizar otra actividad que te ayudará a entenderlo todo mejor.

EL DETECTOR DE CONDUCTORES.

Como bien sabes, para que la energía fluya por el circuito y se enciendan las bombillas deben estar conectados todos los aparatos por un material que se conoce como conductor, pues su propiedad es que favorece la conductividad de la electricidad. Por supuesto, no vale cualquier material, por lo que con esta actividad vamos a determinar cuál es el más indicado. Para ello necesitaremos:

Debemos ir haciendo comprobaciones hasta dar con el más indicado. Cabe destacar que los materiales para esta actividad los proporcionará el docente.

CIRCUITO ELÉCTRICO DENTRO DE UN COCHE.

Se trata de construir un coche con materiales simples al que le añadiremos las luces delanteras utilizando los conocimientos adquiridos sobre circuitos eléctricos. El primer paso será construir el vehículo.

Materiales:

–          Caja de cartón, preferentemente una de galletas tostarrica.

–          Cartulina para hacer los cristales.

–          Varillas que hagan de ejes conectando las dos ruedas. Puedes usar un palo o cualquier objeto que pudiera servir.

El siguiente paso será introducir el circuito dentro del coche. Para ello, necesitaremos.

–          Dos bombillas.

–          Un interruptor.

–          Una pila.

–          Un metro de cable aproximadamente.

–          Dos porta bombillas.

La primera parte será montar el coche, para lo cual, pegaremos unos cartones para hacer la forma del capó del coche, donde introduciremos las luces, y le aremos un agujero arriba para poder trabajar cuando queramos meter el circuito:

¡No olvides hacerle las ruedas!

Cuando tengamos esto preparado, es hora de montar el circuito. Debes comprobar que funciona antes de introducirlo al coche, pues después será mas difícil trabajar:

El siguiente paso será introducir el circuito dentro de nuestro coche:

Por último, responde a estas preguntas:

– ¿Te ha resultado fácil comprender cómo funciona el circuito? ¿Y el montaje?

– ¿Sabrías decir que significa que un circuito esté abierto o cerrado?

– ¿Todos los elementos del circuito son igual de importantes?

– ¿Qué pasaría si aflojáramos una bombilla?¿La otra seguiría funcionando?

– ¿Las dos bombillas iluminan lo mismo? ¿Por qué?

– Utilizando y comprobando con tu detector, haz una lista de 5 materiales conductores y de 5 que no lo sean.

Propagación de la luz.

En esta actividad vamos a comprobar la direccionalidad de la luz por un lado, y por otro el funcionamiento de una cámara oscura. Empezaremos por la primera para la que necesitaremos:

– Una linterna.

– Una cartulina negra.

– Un punzón.

¿Qué vamos hacer?

Colocaremos la cartulina sobre la linterna y recortaremos un circulo del mismo diámetro que la boca de la linterna, pues lo usaremos para tapar esta. Una vez recortado y antes de pegarlo debemos hacerle un agujero en el centro con el punzón. Hecho esto, pega la cartulina, apaga la luz y enciende la linterna. Ahora, debemos colocarnos de esta manera:

Tras la comprobación, responde a las siguientes preguntas:

– ¿En qué posición podías ver la luz? ¿Puedes explicar porqué ha pasado esto?

– Si colocásemos delante de la cartulina otras cartulinas y alineásemos los agujeros, pasaría lo mismo?

Comprobado esto, pasamos al siguiente paso, construir una cámara oscura. Para ello necesitaremos:

– Cartulina negra.

– Una lata abierta por un lado.

– Papel vegetal.

– Punzón.

Una vez tenemos todos los materiales procedemos a la fabricación. Por un lado, debemos hacerle un agujero a la lata vacía, por la cara opuesta a la abierta. En la cara abierta colocaremos el papel vegetal, el cual debe actuar como pantalla. A continuación, por ese mismo lado, enrollaremos la cartulina para que quede de la siguiente manera:

El resultado final sería este:

Preguntas:

– ¿Qué observas cuando miras por el hueco?¿Se refleja algo en el papel?

– ¿Por qué crees que tiene la forma invertida?

– ¿Sabías que la cámara oscura es el antecesor de la cámara fotográfica? ¿Qué relación observas?

–

¡Creamos tinta invisible!

Actividad número 1. Creamos «tinta invisible´´

Como vemos en las imágenes, vamos a realizar una actividad motivadora para los alumnos de primer ciclo utilizando un limón y cerillas. El primer paso sería coger un limón y exprimirlo en un cuenco. Utilizaremos el jugo como si de tinta para una puma se tratase, por lo que mojaremos un lápiz en él y escribiremos sobre un folio lo que queramos. Una vez seco, aparentemente no podremos ver que hay escrito, pues el limón no deja color ni rastro. Es aquí cuando viene el segundo paso, que consiste en calentar la parte de atrás del folio con cuidado, no queremos salir ardiendo.  A continuación, comenzarán a rellenar las preguntas:

–          ¿Describe que ha pasado cuando has calentado el folio? ¿Por qué crees que ha sucedido esto?

–          ¿Qué utilidad le darías tu a esta «tinta invisible´´?

–          ¿Podrías hacer un código para que tus mensajes fueran aún más secretos?¿Cómo lo harías?

–          ¿Crees que si cogiésemos otra fruta, como por ejemplo la manzana y repitiésemos el proceso pasaría lo mismo? ¿Por qué?

Una vez contesten a estas preguntas, les entregaremos una manzana donde podrán mojar su lápiz y repetir el proceso. Tras este, le entregaré otras preguntas:

–          ¿Qué ha sucedido  esta vez? ¿Por qué crees que ha sucedido esto?

–          ¿Sabes si tiene algo que ver lo sucedido en uno y en otro con las propiedades ácidas de un limón?

Prueba experiencial

La siguiente experiencia se desarrolla siguiendo una metodología a la que se conoce con el nombre de «prueba experiencial´´ , la cual consiste en presentarles a los alumnos una serie de procesos o contenidos de forma visual, pero sin decirles nada sobre lo que se está haciendo ni sobre lo que quieres enseñarles, con el fin de que ellos solos se fijen en lo qué está pasando para después contestar a una serie de preguntas. En clase hemos realizado dos, las cuales explicaré a continuación, aportando también las preguntas formuladas sobre estas:

Experiencia 1: «Combustión´´

Las preguntas serían las siguientes:

–  ¿Qué ha sucedido cuando hemos tapado la vela por primera vez, es decir, cuando aún tenía el agujerito? ¿Por qué crees que ha sucedido esto?

–  ¿Qué ha sucedido cuando hemos tapado la vela entera con el papelito? ¿Por qué crees que ha sucedido esto?

– Si hubiéramos usado otro objeto para tapar el orificio que no fuera un papel, ¿ habría sucedido lo mismo? ¿Por qué?

– ¿ Qué crees que pasaría si justo antes de que se apague la llama levantásemos el vaso?

–  ¿Por qué se apaga una chimenea cuando le echamos demasiados troncos encima? Justificarlo basándote en la experiencia que has visto

Experiencia 2: « Reacciones Químicas´´

Las preguntas serían las siguientes:

–          ¿Por qué cada papelito se ha puesto de un color?

–          ¿Qué ha pasado al mezclar las dos sustancias? ¿Por qué crees que ha pasado esto?

–          ¿Crees que sería distinto si echásemos el vinagre al globo y el bicarbonato a la botella?

–          ¿Qué sustancia hemos obtenido al mezclar el bicarbonato y el vinagre? ¿Por qué crees que esas sustancia ha apagado la vela?

–          ¿Crees que tiene relación la sustancia de la botella con la experiencia anterior? ¿Por qué?

–          ¿Sabes lo que es el CO2? ¿Conoces otra forma de obtener dicha sustancia?

–          ¿Por qué crees que se dice que no es aconsejable dormir en una habitación donde haya plantas?

PRESENTACIÓN

Buenos días, este Blog ha sido creado por Pedro Alfonso Guardiola Belmonte para la asignatura de Taller de Ciencias, con el fin de recoger una serie de entradas con las que iremos conociendo diversas experiencias divertidas y motivadoras relacionadas con la ciencia. Espero que os gusten y que os puedan resultar útiles.