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Grado 4
Clase:
Ciencias
Naturales
Unidad 2
¿POR QUÉ SIEMPRE QUE ARROJO
UNA PIEDRA A UN LAGO ÉSTA SE
HUNDE?
Nombre:
INTRODUCCIÓN
Lanzando piedras en el mar
¿Por qué crees que la piedra se hunde, pero el plástico no?
Objetivo
Explicar el fenómeno de flotación y de hundimiento en mezclas a partir del concepto de densidad.
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Grado 4
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ACTIVIDAD 1
Experimento sobre densidad
El filósofo Arquímedes de Siracusa oriundo de Grecia, nació entre los 300 a 200 años a. C. Este tenía que
inspeccionar que la “corona dorada” estuviera hecha solo de oro, motivo por el cual tenía que determinar la
masa y el volumen sin dañarla. Después de pensar durante un buen tiempo como solucionar el problema,
un día se estaba bañando, se dio cuenta que al entrar a la bañera el nivel del agua subió, de repente le llego
la respuesta; ese efecto podría usarlo para hallar el volumen de la corona, muy pensativo, el analizó que la
corona al sumergirse en el agua desplazaría una cantidad de agua igual al de su volumen; por esta razón
el cálculo matemático que tendría que hacer sería muy sencillo, tan solo debería restar el volumen final del
agua con la corona sumergida menos el volumen del agua inicial sin la corona; es así que fue tan grande su
descubrimiento y salió de la casa tan emocionado sin vestirse, gritando Eureka (este término hace relación a
que “lo he encontrado”) y hoy día es muy común utilizarlo cuando sucede un descubrimiento.
Registra las observaciones obtenidas del experimento.
Registro de observaciones:
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Responde la siguiente pregunta:
¿Por qué el aceite de cocina, el trozo de madera y plástico flotan?, ¿porque la piedra si se hunde?
Cálculos y relaciones de la densidad y la mezcla de materiales
La densidad: es una magnitud escalar que hace relación a la cantidad de masa en un determinado
volumen de una sustancia. De acuerdo a esto, los cuerpos pueden flotar o hundirse en un líquido
como el agua. (Es la cantidad de masa por unidad de volumen); su fórmula matemática es:
d =
M
V
Donde cada letra hace referencia a:
D = Densidad
M = Masa
V = Volumen
La masa: es una medida de la cantidad de materia que tiene un cuerpo, está la hayamos utilizando
algún instrumento de medida, como una pesa o balanza (figura 1 y 2). Las unidades de medida en
que se representan la masa son: gramos, libras, kilogramos.
Balanza
Peso
N=âÖ
Figura 1. Balanza
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Figura 2. Peso
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Realiza la siguiente actividad y escribe los datos obtenidos:
Con ayuda de una balanza o peso, halla la masa de los siguientes objetos:
Esfero:
Borrador:
Tijeras:
El volumen: es el espacio que ocupa un cuerpo determinado; los cuerpos geométricos existen en el
espacio y son por lo tanto objetos que tienen tres dimensiones (ancho, alto y largo).
Para hallar el volumen de un cuerpo geométrico debemos medir sus tres dimensiones (ancho, alto y
largo) y luego multiplicar cada uno de estos productos.
Cada figura geométrica posee una fórmula matemática determinada para hallar su volumen:
Ejemplo
Cubo: se miden sus tres lados que son iguales y se multiplican (lado x lado x lado) Figura 3.
Figura 3. Cubo
Ortoedro se miden sus tres lados que son diferentes y se multiplican (lado x ancho x altura) Figura 4.
Figura 4. Ortoedro
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Si el objeto es irregular lo que quiere decir que no tiene una forma definida para medir sus lados
o no posee una fórmula matemática definida para hallar su volumen; el método es diferente y se
realiza de la siguiente forma:
1
2
22 ml
26 ml
Figura 5. Volumen cuerpo irregular
Si observamos la figura 5; en el primer paso tenemos un recipiente
con una escala de medida con agua la cual llega a 22 milímetros o
ml y una piedra (objeto irregular), en el paso dos observamos que se
introdujo la piedra en el recipiente y el volumen del agua aumento
a 26 milímetros ¿cómo sabemos cuál es el volumen de la piedra?:
Tenemos dos datos:
Un volumen inicial (Vi) = 22 ml
Un volumen final (Vf ) = 26 ml
Realiza la siguiente actividad y escribe los datos obtenidos:
Con ayuda de una regla y de un recipiente milimetrado haya el volumen de los siguientes objetos
teniendo en cuenta si tiene forma regular o irregular
Esfero:
Borrador:
Tijeras:
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EJEMPLOS SOBRE DENSIDAD:
Ahora haya la densidad de los tres objetos teniendo en cuenta la fórmula de densidad, desarrolla
la formula en cada caso.
Esfero:
Borrador:
Tijeras:
ACTIVIDAD 2
Cálculos y relaciones de la densidad y la mezcla de materiales
El Picnómetro (figura 6), es un recipiente de vidrio provisto
de un tapón con un tubo capilar marcado con un enrase
en su parte superior. Por medio de la balanza se realizan
las siguientes pesadas:
1.Peso del sólido: M1
2.Peso del Picnómetro lleno de agua destilada: M2
Figura 6. Masa del liquido
Masa M= M2 - M1
Ejemplo: Un picnómetro de 50 milímetros vacío pesa 45gr. (M1)
Un picnómetro de 50 milímetros lleno de agua pesa 95 gr. (M2)
¿Cuál es la masa del agua si?:
M = 95 gr – 45 gr = 50gr
La masa del agua es de 50 gramos
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El volumen del agua está determinado por el picnómetro pues la características de estos es que
traen una unidad de medida exacta en milímetros (10 ml, 20 ml, 25 ml, 50ml y más).
Masa M= M2 - M1
Si hayamos la densidad del agua y tomamos los datos anteriores:
M
d = ----- =
V
50 gr
----------------- = 1 gr/ml
50 ml
La densidad del agua es 1
Para hallar la densidad de otros líquidos se realiza el mismo procedimiento (figura 6).
Agua
250 ml
Masa/Volumen
1g/cc
250 ml
Aceite Masa/Volumen
cocina 0.92g/cc
150 ml
100 ml
50 ml
150 ml
100 ml
50 ml
Figura 7. Densidad del Agua y el Aceite
Indicaciones
1. Lee cuidadosa
mente
experimento.
j ~í Éê á ~ä Éë
=~=ì cada
êí á ä á ò~
2. Introduce la información requerida en
cada experimento.
Materiales a utilizar
Agua
Aceite
1 Canica
1 Piedra
1 Huevo cocinado
Sal
1 litro
1 kg
3. Al finalizar no olvides apuntar los datos
en el material del estudiante.
4. Sigue con el próximo experimento y
socializa los resultados en grupo.
g
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Teniendo en cuenta los experimentos realizados en la actividad dos registra las densidades obtenidas
en cada experimento
Utiliza tres recipientes milimetrados y llénalos
hasta 150ml con agua
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El primer recipiente llevara solo agua.
En el segundo recipiente agrega 2 cucharadas soperas de sal.
En el tercer recipiente agrega 4 cucharadas soperas de sal.
2
Notas
Agrega el huevo cocinado en cada uno de los recipientes y
apunta lo observado en cada recipiente en el material del
estudiante.
Agua
Agua + 2
cucharadas de sal
Agua + 4
cucharadas de sal
250 ml
250 ml
250 ml
150 ml
100 ml
150 ml
100 ml
150 ml
100 ml
50 ml
50 ml
50 ml
Registra lo observado en el experimento del huevo con cada mezcla y responde ¿porque el fenómeno
sobre flotación y hundimiento en las mezclas?
Dibuja las siguientes situaciones partiendo del concepto de densidad:
1.Una mezcla piedras, aceite y agua
2.Una mezcla de gasolina, un trozo de madera y agua.
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ACTIVIDAD 3
Conoce sobre la densidad del plástico
El plástico (polímeros) es uno de los principales materiales de consumo en el planeta, siendo unos
de los productos pioneros en el sector económico, ecológico y social, puede adoptar gran variedad
de formas, colores, tamaños y resistencia; se utiliza en la mayoría de los objetos que nos rodean
diariamente:
Bolsas para la basura, botellas plásticas, empaques de comida, ropa y muchas cosas más (figura 8).
Dentro de sus características están:
1.Ligereza de peso
2.Resistencia al daño
3.Capacidad de aislamiento (eléctrico, térmico y acústico)
4.Versatilidad
5.Algunos son reciclables
6.Utilidad
7.Impermeabilidad (humedad, luz, gases)
8.No conductores electricidad (excelente para cables, enchufes)
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Plástico
Figura 8. Plásticos
Gran parte de los plásticos (polímeros) tienen una densidad entre 0,9 y 1,3. Algunos son:
Polipropileno 0,90
Polietileno 0,94
Poliimidas 1,50
Policarbonato 1,20
Realiza la siguiente actividad
Según la densidad de los siguientes plásticos o polímeros identifica cual flotaría o se hundiría en los
siguientes líquidos teniendo en cuenta la densidad de estos:
Escribe (si flota) o (se hunde)
Plástico o polimero
densidad
Liquido/densidad
AGUA/1
Policarbonato/1.20
Polietileno/0.94
Poliimidas/1.50
Polipropileno/0.90
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Liquido/densidad
ACEITE/0.92
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¿Por qué crees que el plástico flota?
ACTIVIDAD 4
Poster sobre la densidad de materiales
Elaboración de un poster apoyándose en los videos y animaciones antes vistos.
Temática principal:
Densidad de materiales y fenómeno de flotación y hundimiento.
Observa la infografía de la actividad 4 del recurso y organiza el trabajo con tu equipo de trabajo, al
final socialízalo en el salón de clase al final.
Ten en cuenta los siguientes materiales a utilizar, llévalos para la actividad:
1.Papel en pliego
2.Marcadores
3.Colores
4.Revistas
5.Tijeras
6.Pegante
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RESUMEN
Observa el mapa conceptual y completo los espacios vacíos.
Magnitud escalar
Cantidad de masa en un
determinado volumen de
una sustancia D=M/V
Es una medida de la
cantidad de materia que
tiene un cuerpo
Es el espacio que ocupa
un cuerpo determinado
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TAREA
Observa el mapa conceptualMateriales,
y completo losMezclas
espacios vacíos.
y densidad
Comprueba y calcula la densidad
De los siguientes materiales y dibuja el proceso.
1.Trozo de madera
2.Una tapa plástica de una botella
3.Una tuerca
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Comprueba y calcula la densidad
De los siguientes materiales y dibuja el proceso.
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REFERENCIAS
Atáres, L. Determinación de la densidad de un líquido con el método del picnómetro. Universidad Politecnica de Valencia. http://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/12655/11.%20Art%C3%ADculo%20docente.%20Determinaci%C3%B3n%20de%20la%20densidad%20de%20un%20l%C3%ADquido%20con%20el%20m%C3%A9todo%20del%20picn%C3%B3metro.pdf?sequence=1
Torrelavega. Cálculo de la densidad. Escuela Politécnica de Ingeniería de Minas y Energía. http://
ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/fisica-i/practicas-1/practica4.pdf
Velásquez, A. Determinación de la densidad de un líquido. UNAM-Facultad de Ingeniería. http://
www.dcb.unam.mx/cerafin/bancorec/ejenlinea/2L_Densidad.pdf
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