Cinemática desde la "Torre Gorda" de Miguelturra

La Ermita del Santísimo Cristo de la Misericordia de Miguelturra, conocida también como "Torre Gorda",  tiene una cúpula de 50 m de altura construida en 1915 tras el hundimiento en 1815 de la anterior por exceso de tamaño y peso. Este conocido habitualmente por su aspecto exterior, ofrece en su interior una impresionante la sensación de grandiosidad... pero ahora no nos vamos a fijar en aspectos históricos, artísticos o religiosos sino en usar esta popular cúpula como escenario para varios problemas de cinemática con uno y dos móviles.


1. Supongamos que un alumno A de 1º de bachillerato se encuentra en el punto más alto de la cúpula y que lanza verticalmente hacia arriba una pelota a 10 m/s. 
  • ¿Qué altura máxima alcanzará?
  • ¿Cuánto tiempo tardará en llegar al suelo? 
  • ¿Qué velocidad tendrá cuando llegue al suelo?
 2. Supongamos que simultáneamente al anterior lanzamiento, otro alumno B de 4º de ESO lanza desde el suelo de la cúpula otra pelota a 20 m/s.
  • ¿Se llegarán a encontrar en el aire?
  • Si es así, calcula en qué punto en qué instante y con qué velocidad se econtrarán.
  • Dibuja una gráfica y-t y v-t para ambos móviles.
3. Supongamos ahora que el alumno B que lanzabe desde el suelo, se ha retrasado en su lanzamiento 0,5 s.
  • ¿Se llegarán a encontrar en el aire?
  • Si es así, calcula en qué punto en qué instante y con qué velocidad se econtrarán.
  • Dibuja una gráfica y-t y v-t para ambos móviles.
4. Supongamos ahora que la lámpara está a 3 m sobre el nivel del suelo y que el viento balancea esta lámpara como si fuese un péndulo simple. Si medimos el tiempo que la lámpara tarda en realizar 10 oscilaciones completas resulta ser de  135,3166 s. Con este dato calcular:
  • Periodo de oscilación de la lámpara.
  • Longitud de la cadena que sujeta la lámpara.
  • Altura real que realmente tiene la cúpula.
5. Busca información sobre el experimento realizado por Galileo cuando tenía 17 años mientras se encontraba en la Catedral de Pisa. Para ayudarte puedes usar estos enlaces u otros que te parezcan más completos:
  • Realiza un breve informe del fundamento físico de dicho experimento y comunícalo al resto de la clase.


I Encuentro Intercentros de "Ciencia a Conciencia"

  • 1. Acabar de completar materiales y sobre todo la argumentación: ANTES DEL 31 DE MAYO. EL que quiera llevarse los materiales a casa para probar, por supuesto que puede hacerlo. En la semana siguiente los corregiré.
  • 2. Montaje del salón de actos: MAÑANA DEL 16 DE JUNIO (3ª y 4ª hora)
  • 3. Jornada de experimentos: 19 DE JUNIO (LUNES). La hora exacta ya os la diré.
  • Documentos de esta actividad a evaluar:  Ya están listos los documentos en los que tendréis que explicar los experimentos. Incluir fotos, diagramas, ecuaciones....lo que os parezca para que la explicación tenga sentido..... y esta es la parte ESENCIAL:
Una de las habilidades importantes que tenéis que desarrollar es la argumentación, es decir, razonar en base a EVIDENCIAS (hechos, ecuaciones, datos (tablas o gráficos), etc..) para finalmente extraer CONCLUSIONES.

Para aprender a hacerlo bien, usa el enlace que te indico.

En esta ocasión sólo voy a evaluar la CALIDAD de tu argumentación así que tienes que tener cuidado en los siguientes aspectos:

  • 1. Completa tu explicación con todo el cuidado y detalle que puedas.
  • 2. Asegúrate de entender y explicar cada detalle del experimento.
  • 3. No trates de explicar aquello que NO comprendas. SI algo no entiendes...pregúntame, que para eso estoy.
  • 4. Argumentar NO es decir….”esto tiene que ver con … y por eso funciona así”.
  • 5. No uses “verborrea científica” que no entiendas ni tu mismo. Nuestro objetivo es que los niños aprendan a través de tus palabras.

La explicación tiene que ser DIVERTIDA, con lo que puedes interactuar con los niños…¿qué puede pasar? ¿por qué ocurre esto?

El día de los experimentos, puedes imprimir y apoyarte tu explicación con todo lo que necesites: esquemas, diagramas, imágenes…...
NO USES UN DOCUMENTO QUE NO SEA TUYO....
 Ultimando detalles de horarios y recorridos.

Reacción de polimerización con bicarbonato y cianoacrilato



Durante las pasadas IV Jornadas de "Ciencia a conciencia" Alejandro Fer. (1ºbto-B) presentó una curiosa reacción entre con componentes usuales que proporcionan una soldadura instantánea de gran resistencia. Estos dos componentes son:
  • El 2-octilcianoacrilato es un monómero líquido (En la imagen se muestra su fórmula estructural semidesarrollada). Esta sustancia polimeriza en contacto de las superficies por una reacción exotérmica creando en pocos minutos una película fuerte y flexible. Seguro que lo has visto más de una vez en pegamentos de este tipo:

Los adhesivos con cianoacrilato tienen muy buena resistencia a esfuerzos de tracción, compresión y cizalla. Con pequeñas cantidades se logran uniones muy resistentes y polimerización altamente rápida. Poseen muy buena resistencia química y resisten temperaturas de hasta 80°C.

 




  • Nuestro segundo protagonista es el bicarbonato de sodio (también llamado bicarbonato sódico o hidrógeno carbonato de sodio o carbonato ácido de sodio) es un compuesto cristalino de color blanco muy soluble en agua, con un ligero sabor alcalino parecido al del carbonato de sodio, de fórmula NaHCO3. Se puede encontrar como mineral en la naturaleza o se puede producir artificialmente.

Reacción de octilcianoacrilato y bicarbonato de sodio
 


El bicarbonato tiene la facultad de endurecer casi instantáneamente al cianoacrilato y sirve para hacer rellenos de material (el cianoacrilato solo, no puede lograr esto) y para hacer refuerzos en las uniones del objeto que se nos ha quebrado o fisurado.



La reacción química entre ambas sustancias es casi inmediata, y tiene diferentes fases:

 

Iniciación: se simboliza al bicarbonato con una B–, en esta etapa cede el par de electrones que le sobran al carbono que tiene al lado (CH2), a su vez este carbono comparte dos pares de electrones con otro carbono vecino (simbolizado cada par de electrones por una raya entre ellos). Como el carbono (CH2) no puede aceptar un par de electrones sin desprenderse antes de otro, lo cede al carbono central, que como vemos después de la flecha adquiere la carga negativa que originalmente estaba en el bicarbonato.
 

Propagación: se repite el proceso, la carga negativa que estaba inicialmente en el bicarbonato y luego ha pasado a un cianoacrilato, se va pasando de un cianoacrilato a otro haciendo que estos se unan.
 

Finalización: en esta etapa si se introduce en nuestro sistema una carga negativa como es el bicarbonato, le debe acompañar una carga positiva para neutralizarlo. Esta carga positiva puede ser un ion sodio (Na+) o un protón cedido por el agua (H+); esta especie es la que neutraliza la carga negativa y acaba con la reacción.
 

Usos médicos de esta reacción.
El 2-octilcianoacrilato en combinación con el bicarbonato de sodio permitió realizar la fijación de las fracturas con una técnica rápida, sencilla y fácil, con un mínimo requerimiento de instrumental para su colocación. 

Precauciones antes de usarlo
IMPORTANTE: Antes de nada, tener muchísimo cuidado (sobre todo con piel y ojos) ya que es una reacción casi instantánea y el resultado es una soldadura de gran resistencia. Una manera de prevenir accidentes es usar gafas de protección y vaselina abundante en los dedos.
¿Cómo podemos emplearla?
 Algunos ejemplos:
Soldadura de un metal 

Una prueba de su enorme resistencia 
Soldadura con plásticos (MUY ÚTIL) 

  Imágenes del experimento de Alejandro Fer.

¿Cuándo NO podemos emplearla? 

La técnica no es apta para: polietileno, polipropileno, plásticos fluorados, teflón, ni superficies siliconadas.

9. Dinámica


1. Contenidos
Dinámica
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Orientaciones de cómo abordar los problemas 
de planos horizontales y planos inclinados:
Es frecuente encontrar dificultades a la hora de entender los planteamientos dinámicos de estos problemas, por lo que he creado dos documentos (pdf) que ayudarán a entender cómo aplicar las leyes de la dinámica en todos los casos:
  • Con y sin rozamiento.
  • Reposo, MRU y MRUA.
  • Subida y bajada (en el plano inclinado)
Observa que en todos los casos el procedimiento es similar:
  1. Esquema de fuerzas actuantes. Si se puede hay que realizar la descomposición de las fuerzas actuantes en la dirección tangencial (la del movimiento eje OX) y dirección normal o perpendicular (eje OY).
  2. Suma de fuerzas en la dirección normal: Valoración de la Normal
  3. Valoración de la Fuerza de rozamiento (siempre en contra del sentido del movimiento) teniendo en cuenta si el sistema está en reposo o a punto de moverse (movimiento inminente) o si ya está en movimiento.
  4. Segunda ley de Newton en el sentido del movimiento, teniendo como sentido positivo aquel en el que en móvil va a comenzar a moverse.
  5. Cálculo de la aceleración. Para acabar con las tensiones de las cuerdas presentes.
  6. Con la aceleración (constante) puedo calcular la posición, velocidad, energía mecánica, potencial y cinética en cualquier instante o en cualquier punto.
Espero que os sea útil.
Al pulsar sobre la imagen te bajarás el fichero.

 
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