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Manual de experimentos en el aula de Física II

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Introducción

El propósito del Manual de prácticas experimentales de Física II, es proponer experimentos sencillos de bajo costo, con materiales fáciles de adquirir y diseñados para

desarrollarlos en cualquier tipo de aula.

Es importante mencionar que el aprendizaje por medio de la experimentación no forzosamente requiere de instalaciones especiales o de experimentos complicados. En el

área de las Ciencias Experimentales, el trabajo práctico es una parte inseparable de la enseñanza teórica, pues no se puede concebir el quehacer científico sin la

experimentación.

Para lograr que nuestros alumnos se interesen realmente en el estudio de la ciencia, debemos proporcionarles un medio de fácil acceso a la comprensión de los fenómenos

cotidianos.

Este manual pretende facilitar el acercamiento a la experimentación sobre los conceptos

de la hidráulica, el estudio de los efectos del calor y la temperatura sobre los cuerpos, y la comprensión de los principios, teorías y leyes en fenómenos relacionados con la electricidad, el magnetismo y el electromagnetismo. Tomando como eje las acciones de

observación, reflexión y análisis de resultados.

Los experimentos tienen el propósito de estimular en los alumnos la capacidad creativa

y el interés por la investigación, así mismo, proporcionar al asesor las herramientas alternativas que le permitan hacer su práctica experimental más atractiva.

Las prácticas experimentales están diseñadas en base a los contenidos temáticos de la unidad de aprendizaje de Física II, con la intención de que el alumno logre un aprendizaje significativo, tienen su fundamento en la práctica pedagógica del

constructivismo, de manera que el asesor actuará como guía y el alumno participará activamente resolviendo problemas científicos y de la vida cotidiana, y aprendiendo por

descubrimiento. Además de fomentar el trabajo en equipo y el aprendizaje cooperativo.

Los experimentos son adaptables y flexibles, ya que los materiales y los objetos se pueden sustituir y no es necesario realizarlos en un laboratorio de Física.

El desarrollo de los experimentos y actividades del presente manual deberán realizarse con precaución y responsabilidad, y de acuerdo a las instrucciones que se proporcionan.

La estructura de los experimentos se describe de la siguiente manera:

Materiales: Enlista los materiales necesarios para desarrollar el experimento. Procedimiento: Describe las instrucciones para realizar el experimento.

Explicación de los experimentos: Describe de manera clara al asesor los resultados y la explicación de los fenómenos.

Algunos experimentos requieren de materiales e instrumentos más especializados para su desarrollo, por lo que hoy en día no están disponibles en los Bachilleratos SABES. Sin

embargo se diseñaron para desarrollarlos cuando se cuente con los requerimientos necesarios.


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Medidas de seguridad

Los materiales que se emplearán serán de bajo riesgo, lo cual no excluye la posibilidad de accidentes por lo que te recomendamos tener en cuenta las reglas de seguridad

mínimas que se indican en este manual. Instrucciones generales para el alumno

1.- Lee cada experimento en su totalidad antes de empezar. 2.- Provee de todos los materiales necesarios.

3.- Al realizar el experimento, no te precipites, sigue cuidadosamente cada paso; no omitas ningún paso, ni te adelantes pasos.

4.- Si los resultados no son los descritos en el experimento, vuelve a leer las

instrucciones e inicia de nuevo desde el primer paso.

Normas de seguridad para el alumno

1.- Sigue las instrucciones dadas por tu asesor. 2.- Cualquier accidente debes de notificarlo de inmediato a tu asesor.

3.- Se recomienda el uso de bata blanca para laboratorio para proteger daños a la piel o uniforme escolar.

4.- Para prevenir accidentes provocados por algún material, se recomienda el uso de

zapato escolar. 5.- Cuando realices experimentos relacionados con la electricidad, usa solamente las

pilas con el voltaje recomendado, evita emplear corriente eléctrica doméstica para prevenir accidentes.

6.- No consumas alimentos al momento de realizar los experimentos.

7.- Lávate las manos antes y después de realizar el experimento. 8.- Desarrolla tus experimentos con orden, limpieza y responsabilidad.

Recomendaciones para el asesor

1.- Antes de desarrollar un experimento, debes practicarlo por lo menos 2 veces antes

de exponerlo a los alumnos. 2.- Revisa las medidas de seguridad generales y las de cada experimento.

3.- Sigue en orden los pasos y procedimientos de los experimentos. 4.- Los experimentos donde requieras el fuego o calentamiento de materiales con

velas o lámparas de alcohol, deberás desarrollarlo solo tú y de manera

demostrativa. 5.- Si desarrollas algún experimento que no este incluido en el manual, debes

garantizar la seguridad e higiene de los alumnos. 6.- Se recomienda que el espacio donde vas desarrollar los experimentos estén

ventilados.

7.- Las mesas que utilices para el desarrollo de los experimentos deberán ser resistentes y en buenas condiciones.

8.- Evita realizar experimentos si los alumnos no tienen la disciplina para realizar este tipo de actividades.

9.- Después de cada experimento debes indicar a los alumnos que dejen limpia el área

donde desarrollaron la práctica, así evitaremos incidentes.


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Experimento 1

Hidrostática (Densidad)

Materiales

1 vaso transparente (vidrio o plástico)

1 vaso medidor de 100 ml 50 ml de aceite comestible

50 ml de aceite rojo para muebles 50 ml de aceite para motor 50 ml de agua

Procedimiento 1.- Añade poco a poco cada uno de los aceites y el agua en el vaso, no importa el orden

en que se añaden.

Reporte

1.- ¿Qué sucede con los líquidos?

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Experimento 2

Hidrostática (Tensión superficial)

Materiales

1 gotero

1 moneda de $5 ó $10 pesos 5 g de detergente en polvo

Agua Vaso para medir líquidos de 100 ml

Procedimiento

1.- Llena el gotero de agua y viértela gota a gota sobre la moneda hasta que se

derrame. 2.- Cuenta el número de gotas que se pudieron añadir hasta que se derramó.

Reporte 1

1.- ¿Por qué el agua forma una “cúpula” sobre la moneda antes de derramarse?

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2.- Repite el experimento agregando un poco de detergente en el agua.

Reporte2 3.- ¿Utilizó el mismo número de gotas que el experimento anterior? _______________________________________________________________________

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Nota: Puedes repetir el experimento utilizando otros líquidos como: aceite, alcohol, shampoo entre otros.


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Experimento 3

Hidrostática

(Tensión superficial y adhesión)

Materiales 1 jarra de 1 L llena de agua 1 cordón o agujeta

1 recipiente vacío de plástico o vidrio de 1 L

Procedimiento

1.- Humedece el cordón con agua y amárralo de un extremo del asa de la jarra. 2.- Pasa el cordón sobre la boquilla o vertedero de la jarra y sostén el otro extremo

sobre el recipiente vacío. 3.- Levanta la jarra y vierte el agua poco a poco.

Reporte 1.- ¿Por qué pasa el agua por el cordón sin tirarse?

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Experimento 4

Hidrostática (Presión) 1

Materiales

1 frasco mediano de vidrio sin fondo

1 globo grande 1 tubo de vidrio en forma de L

1 tapón de hule 1 liga

Procedimiento

1.- Tapa la base del frasco con una parte del globo bien estirada (sin presionarla) y

amarra con la liga. 2.- Coloca el tapón de hule en el cuello del frasco que ajuste bien.

3.- Perfora el tapón con el tubo de vidrio y colócalo en posición invertida. 4.- Por el tubo de vidrio extrae el aire y tapa el orificio del tubo.

Reporte

1.- ¿Qué sucede con el globo? ________________________________________________________________________________________________________________________________________

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____________________________________________________________________ 2.- Destapa el orificio y observa nuevamente ¿Qué sucede?

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Experimento 5


Materiales

1 tubo de vidrio en forma de T

2 globos medianos Agua

Procedimiento

1.- Infla los globos uno más que otro y cuida que no se salga el aire. 2.- Coloca los globos en las boquillas del tubo.

Reporte 1.- ¿Qué sucede con los globos?

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Experimento 6


Materiales

1 botella de plástico con tapa

Popotes de diferentes tamaños 1 tapón de corcho o goma

1 globo grande Popotes Agua coloreada

Procedimiento

1.- Perfora la tapa de la botella con dos orificios; en uno de ellos coloca un popote largo que llegue hasta el fondo de la botella y en el otro coloca un popote flexible.

2.- Sella con silicón la botella de manera que quede cerrada herméticamente. 3.- Añade el agua coloreada a la botella hasta la mitad de su capacidad.

4.- Perfora el tapón con un orificio y coloca un trozo de popote.

5.- Coloca la boquilla del globo al tapón y sopla a través del popote, una vez inflado

sujeta con los dedos para que no salga el aire y conéctalo al popote flexible

que está unido a la botella.

Reporte

1.- ¿Qué sucede en la botella y en los popotes?

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Experimento 7

Hidrostática

(Presión atmosférica)1

Materiales

1 vaso mediano de vidrio

1 cuadro de cartulina Agua

Procedimiento

1.- Llena con agua el vaso hasta el borde.

2.- Coloca sobre el vaso la cartulina sin que queden burbujas de aire. 3.- Con cuidado voltea el vaso boca abajo sujetando firmemente la cartulina con tu

mano. 4.- Una vez volteado el vaso retira tu mano de la cartulina y observa.

Reporte 1.- ¿Qué sucede con el agua?

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Experimento 8

Hidrostática (Presión atmosférica) 2

Materiales

1 botella de vidrio

1 huevo cocido sin cáscara 1 trozo de papel

Encendedor o cerillos

Procedimiento

1.- Introduce en el interior de la botella un trozo de papel encendido e inmediatamente

después, coloca el huevo sobre la boca de la botella. Nota: El diámetro de la boca de la botella debe ser ligeramente menor que el del

huevo.

Reporte

1.- ¿Qué sucede con el huevo?

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Experimento 9

Hidrostática (Presión atmosférica y de vacío)

Materiales

1 frasco mediano de vidrio transparente

1 globo del N°7 1 pelota de hule sólido

1 liga 2 tubos de plástico rígidos o bolígrafos vacíos

Procedimiento

1.- Realiza dos perforaciones paralelas en la pelota con los tubos de plástico u otro

objeto. 2.- Coloca los tubos en las perforaciones de manera que atraviesen la pelota.

3.- Amarra el globo con la liga a uno de los tubos y acomoda la pelota de forma que el globo quede en el interior del frasco.

4.- Extrae el aire por el tubo libre y observa.

Reporte

1.- ¿Qué sucede?

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Experimento 10

Hidrostática

(Principio de Pascal)

Materiales

1 bolsa de plástico grande

1 manguera de hule látex de 30 cm 1 bote con arena 1 tabla de madera de 17 X 17 cm

Cinta Masking-tape

Procedimiento

1.- Coloca la manguera en la boca de la bolsa y amárrala fuertemente con la cinta.

2.- Después coloca la tabla encima de la bolsa y sobre ésta coloca el bote. 3.- Introduce aire a través de la manguera.

Reporte

1.- ¿Qué sucede con el bote?

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Experimento 11

Hidrostática (Principio de Arquímedes)

Materiales 1 vaso de precipitado de 1 L o jarra medidora (graduada) 600 ml de agua

100 g de plastilina

Procedimiento

1.- Coloca el agua en vaso o jarra. 2.- Moldea la plastilina en forma de esfera y deposítala en el vaso con agua.

3.- Mide el volumen de agua desplazada. 4.- Después moldea la plastilina en forma de un platillo (como se muestra) y deposítala

en el vaso. 5.- Nuevamente mide el agua desplazada.

Reporte 1.- ¿Es el mismo desplazamiento de agua, en las dos formas de moldear la plastilina?

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Experimento 12

Hidrostática (Densidad y Principio de Arquímedes)

Materiales

200 g de sal

1 huevo 1 vaso de vidrio con agua

1 espátula o cuchara sopera

Procedimiento

1.- Coloca el huevo en el vaso con agua y observa lo que sucede. ____________________________________________________________________

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2.- Retira el huevo del agua. 3.- Añade 3 cucharadas de sal y mezcla hasta disolverse.

4.- Introduce nuevamente el huevo en el vaso.

Reporte

1.- ¿Qué sucede con el huevo?

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Experimento 13

Hidrostática (Principio de Arquímedes y tensión superficial)

Materiales 1 aguja 1 vaso con agua

1 tenedor de plástico

Procedimiento

1.- Coloca la aguja de manera horizontal en el tenedor. 2.- Sumerge el tenedor en el agua lentamente hasta lograr que la aguja quede sobre la

superficie del agua. 3.- Retira el tenedor del agua sin tocar la aguja.

Reporte 1.- ¿Por qué no se hunde la aguja?

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Experimento 14

Hidrodinámica (Teorema de Bernoulli)

Materiales

2 popotes cortos (10 cm)

1 vaso de vidrio Agua

Procedimiento

1.- Llena el vaso con agua e introduce uno de los popotes dentro del agua y sostenlo en forma vertical de manera que salga por encima del vaso 2 cm.

2.- El segundo popote mantenlo en posición horizontal, de manera que uno de sus

extremos coincida con el extremo saliente del primer popote. 3.- Después sopla aire fuertemente por el otro extremo del popote horizontal.

Reporte 1.- ¿Qué sucede con el agua?

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Experimento 15

Calor y Temperatura (Calor, temperatura y peso específico)

Materiales

2 botellas de vidrio de boca ancha (mismo tamaño)

1 trozo de tul 1 liga

Agua caliente Color vegetal al gusto

Procedimiento

1.- Llena una botella de agua fría a 3/4 de su capacidad.

2.- Cubre la botella con un trozo de tul y amárralo con la liga. 3.- Llena la segunda botella con agua caliente a 3/4 de su capacidad y añade un poco de

color vegetal y mezcla con cuidado hasta disolverse. 4.- Voltea con cuidado sobre tu mano la botella de agua fría y colócala sobre la boquilla

de la botella con agua caliente.

Reporte 1.- ¿Qué sucede con el agua caliente?

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Experimento 16

Calor y Temperatura (Conducción)

Materiales

30 cm de alambre de cobre

30 cm de alambre de hierro (mismo calibre o diámetro que el alambre de cobre) 1 lámpara de alcohol o vela

Trozos de parafina

Procedimiento

1.- Elabora un entrelazado con los dos alambres. 2.- Coloca los trozos de parafina en las puntas de los alambres.

3.- Calienta con la flama de la vela la parte entrelazada de los alambres.

Reporte 1.- ¿Qué sucede con la parafina?

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Experimento 17

Calor y Temperatura

(Dilatación volumétrica y convección)

Materiales 1 tubo de ensaye 2 trozos de hielo pequeños

20 ml de agua 1 lámpara del alcohol o vela 1 pinza para tubo de ensaye

1 trozo de plomo o cobre

Procedimiento

1.- Llena el tubo de ensaye con agua hasta la mitad y agrega los trozos de hielo.

2.- Para evitar que el hielo flote coloca el trozo de plomo o cobre. 3.- Procura que el agua tenga libre acceso al hielo.

4.- Acerca el tubo a la lámpara o vela de tal forma que la llama toque solamente la parte superior del tubo.

Reporte 1.- ¿Qué sucede con el hielo?

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Experimento 18

Calor y Temperatura (Capacidad calorífica)

Materiales 1 globo 1 lámpara de alcohol o vela

Agua

Procedimiento

1.- Llena el globo con agua. 2.- Acerca el globo a la flama de la vela.

Reporte

1.- ¿Se quema el globo?

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Experimento 19

Electricidad (Cargas eléctricas y formas de electrizar a los cuerpos) 1

Materiales

1 tapa rectangular de acrílico transparente

1 globo 1 tabla(igual al tamaño de la tabla)

15 esferas pequeñas de unicel Cinta adhesiva

Procedimiento

1.- Coloca las esferas en la tabla y después la tapa de manera que construyas una caja.

2.- Pega con cinta adhesiva la unión entre la tabla y la tapa. 3.- Infla el globo y frótalo sobre las paredes de la tapa.

Reporte 1.- ¿Qué sucede con las esferas de unicel?

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Experimento 20

Electricidad (Cargas eléctricas y formas de electrizar a los cuerpos) 2

Materiales

1 alfiler

1 cuadro de papel de china de 3 cm de largo por 3 cm de ancho 1 vaso transparente de plástico

1 globo del N°7 Plastilina 1 mesa

Procedimiento

1.- Moldea un pequeño trozo de plastilina en forma de bola y pégala sobre la mesa. 2.- Coloca el alfiler en la plastilina con la punta hacia arriba.

3.- Dobla el papel por la mitad (como techo de 2 aguas). 4.- Coloca el papel doblado sobre la punta del alfiler, después coloca el vaso de plástico

sobre los objetos anteriores (plastilina, alfiler y papel). 5.- Infla el globo hasta lograr un tamaño que se pueda sostener con la mano. 6.- Frota en tu cabello el globo diez veces, para cargarlo eléctricamente.

7.- Acerca el globo cargado al vaso de plástico sin tocarlo.

Reporte

1.- ¿Qué sucede?

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Experimento 21

Electricidad

(Cargas eléctricas) 1

Materiales 1 globo 1 lata vacía de aluminio

1 paño de lana

Procedimiento

1.- Infla el globo y hazle un nudo. 2.- Frota por 15 veces el globo en el paño de lana o en tu pelo para cargarlo

eléctricamente. 3.- Coloca la lata en el suelo y acerca el globo, sin tocarlo

4.- Si se descarga el globo, recárgalo frotándolo nuevamente en tu pelo.

Reporte

1.- ¿Qué sucede con la lata?

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Experimento 22

Electricidad

(Cargas eléctricas)2

Materiales

1 globo grande

1 lámpara fluorescente 1 paño de lana o trozo de lycra

Procedimiento

1.- Infla el globo y hazle un nudo. 2.- Frótalo en el paño de lana.

3.- Sujeta con una mano la parte metálica de uno de los extremos de la lámpara y con la otra acerca el globo electrizado por otro extremo.

Nota: Repite varias veces el procedimiento hasta que observes algún cambio en el interior de la lámpara. Si no ves algún cambio, repite el experimento en un espacio obscuro o con poca luz

Reporte 1.- ¿Qué sucede en el interior de la lámpara?

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Experimento 23

Electricidad

(Corriente y resistencia eléctrica)

Materiales

1 frasco chico de vidrio transparente de boca ancha con tapa.

2 clavos Cinta aislante 2 cables aislados de cobre de 30 cm (calibre 18)

1 pila 9 V o pila grande Hilo metálico de hierro, hilo de nicrom o filamento de wolframio de un foco usado.

Procedimiento

1.- Realiza 2 agujeros separados a 3 cm en la tapa del frasco. 2.- Coloca los clavos en los agujeros de la tapa, convenientemente aislados de la tapa

con cinta (si la tapa es metálica).

3.- En las puntas de los clavos enrolla firmemente el hilo metálico, de forma que los tornillos con el hilo permanezcan en el interior del frasco una vez que éste se haya

cerrado. 4.- Los otros extremos de los clavos se conectan a la pila a través de los cables de cobre.

Reporte

1.- ¿Qué sucede en el interior del frasco?

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Experimento 24

Electricidad

(Cargas eléctricas y formas de electrizar a los cuerpos) 3

Materiales

1 clip grande metálico

1 globo Plastilina 1 mesa

Procedimiento

1.- Elabora una bola con un trozo de plastilina y pégala sobre la mesa. 2.- Coloca el clip de manera que quede en posición vertical.

3.- Infla el globo y frótalo 15 veces en tu cabello y acércalo inmediatamente en la parte alta del clip.

Reporte

1.- ¿Qué se escucha al acercar el globo?

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Experimento 25

Electricidad (Motor eléctrico)

Materiales

1 pila grande de 1.5 V

2 m de alambre magneto calibre 22 2 clips grandes metálicos

1 imán recto Cinta adhesiva

Procedimiento

1.- Enrolla el alambre en forma circular (rotor) y deja 2 puntas libres, al inicio y al final

del enrollado. 2.- Separa el esmalte de las puntas del alambre.

3.- Extiende los clips y realiza una argolla en la parte alta. 4.- Une la parte recta de los clips a los extremos de la pila.

5.- Coloca el imán sobre la pila y pégalo con la cinta adhesiva. 6.- Coloca las puntas del rotor en las argollas de los clips.

Reporte

1.- ¿Qué sucede con el rotor?

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Experimento 26

Magnetismo (Campo magnético)

Materiales

Fibra metálica o limadura de hierro

4 imanes de diferentes formas 4 hojas de papel blancas

1 salero Tijeras para cortar metales Guantes de látex

Brocha chica

Procedimiento

1.- Corta con las tijeras la fibra metálica, de manera que obtengas partículas lo más

pequeñas posibles (limadura o polvo metálico). Nota: Utiliza guantes para cortar la fibra y la brocha para la recolección de la limadura. Precaución: Te cuidado con los hilos y partículas metálicas ya que te pueden causar

daños en las manos. 2.- Coloca los imanes de bajo de las hojas.

3.- Espolvorea lentamente la limadura sobre las hojas.

Reporte 1.- ¿Qué sucedió con las limaduras en cada hoja?

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Nota: Para recuperar la limadura separa con cuidado el papel del imán y vuelve a vaciar las partículas al salero. Ten cuidado de que el imán no tenga contacto directo

con la limadura, ya que resulta difícil separarlos.


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Experimento 27

Magnetismo

(Imanes y campo magnético)

Materiales 1 copa de vidrio 7 alfileres

1 imán Agua

Procedimiento

1.- Llena la copa con agua e introduce los alfileres dentro de ella.

2.- Pasa el imán por encima de la copa.

Reporte

1.- ¿Qué sucede?

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Experimento 28

Magnetismo (Campo magnético y corriente eléctrica)

Materiales

1 m de alambre magneto calibre 18

1 pila de 9 V 1 clavo largo de hierro

15 clips Cinta adhesiva

Procedimiento

1.- Enrolla el alambre en el clavo y deja 15 cm de alambre libre en cada extremo. 2.- Retira el aislante de ambos extremos del alambre. 3.- Fija con la cinta los extremos de alambre en los polos de la pila y toca con la punta del

clavo los clips. 4.- Levanta el clavo mientras los extremos del alambre están conectados en los polos de

la pila. 5.- Cuando el clavo comience a calentarse, desconecta el alambre de un polo de la pila.

Reporte 1.- ¿Qué sucede?

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Experimento 29

Magnetismo (Imanes, campo magnético, principio de Arquímedes y tensión superficial)

Materiales

1 recipiente o refractario de vidrio de 2 L

1 aguja 2 hilos para cocer de 30 cm 1 imán

Cinta adhesiva Agua

Procedimiento

1.- Llena con agua el recipiente a ¾ de su capacidad. 2.- Pega los hilos a un lado del recipiente separados a 2 cm.

3.- Estira los hilos a través del recipiente, y coloca la aguja sobre ellos. 4.- Baja lentamente los hilos hasta que la aguja quede suspendida en la superficie del

agua. 5.- Retira suavemente los hilos sin tocar la aguja. 6.- Acerca el imán a la aguja y mueve el imán hacia ambos lados (procura no tocar la

aguja con el imán).

Reporte 1.- ¿Qué sucede con la aguja?

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Experimento 30

Magnetismo

(Fuerzas magnéticas) 1

Materiales 1 tubo de ensayo 1 tapón de corcho

2 imanes cilíndricos con diámetro inferior al tubo

Procedimiento

1.- Introduce los dos imanes en el tubo de ensayo, “enfrentados” por sus bases.

Reporte 1

1.- ¿Qué sucede con los imanes?

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2.- Tapa el tubo con el tapón e invierte o voltea el tubo.

Reporte 2 1.- ¿Qué sucede con los imanes?

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Experimento 31

Magnetismo (Fuerzas magnéticas) 2

Materiales 1 alfiler Hilo para coser (30 cm) Papel de china

1 imán con forma de barra Tijeras

1 mesa

Procedimiento

1.- Corta un rectángulo de papel de china de 2.5 cm de largo por 1 cm ancho. 2.- Coloca el alfiler por el centro del rectángulo de papel, de manera que quede como ala

de un avión. 3.- Amarra el hilo de la cabeza del alfiler.

4.- Coloca el imán en la orilla de la mesa, de manera que sobresalga uno de sus extremos.

5.- Coloca el ala de papel en el extremo del imán. 6.- Estira lentamente el hilo hasta que el ala de papel quede fija y no se caiga al suelo.

Reporte 1 1.- ¿Qué sucede con el ala de papel?

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Explicación de Experimentos

Experimento 1

Hidrostática (Densidad)

Los líquidos de mayor densidad tienden a quedar por debajo de los de menor densidad. Observándose que los distintos líquidos se separan en capas, en este caso quedando el agua en el fondo.

Experimento 2 Hidrostática (Tensión superficial)

El agua no se derrama debido a la propiedad de los líquidos llamada tensión superficial, la cual provoca que la superficie del agua se comporte como una especie de “tejido impermeable” que contiene al líquido evitando que se derrame. Este “tejido” tiene una cierta resistencia de manera que, cuando hay poca agua sobre la moneda el

tejido resiste, pero cuando se le agrega demasiado se rompe. Cuando se utiliza el agua con detergente se observa que la “cúpula” de líquido sobre la moneda, es mucho

más chata. Esto sucede porque al agregar el detergente, el “tejido” se hizo menos resistente y se rompe con menos cantidad de agua. Lo mismo sucederá con otros líquidos.

Experimento 3 Hidrostática (Tensión superficial y adhesión)

El agua no se tira y se adhiere al cordón, por la tensión superficial de las moléculas del agua y la adherencia del agua al cordón.

La tensión superficial hace que la superficie de un líquido se comporte como una finísima membrana elástica. La adherencia es la fuerza de atracción que se manifiesta entre moléculas de dos

sustancias diferentes.

Experimento 4 Hidrostática (Presión) 1

Al extraer el aire contenido en el frasco, el cual está herméticamente cerrado, disminuye su presión interna, provocando que haya una diferencia de presión sobre el

globo; siendo mayor la externa o presión atmosférica.


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Experimento 5 Hidrostática (Presión) 2

El globo pequeño infla al grande, porque es más difícil empezar a inflar un globo, puesto que hay que vencer la presión externa (atmosférica), pero se hace más fácil al expandirse el globo, por tanto, existe una diferencia de presión (interna contra

atmosférica) mayor en el globo pequeño que en el grande.

Experimento 6


El aire del globo pasará a la botella y observaremos que el nivel del agua coloreada sube por el popote largo, la diferencia de nivel nos dará idea de la presión del aire en

el interior del globo. Con este fenómeno físico se diseñaron los primeros manómetros para medir la presión. Para calcular con precisión el valor de la presión. Tenemos que medir la altura de la

columna de agua. La presión está dada por la fórmula:

Pr = h·d·g

h = altura de la columna de agua

d = densidad del agua

g = aceleración de la gravedad

De esta forma cada centímetro de altura de la columna de agua equivale a 98 Pascales de presión. Suponiendo que el líquido coloreado sea principalmente agua y se le pueda asignar la misma densidad.

Experimento 7 Hidrostática (Presión atmosférica) 1

El agua se mantiene en el vaso, lo que mantiene la cartulina en su lugar es la presión del aire que empuja hacia arriba. La presión del aire es mayor que el peso del agua

hacia abajo sobre la cartulina. Mientras que la cartulina no se humedezca y no existan muchas burbujas de aire en el vaso, se mantendrá en su lugar. Nota: Si el agua no llena completamente el vaso, el experimento también funciona.

Experimento 8 Hidrostática (Presión atmosférica)2

La presión en el interior de la botella bajó, con lo cual succiona el huevo.


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Experimento 9 Hidrostática (Presión atmosférica y de vacío)

Al extraer el aire por el tubo libre se genera una presión de vacío en el frasco, por lo tanto, el globo se infla porque la presión atmosférica es mayor que la que se encuentra dentro del frasco.

Experimento 10 Hidrostática (Principio de Pascal)

La presión del aire que es inyectado dentro de la bolsa que está herméticamente cerrada actúa sobre toda su superficie empujando la tabla y a su vez el bote. Esta es una modalidad de la aplicación del principio de Pascal.

Experimento 11 Hidrostática (Principio de Arquímedes)

Cuando la plastilina tiene la forma de esfera se hundirá más que cuando está en forma de platillo, por lo tanto, desplazará más volumen de agua en el segundo caso que en el primero.

El hecho de que un objeto se hunda o flote depende de su fuerza de flotación y de su peso, esto es, sea cual sea la forma del objeto sumergido, la fuerza de flotación (empuje) es igual al peso del líquido que desplaza.

Experimento 12 Hidrostática ( Densidad y Principio de Arquímedes)

Al agregar sal y disolverla, la densidad del agua aumenta y por consiguiente su peso específico, lo que hace que el empuje hidrostático aumente, por lo tanto, el huevo

flota.

Experimento 13 Hidrostática (Principio de Arquímedes y tensión superficial)

La aguja flota debido al empuje ascendente del líquido sobre ésta y a la tensión superficial que forma el líquido en la superficie libre del mismo, la cual actúa como una

membrana elástica.


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Experimento 14 Hidrodinámica (Teorema de Bernoulli)

Se sabe por el teorema de Bernoulli que a mayor velocidad de un fluido menor es la presión a su alrededor, es por eso que al pasar el aire con gran velocidad provoca una disminución en la presión interior del popote vertical. El vaso al estar abierto al medio

ambiente permite que la presión atmosférica haga subir el agua a la parte superior del popote, donde es atomizada.

Experimento 15 Calor y Temperatura (Calor, temperatura y peso específico)

Observas que el agua caliente sube como la lava de un volcán y el agua fría baja, esto

sucede porque el agua caliente es de menor peso específico que el agua fría.

Experimento 16 Calor y Temperatura (Conducción)

Se observa que los pedazos de parafina se funden unos primero que otros. Esto se debe a que el calor se transmitirá por conducción a lo largo de los metales,

fundiéndose la parafina primeramente en el mejor conductor del calor (cobre).

Experimento 17 Calor y Temperatura (Dilatación volumétrica y convección)

El agua hierve en la parte de arriba del tubo, pero en el fondo el agua no hierve si no que permanece fría, porque el agua cuando se calienta se dilata y se hace más ligera

por lo cual no baja hacia el fondo, sino que queda en la parte superior del tubo, las corrientes de agua y la remoción de las capas líquidas solo se producen en la parte

alta del tubo, sin que sean afectadas las capas bajas más densas, el calentamiento puede transmitirse hacia abajo por conductividad térmica pero, la conductividad térmica del agua es muy pequeña.

Experimento 18 Calor y Temperatura (Capacidad calorífica)

El globo no se quema porque la capacidad calorífica del agua absorbe el exceso de calor, impidiendo que el globo se caliente sensiblemente hasta una temperatura a la cual pueda inflamarse.


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Experimento 19 Electricidad (Cargas eléctricas y formas de electrizar a los cuerpos) 1

Las esferas de unicel brincan hacia la tapa y después se expulsan hacia la base de madera, esto sucede porque al frotar la tapa de plástico con el globo se cargan eléctricamente, provocando que las pequeñas esferas sean atraídas por la tapa y al

hacer contacto éstas con ella, les cede parte de su carga; y al tener cargas eléctricas iguales se repelen, por lo que, las esferas salen expulsadas hacia la base, ya que ésta hace las veces de tierra y las descarga (neutraliza), repitiéndose este fenómeno

mientras dura la frotación.

Experimento 20 Electricidad (Cargas eléctricas y formas de electrizar a los cuerpos)2

El papel, el globo y el cabello son ejemplos de materia, y la materia está formada por átomos, los átomos tienen electrones cargados negativamente, que giran alrededor

del núcleo. El globo se carga negativamente por el lado del que fue frotado en el cabello, debido a que los electrones se desprenden del cabello y se acumulan en el

globo; como éste queda cargado negativamente atrae la parte positiva del papel, esta atracción es bastante fuerte para que el papel se caiga del alfiler.

Experimento 21 Electricidad (Cargas eléctricas) 1

Los globos se electrizan fácilmente, es suficiente con frotarlos con un paño de lana. Al frotar, algunos electrones (cargas negativas) del paño pasan al globo, quedando

entonces éste cargado negativamente. La lata es de aluminio, está formada por muchos átomos que contienen cargas

positivas (protones) y negativas (electrones) repartidas uniformemente por todo el metal, neutralizándose mutuamente. Al acercar el globo a la lata, los electrones del globo repelen a los electrones de la lata

de forma que en la parte de la lata cerca del globo habrá un exceso de cargas positivas y, en el lado contrario, de cargas negativas. Como cargas positivas y

negativas se atraen la lata será atraída hacia el globo.


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Experimento 22 Electricidad (Cargas eléctricas) 2

Puedes probar a electrizar otros cuerpos como láminas de plástico, pelota de playa, peines, etc. y acercarlos a la lámpara para ver si se ilumina o no. Recuerda que las prendas de lana, lycra o nylon consiguen electrizar los cuerpos fácilmente.

Los átomos que forman la materia son neutros, contienen igual número de protones que de electrones, al frotar se produce una descompensación debido a que parte de

los electrones de un cuerpo pasan al otro, conseguimos así que uno de ellos quede cargado positivamente y el otro negativamente. La lámpara fluorescente contiene un

gas inerte que cuando recibe una descarga eléctrica se ioniza y produce luminiscencia.

Experimento 23 Electricidad (Corriente y resistencia eléctrica)

Se observa que al cerrar el circuito el hilo metálico se pone incandescente, llegando incluso a quemarse y romperse. Esto hace que el circuito se abra y la bombilla deje de

lucir, se ha fundido. Si se aumenta el potencial (añadiendo pilas en serie) para un mismo hilo metálico, éste se quemará antes. Además, se observará que cuanto menor sea el grosor de

dicho hilo, menos resistente es y que no todos los materiales resisten por igual. Así, el hilo de hierro se quema antes que el de nicrom.

El hilo, y por lo tanto la bombilla, son más duraderos si se realiza vacío en su interior, lo que se puede conseguir, por ejemplo, calentando el bote al baño María, ya que así

se desplaza parte del aire existente en su interior.

Experimento 24 Electricidad (Cargas eléctricas y formas de electrizar a los cuerpos)3

Se escucha un chasquido porque los electrones del cabello se han pasado al globo, éstos se acumulan hasta que la suma total de su energía es lo suficiente para moverse a través del espacio que hay entre el globo y el clip. Es decir, se escucha un ruido

debido a la diferencia de cargas existentes.


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Experimento 25 Electricidad (Motor eléctrico)

Un motor eléctrico es una máquina que convierte energía eléctrica a energía mecánica. Al pasar corriente eléctrica por la bobina se induce un campo magnético que interacciona con el del imán, produciéndose un par de fuerzas que obliga a la bobina a

girar.

Experimento 26 Magnetismo (Campo Magnético)

Como puedes observar las limaduras se van orientando y dibujando a las líneas del campo magnético de cada tipo o forma de imán.

Las limaduras de hierro son atraídas hacia los imanes cuando entran al campo magnético de los mismos. La fuerza magnética aumenta a medida que las limaduras se acercan al imán. Los campos de fuerza en los extremos de los imanes son siempre

más fuertes que los campos de fuerza en la mitad de los imanes.

Experimento 27 Magnetismo (Imanes y campo magnético)

Los materiales magnéticos, como acero, contienen grupos de átomos que actúan como pequeños imanes. Estos grupos atómicos se denominan campos de acción magnética.

Al acercarse el imán a los alfileres hace que el campo de fuerza magnética de su interior se alinee. La fuerza del imán aumenta a medida que aumenta el número de

campos de acción magnética que apuntan en la misma dirección; por eso el imán es capaz de sacar los alfileres del agua.

Experimento 28 Magnetismo (Campo magnético y corriente eléctrica)

Los clips se pegan al clavo porque hay un campo magnético alrededor de todos los alambres que transportan una corriente eléctrica. Los alambres rectos tienen un campo magnético débil a su alrededor. La fuerza del campo magnético alrededor del

alambre aumenta cuando se enrolla el alambre en un espacio reducido y se coloca un material magnético (el clavo) dentro de la bobina de alambre, además de aumentar el flujo eléctrico a través del alambre, lo que ocurre al conectarlo en la pila, el clavo de

hierro se magnetiza y atrae los clips.


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Experimento 29 Magnetismo (Imanes, campo magnético, principio de Arquímedes y tensión superficial)

La aguja flota debido al empuje ascendente del líquido sobre éste y a la tensión superficial que forman los líquidos en la superficie libre de los mismos, actuando como una membrana elástica y el movimiento de la misma es debido a la fuerza magnética

de la atracción del imán.

Experimento 30 Magnetismo (Fuerzas magnéticas) 1

El imán superior queda “levitando” sobre el superior, flotando en el aire, pese a que la densidad de éste es miles de veces inferior al del hierro.

Si la disposición de los imanes es enfrentándolos por los polos idénticos, la fuerza de repulsión es suficiente como para neutralizar el peso. En consecuencia, el imán superior se colocará a la distancia justa del primero como para que la fuerza de

repulsión sea exactamente igual en valor al del peso del imán flotante. Las fuerzas magnéticas, al igual que las eléctricas, dependen inversamente de la distancia entre

los imanes actuantes.

Experimento 31 Magnetismo (Fuerzas magnéticas) 2

El avión se mantiene en el aire mientras se encuentra cercas del imán. La fuerza de atracción entre dos imanes depende de la forma en que estén ordenados

los campos de acción magnéticos (grupos de átomos que se conducen como átomos minúsculos) en los imanes. Los átomos en el alfiler están dispuestos al azar antes de

que el alfiler toque el imán. El número de átomos que se forman en grupos (campos de acción magnética) y se alinean cuando el alfiler se coloca en el imán, depende de la fuerza del mismo imán.

El alfiler y el imán tienen ambas propiedades magnéticas. Se atraen con fuerza suficiente para superar la atracción de la gravedad, por lo que el ala de papel se

mantiene suspendida en el aire.


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Glosario

Adhesión, adherencia.Fuerza intermolecular que actúa entre cuerpos distintos que se hallan en contacto y tiende a evitar su separación. Cuando se trata de un líquido y

un sólido, da lugar a los fenómenos de capilaridad. Atmósfera. Símbolo atm: Unidad de presión o tensión equivalente a la ejercida por

una columna de mercurio de 760 milímetros de altura sobre una superficie de 1 centímetro cuadrado

Calor. Cantidad de calor que por átomo gramo necesita un elemento químico para

que su temperatura se eleve un grado centígrado. Es energía en tránsito y siempre

fluye de los objetos de mayor temperatura a los de menor temperatura.

Campo eléctrico. Zona que rodea a un objeto cargado eléctricamente y cuya fuerza se manifiesta sobre cualquier carga cercana a su zona de influencia.

Campo magnético. Zona que rodea a un imán y en la cual su influencia se puede detectar.

Carga eléctrica. Considerada la materia en su conjunto como eléctricamente neutra,

debido a la compensación entre las cargas positivas y las negativas, se considera que

un cuerpo está cargado o que posee carga eléctrica cuando existe un desequilibrio o desigual reparto de cargas, que se manifiesta por una serie de hechos cuyo

fundamento estudia la electrostática. La carga eléctrica constituye una magnitud fundamental que, en los fenómenos eléctricos, desempeña un papel semejante al de

la masa en los fenómenos mecánicos. La unidad de medida de carga eléctrica es el franklin en el sistema CGS y el culombio en el SI.

Conducción. La conducción térmica es el modo habitual de transmisión del calor en los sólidos. Tiene lugar por movimiento de las cargas libres, si son conductores de la

electricidad, o bien por transmisión de los movimientos vibratorios de las moléculas, si se trata de sólidos aisladores. En los fluidos, la conducción térmica se acompaña de fenómenos de convección.

Conductividad. Propiedad que tienen los cuerpos de transmitir el calor o la

electricidad.

Conductor. Material que permite fácilmente el flujo de carga eléctrica a través de él.

Por ejemplo: los metales.

Corriente. Flujo de electricidad, medida en amperios.

Convección. Es la forma de calentamiento en los líquidos y gases, y la manera en

que se establecen corrientes entre dos puntos de una masa fluida cuando existe entre ellos una diferencia de temperatura.


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Dilatación. Los cambios de temperatura afectan el tamaño de los objetos, la mayoría se dilata al calentarse y se contrae al enfriarse. Los gases se dilatan muchos más que

los líquidos y éstos más que los sólidos. Densidad o masa específica. Magnitud que expresa la relación entre la masa y el

volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3).

Circuito eléctrico. Sistema en la cual la corriente fluye con un conductor en una

trayectoria completa, es decir, cerrada, debido a una diferencia de potencial o voltaje.

En todos los circuitos existen los siguientes elementos: Voltaje, corriente y resistencia. Su conexión puede ser en serie, paralelo y mixta.

Electricidad. Agente fundamental constitutivo de la materia, que se manifiesta como

una de las formas de la energía, caracterizada por la acción específica de los electrones. Conjunto de los fenómenos físicos en los que participan las cargas eléctricas tanto en reposo como en movimiento.

Electroimán. Dispositivo eléctrico que, cuando es excitado por una corriente, es

capaz de generar un campo magnético idéntico al que producen los imanes permanentes.

Electromagnetismo. Parte de la Física que estudia las acciones mutuas entre los fenómenos eléctricos y los magnéticos.

Estática. Estudia las características de las partículas y sistemas de partículas cuando

se encuentran en equilibrio.

Frotamiento. Forma de electrizar a los objetos al frotarse unos a otros.

Fuerza magnética. Es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de

Lorentz, que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento. Las

fuerzas magnéticas entre imanes y/o electroimanes es un efecto residual de la fuerza magnética entre cargas en movimiento. Esto sucede porque en el interior de los

imanes convencionales existen microcorrientes que macroscópicamente dan lugar a líneas de campo magnético cerradas que salen del material y vuelven a entrar en él. Los puntos de entrada forman un polo y los de salida el otro polo.

Hidrostática. Parte de la hidráulica que estudia el equilibrio de los líquidos en

reposo.

Imán. Mineral de hierro de color negruzco, opaco, casi tan duro como el vidrio, cinco

veces más pesado que el agua, y que tiene la propiedad de atraer el hierro, el acero y en grado menor algunos otros cuerpos. Es combinación de dos óxidos de hierro, a

veces cristalizada. Inducción eléctrica. Acción que ejerce un campo eléctrico sobre un conductor.


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Inducción magnética. Poder imantador de un campo magnético.

Inducción. Acción que ejerce un campo eléctrico o magnético sobre un conductor. La inducción electromagnética fue descubierta independientemente por Faraday y Henry. Establece que un campo magnético variable en el tiempo crea un campo eléctrico.

Intensidad de la corriente eléctrica. Es la cantidad de electricidad que pasa por

Segundo por la sección de un conductor. Intensidad luminosa. Flujo de luz emitido por una fuente luminosa en un ángulo

Sólido unitario.

Lámpara. Es un dispositivo destinado a la producción de luz artificial; mediante el uso de combustibles o por la transformación de energía eléctrica en luminosa. Así,

existen lámparas de petróleo, de gas, de aceite, de arco, de descarga, fluorescentes, etc. Pero sin duda, una de las más importantes es la lámpara de incandescencia. Fue inventada por T.A. Edison empleando un filamento de carbón que puso al rojo y que

más tarde fue sustituido por otros más resistentes y por lo tanto duraderos como es el wolframio. Estas lámparas, denominadas vulgarmente bombillas, constan de una

ampolla de vidrio en cuyo interior se encuentra el filamento.

Magnetismo. Conjunto de fenómenos atractivos y repulsivos producidos por los

imanes y las corrientes eléctricas.

Motor eléctrico. Aparato que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Resistencia eléctrica. Es el cociente constante que se obtiene al dividir la diferencia

de potencial aplicada a un conductor por la intensidad de corriente que pasa por él.

Peso específico. Propiedad característica cuya magnitud se determina dividiendo la magnitud del peso de una sustancia entre el volumen que ocupa.

Pila. Dispositivo, generalmente pequeño, en el que la energía química se transforma en eléctrica. Tiene múltiples aplicaciones como fuente de energía en pequeños

aparatos.

Presión. Es la fuerza ejercida sobre un objeto por cada unidad de superficie.

Presión atmosférica. Se origina por el peso de la capa de aire llamada atmósfera

que rodea la tierra.

Principio de Arquímedes. Todo objeto sumergido en un flujo recibe un empuje

ascendente igual al peso del fluido desalojado.

Principio de Pascal. Toda presión que se ejerce sobre un líquido encerrado en un recipiente se trasmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido y a las paredes del recipiente que lo contiene.


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Temperatura. Estado calorífico o nivel térmico del calor en un cuerpo.

Tensión superficial. Fenómeno que se presenta debido a la atracción entre las moléculas del líquido. Esto provoca que la superficie libre de un líquido se comporte como una finísima membrana elástica.

Teorema de Bernoulli. En un líquido cuyo flujo es estacionario, la suma de las

energías cinéticas, potencial y de presión que tiene el líquido en un punto es igual a la suma de estas energías en otro punto cualquiera.

Volt o Voltio. Símbolo V: Denominado así en honor a Alessandro Giuseppe Volta. Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz. Definición: Un

volt o voltio es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de un ampere o

amperio cuando la potencia disipada entre estos puntos es igual a un watt o watio.

Watt o Vatio. Símbolo W: Denominado así en honor a James Watt. Unidad de

potencia, flujo radiante. Definición: Un watt o vatio es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a un joule o julio por segundo.


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Biobliografía

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