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¿Cómo funciona un submarino? Guía para profesor

Un flotador (hecho con una pajita y clips de metal) usa el cambio de densidad para hundirse cuando se aprieta la botella de plástico y flotar cuando se suelta.

TEMAS PARA APRENDER: El estado gaseoso, cambios de estados en nuestro entorno, densidad, principio de Arquímedes, submarinos, peces.

PROCEDIMIENTO Para empezar, invita a tus estudiantes a sentarse en grupos de 4 o 5 estudiantes. Todavía no les pases los materiales.

1. Pregunta:

Pregúntale a tu estudiantes cómo funciona un submarino (Ojo: ¡No les des la respuesta! Sólo escucha sus ideas).

2. Hipótesis:

Los estudiantes deben responder con algunas teorías. Si no saben qué decir puedes darles ideas con estas preguntas (Ojo: Sólo diles las siguientes preguntas para guiarlos; no les des las respuestas).

Pregunta Respuesta esperada ¿Qué es un submarino? Descripción de una nave que puede

sumergirse en el agua y flotar cuando quiere.

¿Cómo se mueve un submarino? Descripción del movimiento vertical, de

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arriba hacia abajo. ¿Un globo inflado flota o se hunde cuando está bajo el agua?

Decir que flota.

¿Un globo lleno de agua flota o se hunde?

Decir que se hunde.

3. Experimento

Material Costo aproximado Botella de plástico transparente con tapa

0 (usar botella reciclada)

Agua 0 (usar agua de la llave) Pajitas de plástico

$500 por paquete de 24

Clips de metal $800 por paquete de 100 Colorante (opcional) $980 por paquete de 4 colores Imán (opcional) $1.100 por unidad Tijeras $1.200 por unidad

Costo total aprox. por curso $4.580 Instrucciones

1. Dobla la pajita en el doblez y corta el lado largo para emparejar los 2 lados.

2. Desdobla un clip para poder meterlo en ambos lados de la pajita.

3. Cuelga 3 clips de este primer clip. 4. Llena la botella con agua y

(opcionalmente) pon 5 gotas de un colorante.

5. Mete la pajita (este es el submarino) con los clips colgando. Asegúrate de que la pajita tenga aire por dentro y la punta esté flotando levemente.

6. Saca todo el aire de la botella y tápala. 7. Opcional: Decora la pajita con

marcadores ojos de plástico para que parezca un pez.

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Qué hacer Aprieta la botella. El submarino debe flotar en la parte superior de la botella, pero cuando se apriete la botella el submarino se debe hundir hasta tocar el fondo. Cuando la sueltes debe volver a subir. Si el submarino llegara a quedarse hundido es porque se llenó de agua. Abre la botella, usa el imán para sacar el submarino, sácale el agua y vuélvelo a meter como lo hiciste la primera vez. 4. Analizar resultados: Revisar si la hipótesis era correcta

Ahora vuelve a hacerles la pregunta a los estudiantes: ¿Cómo funciona un submarino? Escucha las respuestas de los estudiantes. Ahora varios deberían aceptar que estaban equivocados antes del experimento. 6. Profesor da explicación de qué pasó y describe aplicaciones

Explicación:

Al comienzo el submarino flota en el agua porque tiene una burbuja por dentro, entonces su densidad es menor que la del agua. Eso quiere decir que la fuerza de flotación es suficiente para levantar al submarino.

Cuando se aprieta la botella se comprime la burbuja dentro del submarino, toma menos espacio y su densidad es mayor. Ahora la fuerza de flotación no es suficiente para levantar el submarino, entonces se hunde.

Aplicaciones:

Los submarinos, los buzos, y los peces usan esta técnica para subir y bajar en el agua. Por ejemplo, los submarinos tienen compartimentos que se pueden llenar de agua para hundirse. Cuando el submarino quiere subir, meten aire desde unos tanques de gas a los compartimentos. ¡Esto mismo hacen los peces que nos rodean en el mar de Chile!

SEGURIDAD

Ten cuidado con:

• Usar las tijeras para cortar la pajita. • Doblar los clip de metal para ajustarlos a la pajita.

ESTÁNDARES DE EDUCACIÓN

Este experimento es un complemento para la clase de ciencias de 3º a 6º básico de acuerdo con los estándares del Ministerio de Educación.

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Secciones del currículum en las cuales puedes hacer este experimento: 3o básico: La materia y sus transformaciones El estado gaseoso comparando los estados físicos de la materia 4o básico: La materia y sus transformaciones Los cambios de estado en el entorno 5o básico: ¿Qué es el movimiento y cómo nos afecta? ¿Qué son las fuerzas? ¿Cómo influyen las fuerzas en el movimiento de los objetos?

REFERENCIAS Paul Doherty, et al. Exploratorium Teacher Institute. The Exploratorium Science Snackbook. Jossey-Bass Teacher Edition, Wiley, 2009.

Escrito por: María Cuéllar | mcuellar@ecoscience.org | Febrero 2012