La pressió exercida pels fluids- OBSERVA I ANOTA

Un fluid és tot allò que no té forma pròpia, a diferència dels sòlids, i adopten la forma del recipient que els conté. Són cossos fluids els líquids i els gasos.

Per tant, en aquest apartat parlarem de la pressió en els líquids i en els gasos.

Per entendre com actuen les partícules en cada un dels estats de la matèria, mira’t la següent animació.

Ara fes una petita cerca a internet sobre les propietats més bàsiques dels líquids i dels gasos. Potser recordes alguna cosa del curs passat. Anota-ho tot a la teva llibreta. Ho comentem a classe.

La pressió en els líquids – EXPERIÈNCIA

A classe farem una experiència amb una xeringa.

Què succeeix si omplim d’aigua una xeringa i apretem l’èmbol?

I si posem el dit al forat de sortida i apretem l’èmbol?

Ho comprovarem a classe. Escolta les explicacions de la professora que estan relacionades amb les propietats del líquids.

 

Introducció a la pressió – PENSA

Pressió és un concepte que utilitzem també molt sovint: la pressió de les rodes del cotxe, la pressió atmosfèrica, la pressió sanguínia, l’olla de cuinar a pressió,…. Inclús parlem de pressió sense que tingui cap lligam amb la ciència… qui no sap que és la pressió dels exàmens? :-(

Però… i la física? Quina definició dóna al concepte de pressió? Quan provem de definir nosaltres  sembla que ens fem un embolic: És el mateix que força? Força i pressió són conceptes ben diferents.

Però pensem una mica, i, per fer-ho, mirarem aquest interactiu. Mira’t només el punt 1.

Ara raona: Si estem drets damunt d’un terreny tou com el fang o la neu, les sabates deixen una empremta a terra. Si ens aguantem en un sol peu, l’empremta serà més profunda. És perquè fem més força? O és que el nostre pes ha canviat?

Ja ho tens clar?  I com seria l’empremta si entre els peus i el terra hi haguéssin uns esquís?

Intentem veure que és el que ha variat del primer cas al segon. La única diferència entre els dos casos és la superfície que tenen els peus. Els esquís tenen una superfície molt més gran que les sabates. Com a conseqüència d’això, el pes queda molt més repartit en el segon cas que en el primer.

L’experiment de Torricelli – INVESTIGA

El físic italià Evangelista Torricelli va dur a terme l’any 1643 una experiència per determinar el valor de la pressió atmosfèrica.

Aquestes tres imatges il.lustren una mica l’experiment de Torricelli. Fes una cerca per internet i ho comentarem a classe.

Aplicacions pràctiques de la pressió en els líquids- PENSA

Com hem comprovat a les entrades anteriors, els líquids són fluids que no tenen forma pròpia, però que són incompressibles: el seu volum no canvia encara que se sotmetin a forces de compressió.

Aquesta és la raó per la qual si es fa una pressió en un punt qualsevol d’un líquid, l’acció es transmet immediatament a tota la resta del fluid, amb la mateixa intensitat.

Però per a què podem utilitzar aquesta propietat? Observa les imatges següents:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pensa en què són aquestes màquines i quin és el seu funcionament. Ho comentem entre tots a classe.

El següent vídeo també et pot ajudar:

La pressió – TEORIA

Com has pogut comprovar a l’entrada anterior, el fet que t’enfonsis o no a la neu no depèn tan sols del teu pes, sinó que també depèn de la superfície dels teus peus. Com més gran és el pes més t’enfonsaràs, però com més gran sigui la superfície sobre la que s’aplica el teu pes, menys t’enfonsaràs.

De tot això se’n pot deduir que l’efecte d’una força per contacte no tan sols depèn de la intensitat de la força, sinó també de la mida de la superfície damunt de la qual actua. Aquests dos conceptes es relacionen amb una magnitud física: la pressió.

Ara mira’t el punt 2  de l’interactiu d’abans .

Com has vist a l’interactiu, la pressió és la magnitud física que relaciona la força que s’exerceix i la superfície sobre la qual s’aplica. És un concepte físic que està present en tota la matèria: ja sigui sòlida, líquida o gasosa. I això té moltes aplicacions pràctiques.

Al contrari que la força, la pressió és una magnitud escalar, perquè sempre actua perpendicular a la superfície de contacte.

La previsió del temps – OBSERVA I ANOTA

Observa atentament aquests dos vídeos del programa MeteoK:

Edu3.cat


Respon a les següents preguntes:

1- Què són les isòbares? Què passa quan les isòbares estan molt juntes?

2- Què és un anticicló? A què va associat?

3- Què és una depressió? A què va associat?

4- Per què en una zona de baixes pressions es poden formar núvols fàcilment?

 

 

La pressió hidrostàtica – Investiga

Com has pogut comprovar molts cops, per exemple aixecant una garrafa d’aigua, els líquids pesen.

A causa del seu propi pes, exerceixen pressió contra la superfície dels cossos que hi ha submergits i contra les parets dels recipients que els contenen.

Ara investiga una miqueta:

1- On hi ha més pressió: a 10 m sota l’aigua o a 200 m?

2- Què fan els submarinistes per baixar a molta profunditat? I quan pugen?

3- Què és la descompressió? I una càmbra hiperbàrica?

4- Quan augmenta la pressió de l’aigua a cada metre que baixem?

5-Què era un batiscaf? En què consistia?

Anota-ho tot a la teva llibreta. Ho comentarem a classe.

CAL RECORDAR:

  • El valor de la pressió hidrostàtica que hi ha a una determinada profunditat d’un fluid en repòs no depèn de la quantitat total de fluid, sinó de la seva densitat i de la profunditat:

p = d ⋅ g ⋅ h

d = densitat del fluid
g = gravetat
h = profunditat dins el fluid
 
  • Un submarinista està sotmès a dues pressions: la pressió atmosfèrica, que veurem més endavant,  i la pressió hidrostàtica.

Les unitats de pressió – INVESTIGA

Blaise Pascal

La unitat del sistema internacional per a la força és el newton (N), per a la superfície és el metre quadrat (m2), així doncs, per a la pressió serà el (N/m2). A aquest valor, donat que s’utilitza habitualment se li ha donat un nom especial, Pascal (Pa), en honor a Blaise Pascal.

El pascal (Pa) és la unitat de mesura de la pressió en el Sistema Internacional. Però és una unitat petita, i habitualment s’utilitzen altres unitats de mesura de la pressió.

Ara et demanem que facis una petita cerca per internet i busquis quines són aquestes altres unitats i la seva equivalència en Pascals. Anota-ho a la teva llibreta i ho comentarem a classe.

Ja ho tens? Sabries dir quines s’utilitzen més en meteorologia?


La pressió en la vida quotidiana – POU

Mira’t el punt 3 de l’interactiu que hem vist en entrades anteriors. Ara també pots fer l’avalua’t.

Ara, a classe, mirarem el següent vídeo d’un programa de ciència anomenat “El món d’en Beakman”

.

Ara pensa i escriu les respostes en un word que has d’enviar al pou anomenat “La pressió en la vida quotidina”

1- Com deus haver vist moltes vegades, les vies del tren estan muntades sobre travesses gruixudes, que, generalment, són de fusta. Quina utilitat creus que poden tenir aquestes travesses, augmentar o disminuir la pressió del tren sobre el terra? Raona la resposta.

 

2- Per què creus que una xinxeta té una punta molt fina? Raona la resposta

 

 

3- Per què per fer caminades llargues a la neu la gent es posa raquetes de neu? Raona la resposta

 

 

4- Per què els faquirs no es fan mal quan s’estiren sobre un llit de claus? Raona la resposta

 

 

5- Per què els ganivets tenen la punta afilada? Raona la resposta.

La pressió hidrostàtica – EXPERIMENT

Com ja hem vist a l’entrada anterior, la pressió hidrostàtica depèn de la profunditat.

Observa atentament el següent experiment en qual s’han fet tres forats en una ampolla d’aigua a tres alçades diferents.

Observa la pressió a la qual surt l’aigua. On n’hi ha més : Al forat de dalt o al de baix? Per què?

Anota-ho a la teva llibreta.

Sabent això podries explicar el fet de perquè les preses d’un pantà són més amples de baix que de dalt?

La pressió en els sòlids- EXERCICIS

Els sòlids es caracteritzen per tenir les següents propietats:

  • una forma pròpia,fixa.
  • un volum fix, constant (incomprensibilitat)
  • una densitat, normalment, superior a la dels altres estats.
  • No flueixen (no són fluids)

Quan una força actua sobre un cos que es pot deformar, l’efecte que produeix depèn de la intensitat de la força i de la superfície sobre la qual actua.

Per calcular la pressió en els sòlids,  utilitzem la fòrmula que ja hem citat anteriorment:

Ara clica al següent enllaç. Llegeix la teoria i fes els exercicis que t’indicarà la professora.

La pressió en els gasos – EXPERIÈNCIA

Tornem a la xeringa que vam fer servir a l’experiència anterior, però ara no l’omplim d’aigua ni de res.

Què hi haurà a dins, doncs?

Efectivament! Aire! I l’aire és un gas.

Recorda que els gasos tenen la propietat de ser compressibles, és a dir, sempre volen ocupar el màxim espai possible, però podem fer-els-hi ocupar menys lloc.

Provem-ho amb la xeringa a la classe. Què succeeix quan apretem l’èmbol i hem tapat el forat de sortida?

Ara pensa:

1- Què hi ha dins una bombona d’un fogonet? I dins d’un encenedor?

2- Per què creus que està en estat líquid?

Ara escolta les explicacions de la professora.

Cèl.lules convectives – OBSERVA I ANOTA

Observa la següent animació:

a) Què succeeix?

b) On hi hauria l’anticicló i la depressió?

c) On és més probable que es formin núvols i per tant hi hagi mal temps?

d) Què signifiquen aquests símbols que també apareixen a l’animació?

 

 

Interpretem un mapa del temps – PRACTICA

Observa el següent mapa del temps i respon a les preguntes que hi ha més avall:

a) En quines zones hi ha un anticicló?

b) En quines zones hi ha una depressió?

c) Quin temps tindran a andalusia?

d) A quins llocs farà més vent?

e) On farà més bon temps?

 

Per saber-ne més – LLEGEIX I PENSA

La força gravitatòria té un abast infinit, malgrat que els seus efectes disminueixen ràpidament amb la distància. Així, la força gravitatòria és responsable de l’agrupament de la matèria i la seva organització en galàxies, estrelles i planetes. Gràcies a l’atracció gravitatòria, el nostre Sol manté els planetes del sistema solar girant al seu voltant. Però el Sol també gira, al costat de moltes estrelles més, al voltant del centre de la nostra galàxia, la Via Làctia.


És certa la frase “A l’espai exterior flotem perquè no hi ha gravetat”? Raona la resposta.

Els vasos comunicants – TEORIA

Mira’t el següent enllaç. Clica a l’animació.

Quan dos o més recipients oberts es comuniquen per la seva base i se n’omple un amb un líquid, s’observa com aquest passa d’un recipient als altres per tal que en tot moment el nivell del líquid sigui el mateix en tots els recipients.

 

 

 

L’explicació del fenomen dels vasos comunicants és que només s’assoleix l’equilibri si les pressions s’igualen i això s’aconsegueix quan coincideixen les alçades del líquid en cada recipient.

El funcionament dels vasos comunicants s’aprofita en moltes situacions de la vida quotidiana, com per exemple l’ubicació elevada dels dipòsits d’aigua de les poblacions.

Per acabar d’entendre la teoria dels vasos comunicants, mira’t el següent vídeo:

 

El principi d’Arquímedes- POU

Llegeix atentament aquesta narració.

Ara respon a les següents preguntes i envia-les al pou que se t’obrirà amb el nom “Principi d’Arquímedes”:

1- Què diu el principi d’Arquímedes?

2- Com el va descobrir?

3- Què va cridar Arquímedes quan va trobar la solució al seu problema? Què significa?

4- Quin altre nom pot tenir la força ascencional que reb tot cos submergit?

5- Quins invents s’han pogut realitzar a partir del descobriment del principi d’Arquímedes?