A continuación se describen, los
prototipos que diseñados para facilitar la comprensión de los conceptos
y definiciones para los cuales fueron seleccionados, notando el por qué fueron
escogidos para esos conceptos y definiciones en específico y que otros
dispositivos, se sugieren, pueden utilizarse para ejemplificar como intervienen
esas propiedades y leyes. Los prototipos propuestos, clasificados por concepto
a ejemplificar, son los siguientes:
Ø
Por
las Propiedades de los Fluidos:
1.1 Densidad:
#1)”Torre de colores”, el cual refleja a simple vista, como fluidos de
diferentes densidades se ordenan separadamente y por franjas. Experimento
sencillo de reproducir y portable.
Otros
experimentos que reflejan terceras propiedades a primera vista, pero en los
cuales se puede evaluar como interviene la densidad, son: #9)”Flotación de los Peces”, #10)”Esfera Eyectada”,
#11)”Flotabilidad”, #22)”Coeficiente de Viscosidad” y #23)”Maicena”.
1.2 Presión:
#2)”Hemisferios de Magdeburgo”: Experiencia dinámica en la cual las
presiones involucradas permiten envolver al aprendiz con la propiedad.
Otros prototipos en los cuales esta presente, de
distintas formas, la presión son: #3)”Agua Antigravedad”, #4)”Presión y la Vela”,
#6)”Prensa Hidráulica”, #13)”Pompas de jabón”, #17)”Frasco de Mariotti” y #23)”Maicena”.
1.3 Presión Atmosférica:
#3)”Agua Antigravedad”, en el cual la fuerza que ejerce la
presión atmosférica en todas las direcciones evita que se derrame el vaso de
agua, cosa que es sorprendente para los que no consideraban la presencia de
esta fuerza, ya que el vaso esta volteado, boca a bajo, y pareciera que un
papel “tapara” el recipiente.
#4)”Presión y la Vela”: Experiencia en la que la presión atmosférica llena un frasco de agua.
#5)”Papel Aislado”: prototipo en el cual, el principal involucrado es
la presión atmosférica, evitando que un trozo de papel, al ser sumergido en
agua, se humedezca. La presión atmosférica esta presente en todo el ambiente
todo el tiempo y en todo experimento donde el ambiente no sea controlado ella
está presente.
Otros experimentos en los cuales se podría evaluar de
forma indirecta la influencia de la presión atmosférica son: #2)”Hemisferios de Magdeburgo” y #10)”Esfera Eyectada”.
1.4 Principio de Pascal:
#6)”Prensa Hidráulica”: dispositivo de gran utilidad y cotidianidad
que aprovecha este principio natural para facilitar las labores de la vida
moderna.
Otro prototipo que aprovecha este principio es: #8)”Ludión o Diablillo de Descartes”.
1.5 Principio de Arquímedes:
#7)”Baja el Nivel”: dispositivo peculiar el cual explicita lo que
este principio describe.
Otros prototipos en los cuales este principio juega un
papel esencial son: #8)”Ludión o Diablillo de Descartes”, #9)”Flotación de los Peces”.
1.6 Flotabilidad:
#8)”Ludión o Diablillo de Descartes”: con este prototipo se
ejemplifica el principio primitivo con el cual los submarinos sumergen y
ascienden, además de otros animales que funcionan de una manera similar.
#9)”Flotación de los Peces”: este es un dispositivo que aprovecha de
forma inversa el mismo sistema del Ludión, asciende y sumerge.
La flotabilidad esta presente en todos objetos que
intentan sumergirse en los fluidos y otros ejemplos donde se puede ejemplificar
esta propiedad son: #7)”Baja el Nivel, #10)”Esfera Eyectada” y #11)”Flotabilidad”.
1.7 Empuje Hidrostático:
#10)”Esfera Eyectada”, en este prototipo se aprecia como el empuje
hidrostático “eyecta” una esfera desde el fondo de un envase hasta la superficie,
debido a su dinamismo llama la atención del aprendiz.
Otros prototipos en los que se puede estudiar esta
propiedad #7)”Baja el Nivel”, #9)”Flotación de los Peces” y #11)”Flotabilidad”.
1.8 Peso Específico:
#11)”Flotabilidad”: aunque su nombre haga referencia a otra propiedad
que también esta presente en esta experiencia, este dispositivo resulta idóneo
para la descripción del cómo interviene el peso específico en la naturaleza.
Además, este sistema con el que funciona el prototipo, es utilizado en la
industria para control de calidad en la producción comercial de huevos
Otros prototipos en los que se puede estudiar el peso
específico son: #1)”Torre de Colores” y #12)”Derrame de Alfileres”.
1.9 Tensión Superficial:
#12)”Derrame de Alfileres”, en el cual se hace visible la influencia
de la tensión superficial, al evitar que el agua se derrame, aunque ésta supere
el nivel del envase en el que se encuentre.
#13)”Pompas de Jabón”: la tensión superficial de la mezcla adquiere diferentes formas para
evitar ceder ante el aire, es un experimento que se usa comercialmente para
entretener.
#14)”Chorros Inmiscibles”: esta propiedad evita que dos chorros de agua, en principio miscibles, se
mezclen.
Otro experimento interesante que puede ser utilizado para
estudiar esta propiedad es el #5)”Papel Aislado”.
1.10 Viscosidad:
#22)”Coeficiente de Viscosidad”: este prototipo es útil para
aproximar cuantitativamente un valor que identifica que tan viscoso es un
fluido.
#23)”Maicena”: esta mezcla magnifica la viscosidad de un fluido, al
punto que, en condiciones de “alta” presión, se comporta como un sólido.
Otros experimentos que pueden ser utilizados para
estudiar esta propiedad son: #16)”Jets de una Botella”, #17)”Frasco de Mariotti” y #18)”Efecto Tetera”.
1.11 Turbulencia:
#24)”Vórtices de Agua”: Con este prototipo se visualizan los vórtices que, débilmente, se forman en
diversos fenómenos naturales de escala “media” pero, relativamente cotidianos a
escala “macro” como las tormentas o tornados.
Ø Por las Leyes de los Fluidos:
1.12 Ecuación de Continuidad:
#15)”Adelgazamiento de un Chorro de Agua”: Este prototipo muestra
explícitamente una de las principales consecuencias de la Ecuación de continuidad
de los Fluidos.
Otro experimento interesante que puede ser utilizado para
estudiar esta Ley de los Fluidos es el #21)”Atomizador”.
1.13 Ecuación de Euler:
#16)”Jets de una Botellas”: la velocidad de salida de un jet de agua de una botella depende de la
altura del agua con respecto al agujero y esta ecuación describe porque los
fluidos se comportan de esta manera.
#17)”Frasco de Mariotti”: este dispositivo es una variación del
prototipo #16, y muestra como al alterar una variable del la ecuación de Euler, el
comportamiento del fluido también cambia.
#18)”Efecto Tetera”: fenómeno cotidiano que, aunque esta presente
cotidianamente, tiene a despreciarse su importancia, y con este dispositivo
puede explicarse por que sucede este fenómeno.
Otros prototipos con los que se puede estudiar La Ecuación de Euler son: #19)”Atracción Soplando” y #20)”Pelota Antigravedad”.
1.14 Ley de Bernoulli:
#19)”Atracción Soplando”: este prototipo, y otros presentados dentro
de su manual de apoyo, muestran una de las consecuencias mas evidentes de esta
Ley. Principio que es comúnmente utilizado en la modernidad por industria
automotriz y la aeronáutica.
#20)”Pelota Antigravedad”: en ésta experiencia se aprovecha esta ley
de la naturaleza, para desafiar la gravedad utilizando agua solamente.
#21)”Atomizador”: con este sencillo dispositivo se explicita el
funcionamiento de los atomizadores, que a nivel comercial son aprovechados.
Otros prototipos con los que se puede estudiar La Ley de Bernoulli son: #14)”Chorros Inmiscibles”, #15)”Adelgazamiento de un Chorro de Agua” y #16)”Jets de una botella”.
