EXPERIMENTOS
CIENTÍFICOS CON AGUA (5)
“EL BUZO CARTESIANO”
¿Por qué un submarino puede emerger y sumergirse? ¿Es
posible variar la flotabilidad de un cuerpo?
El filósofo y
científico René Descartes (1596-1650) estudió las características de
flotabilidad en un juguete, el cual se podía hacer sumergir y emerger a
voluntad. Este juguete cuyo inventor se desconoce – recibe el nombre de buzo cartesiano o ludión y se basa en el mismo
principio utilizado para controlar el ascenso y descenso de los submarinos.
MATERIALES PARA
EL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Un frasco de
boca ancha; un frasquito; un trozo de membrana (globo o pelota de goma); agua.
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
1- Llena
ambos frascos con agua: el grande hasta el borde, y el pequeño (flotador) hasta las tres cuartas partes. Cubre la
boca de este con el pulgar y colócalo invertido dentro del otro.
Estira el
trozo de goma (membrana) y sujétala con una
banda de caucho elástico alrededor del cuello del frasco grande. Al presionar
la membrana con los dedos el frasco pequeño que está dentro (flotador) descenderá, y al dejar de presionar,
ascenderá. (Si observaras que el frasquito no se hunde cuando presionas la
membrana, es que contiene demasiado aire, es decir, poca agua; y si no vuelve a
subir cuando dejas de hacer presión, es que contiene demasiada agua. Una vez
que hayas determinado la cantidad exacta de agua que debe contener, podrás
repetir el experimento cuantas veces quieras.
EXPLICACIÓN
Las leyes de flotabilidad
explican claramente los movimientos del buzo cartesiano. El frasquito flota
porque su peso, más el peso del agua y el aire que contiene, desplaza un
volumen de agua de igual peso que el suyo. Al presionar la membrana, esa
presión se transmite a través del líquido en todas direcciones y con la misma
intensidad, forzando a entrar el agua en el flotador y comprimiendo el aire que
contiene. Cuando la presión cesa, el aire comprimido dentro del frasquito
empuja hacia afuera parte del agua, lo que aligera al “buzo” y lo hace ascender.
Los
dispositivos que hacen posible que un submarino se sumerja y emerja se
basan en
el mismo principio. Cuando se abren las válvulas entra agua en los
compartimientos destinados a tal efecto y el peso del submarino más el del agua
que entró en él se torna mayor que el peso del agua desplazada, por lo que el
submarino se sumerge. Para lograr que la nave emerja, se expulsa el agua de los
compartimientos por medio de aire comprimido; de este modo, el peso del
submarino vuelve a ser menor que el del agua que desplaza, y la nave asciende.
Entonces
recordemos; el buzo cartesiano es un juguete cuya flotabilidad en el agua puede
cambiarse a voluntad. En este caso un frasco pequeño dentro de uno grande.
Quien estudió
este juguete del buzo cartesiano fue el científico francés RENÉ
El efecto que
se produce sobre el buzo cartesiano cuando se presiona la membrana que cubre la
boca del frasco grande es la de hundirse y lo contrario; emerge cuando cesa la
presión sobre esta membrana, este ensayo se puede repetir cuantas veces se
quiera.
La ley física
que explica los movimientos del buzo cartesiano es la LEY DE FLOTABILIDAD; lo
que logra que el agua entre en el flotador (frasquito pequeño) es la
presión que se hace sobre la membrana elástica del frasco grande, lo que hace
que en el frasquito penetre más agua y aumente su peso, por tal motivo este se
sumerge y a su ves el aire se comprime, lo que permite el aumento de agua
dentro del flotador, lo contrario sucede cuando cesa la presión sobre la
membrana entonces el aire comprimido hace presión sobre el agua y facilita el
ascenso del flotador, entonces la razón por la cual un submarino puede
sumergirse es debido a la entrada de agua en sus compartimientos especiales
para que aumente su peso y este se sumerja.
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