Factores que Afectan la Presión Guía

Resumen

¿Por qué una cigarra puede perforar fácilmente la dura corteza de un árbol? ¿Por qué la gente se hunde al caminar sobre la nieve, pero flota si usa esquís? Estos fenómenos implican el efecto de la presión. Este experimento utiliza el método de control de variables para explorar cómo la magnitud de la fuerza y el área de la superficie determinan conjuntamente la "presión".

Antecedentes

• En el siglo XVII, el científico francés Blaise Pascal realizó una investigación profunda sobre la presión y descubrió la ley de Pascal.
• Para conmemorar sus contribuciones, la unidad de presión en el Sistema Internacional de Unidades se denominó "Pascal", abreviado como "Pa".
• En 1654, el experimento de los hemisferios de Magdeburgo conmocionó al mundo, demostrando vívidamente el inmenso poder de la presión atmosférica.

Conceptos clave

Fórmulas y derivación

Pasos del experimento

1. 1

   Explorando el Efecto de la Magnitud de la Fuerza

   Mantenga el "Área de Superficie $(S)$" constante (por ejemplo, $5cm^2$). Aumente gradualmente la "Fuerza $(F)$ ". Observe cómo cambia la profundidad de hundimiento $h$ de la esponja. ¿Qué indica esto?
2. 2

   Explorando el Efecto del Área de Superficie

   Mantenga la "Fuerza $(F)$" constante (por ejemplo, $50N$). Disminuya el "Área de Superficie $(S)$ ". Prediga: ¿El hundimiento de la esponja será más profundo o más superficial? Verifique su hipótesis.
3. 3

   Análisis Integral

   Observe la presión $P$ calculada en el panel derecho. Encontrará que: el valor de la presión $P$ refleja directamente el efecto de la fuerza (profundidad de hundimiento). Cuanto mayor sea $P$, más profundo será el hundimiento.

Resultados del aprendizaje

• Comprender que la presión es una magnitud física que representa el efecto de la fuerza.
• Dominar la fórmula de presión $P = F/S$ y su conversión de unidades.
• Ser capaz de usar el método de control de variables para explicar fenómenos de presión en la vida diaria.
• Aprender a disminuir la presión aumentando el área de superficie, o aumentar la presión disminuyendo el área de superficie.

Aplicaciones reales

• Aumentar Presión: Los cuchillos de cocina se afilan (disminuyendo el área), las agujas son muy finas, la boca de la cigarra.
• Disminuir Presión: Los esquís son anchos (aumentando el área), las correas de las mochilas son anchas, las orugas de los tanques, las traviesas de las vías del tren.

Errores comunes

Lectura adicional

• Pressure - Wikipedia