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Máster de Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria y
Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanza de Idiomas
La Teledetección:
fuerza de empuje de fluidos y
principio de Arquímides
Implicaciones de la Física y la Química
en el mundo contemporáneo
Autor: Héctor Velasco Arregui
E-mail: hvelasco001@gmail.com
Fecha: 29 de julio de 2015
Índice
1. Presentación de aula.........................................................................................................................3
Diapositiva I.....................................................................................................................................3
Diapositiva II...................................................................................................................................3
Diapositiva III..................................................................................................................................4
Diapositiva IV..................................................................................................................................4
3. Explicación y tareas..........................................................................................................................5
4. Bibliografía.......................................................................................................................................7
1. Presentación de aula
Diapositiva I
Diapositiva II
TELEDETECCIÓN
● Ciencia/arte multidisciplinar
● Objetivo: “adquisición de información sin contacto”
● Evolución vertiginosa en el siglo XX
● Distintos campos avanzado por separado:
● Desarrollo tecnológico con gran impacto social
●
Aplicaciones nos permiten entender realidad actual
– Fotografía
– Telecomunicaciones
– Aviación
– Informática
– Cartografía
– Meteorología
Concepto de Densidad
Vertido/contenido Aire Agua Hielo Aceite Aceite
congelado
Aire
Agua
Hielo
Aceite
Aceite congelado
● El camino “del globo al cohete espacial” es largo
● ¿Por qué vuelan los globos?
● Repaso de concepto de densidad
(dagua>dhielo>daceite congelado>daceite>daire)
Diapositiva III
Diapositiva IV
Empuje: principio de Arquímides
● Pelota flota en agua y, al sumergirla, emerge
● Fuerza vertical de sentido ascendente: “Empuje”
● Fluido ejerce presión por toda la superficie:
resultante de ∑ de fuerzas será perpendicular
● Flotabilidad dependerá de peso (P) y empuje (E)
● Relación directa con concepto de densidad
● Principio de Arquímides: …
E = V · dF · g = mF · g
¿Por qué vuelan los globos?
● Gases también son fluidos
● Gas “ligero” flota en gas más denso: “vuela”
● Calentamiento de gas disminuye su densidad
● Para que globo flote (vuele) => Eaire > Pglobo
Vaire · daire · g > mglobo · g
3. Explicación y tareas
Esta clase podría encuadrarse dentro de la unidad didáctica de mecánica de fluidos en un curso de
Física y Química de 4º de ESO.
“La teledetección es la ciencia o arte que busca recabar información sobre aquello con lo que no se
está en contacto. Es completamente multidisciplinar, es decir, requiere conocimientos y avances realizados
en distintos campos de la ciencia para su progreso, como la Física, la Química, las Matemáticas, etc.
Además, posibilita el avance de otras disciplinas, como la meteorología, la cartografía o las
telecomunicaciones, por lo que es una especie de “pescadilla que se muerde la cola” que nos permite analizar
muchos de los avances de la humanidad en los últimos tiempos para entender mejor la realidad que nos
rodea. Sin ir más lejos, el teléfono móvil, herramienta indispensable para muchas personas en la sociedades
desarrolladas, ha heredado muchas de las tecnologías desarrolladas de manera paralela a la teledetección”
(Fin diapositiva I).
“Hemos de considerar que el proceso que permite llegar de la invención del globo aerostático a la
llegada del hombre a la Luna o el lanzamiento sistemático de satélites de telecomunicación ha sido largo y
no ha estado exento de dificultades. Quizá una de las primeras preguntas que nos vienen a la cabeza sea:
¿cómo se consigue que vuele un globo aerostático? Para entenderlo, en primer lugar habrá que hacer un
breve repaso del concepto de densidad. Mediante los experimentos con aire, agua y aceite que habéis
realizado en casa, habréis podido establecer cómo las diferencias de densidad producen fenómenos de
flotabilidad (ir rellenando tabla de manera conjunta con alumnado, para finalmente mostrar conclusiones de
experimento)” (Fin diapositiva II).
“Estas experiencias nos permiten entender qué ocurre cuándo sumergimos una pelota hinchada en el
agua de la piscina y la soltamos: que la pelota emerge y flota. Esto se debe a que todo cuerpo sumergido en
un fluido experimenta una fuerza de empuje vertical y en sentido ascendente. Pensemos por ejemplo en algo
más pesado: ¿cuándo cuesta más llevar en brazos a otra persona, dentro o fuera del agua? Dentro del agua y
se debe a que la mencionada fuerza de empuje produce una disminución aparente del peso del cuerpo al estar
sumergido en un fluido (como el agua). Hemos de tener en cuenta los fluidos ejercen presión sobre el cuerpo
sumergido en todas las direcciones, pero las fuerzas “horizontales” se anulan o contrarrestan, por lo que las
resultantes son de tipo vertical (esquema gráfico). Por tanto, un cuerpo totalmente sumergido está sometido a
dos fuerzas que determinan su flotabilidad: su peso y el empuje”.
“También hemos de hacer otras tres consideraciones: 1. que sólo la parte sumergida del cuerpo es la
que genera empuje; 2. una vez sumergido completamente, el empuje del cuerpo no varía al desplazarse
(horizontalmente) por el fluido; y 3. que la presión dentro del fluido aumenta con la profundidad (volviendo
al ejemplo de la pelota sumergida, por eso es más fácil sumergirla medio metro que metro y medio; esquema
E < = > P). Todo esto que comentamos está relacionado con el Principio de Arquímides (definición) y, por
supuesto, con la densidad de los cuerpos (que hemos repasado con la experiencia del aire, agua y aceite)”
(Fin de Diapositiva III).
“Y todo esto nos permite entender por qué los globos vuelan: un gas más ligero (menos denso),
tiende a flotar (ir hacia arriba, “volar”) al sumergirse en otro más denso (tengamos en cuenta que ambos son
fluidos). Ya sea por su propia naturaleza (como en los globos de feria, en los que suelen usarse gases menos
densos que el aire), bien porque ha sido calentado (disminuyendo así su densidad, como en el caso de los
globos aerostáticos, en los que se calienta el aire), los globos tienden a flotar (lo que traducido al fluido
“aire”, significa volar), cuando la que la fuerza de empuje es mayor que su peso (E > P). De ahí también que
un globo de feria no nos eleve por los aires al agarrarlo (ya que la fuerza de empuje será mucho menor que el
peso total: E << P)” (Fin diapositiva IV).
La primera tarea del docente sería diseñar las diapositivas presentadas, añadiéndoles elementos
visuales y proporcionándoles un formato más atractivo. Posteriormente, en el aula, su principal función será
realizar la exposición del tema, enfatizando el aspecto motivador de la misma y respondiendo a las preguntas
del alumnado que puedan surgir. Además, deberá proporcionar al alumnado interesado en ampliar sus
conocimientos sobre la teledetección y su historia textos y/o enlaces de interés sobre el tema.
Con respecto al alumnado, de manera previa a la clase preparada (dos días antes), deberá realizar
unos sencillos experimentos con aire, agua y aceite (estos últimos congelados y en estado líquido) que les
permitan cumplimentar la tabla proporcionada con los datos observados sobre fenómenos de flotabilidad. De
esta manera repasarán de manera práctica y visual el concepto de densidad, lo que será muy útil para la
posterior explicación. Tras la clase de introducción de la fuerza de empuje y el principio de Arquímides, se
llevarán a cabo ejercicios sencillos que permitan aplicar los conceptos y fórmulas explicados.
4. Bibliografía
• Tema 2 de la asignatura “Implicaciones de la Física y la Química en el mundo
contemporáneo”. Capítulo 1: Concepto y desarrollo de la teledetección. UNED.
• Ministerio de Educación y Ciencia (1990). Real Decreto 1631/2006, de 29 de diciembre.
(BOE del 5 de enero de 2007).
• V.V.A.A. (2008). Física y Química de 4º de ESO. Madrid. Santillana Educación.

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Act. teledetección ifq hva

  • 1. Máster de Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanza de Idiomas La Teledetección: fuerza de empuje de fluidos y principio de Arquímides Implicaciones de la Física y la Química en el mundo contemporáneo Autor: Héctor Velasco Arregui E-mail: hvelasco001@gmail.com Fecha: 29 de julio de 2015
  • 2. Índice 1. Presentación de aula.........................................................................................................................3 Diapositiva I.....................................................................................................................................3 Diapositiva II...................................................................................................................................3 Diapositiva III..................................................................................................................................4 Diapositiva IV..................................................................................................................................4 3. Explicación y tareas..........................................................................................................................5 4. Bibliografía.......................................................................................................................................7
  • 3. 1. Presentación de aula Diapositiva I Diapositiva II TELEDETECCIÓN ● Ciencia/arte multidisciplinar ● Objetivo: “adquisición de información sin contacto” ● Evolución vertiginosa en el siglo XX ● Distintos campos avanzado por separado: ● Desarrollo tecnológico con gran impacto social ● Aplicaciones nos permiten entender realidad actual – Fotografía – Telecomunicaciones – Aviación – Informática – Cartografía – Meteorología Concepto de Densidad Vertido/contenido Aire Agua Hielo Aceite Aceite congelado Aire Agua Hielo Aceite Aceite congelado ● El camino “del globo al cohete espacial” es largo ● ¿Por qué vuelan los globos? ● Repaso de concepto de densidad (dagua>dhielo>daceite congelado>daceite>daire)
  • 4. Diapositiva III Diapositiva IV Empuje: principio de Arquímides ● Pelota flota en agua y, al sumergirla, emerge ● Fuerza vertical de sentido ascendente: “Empuje” ● Fluido ejerce presión por toda la superficie: resultante de ∑ de fuerzas será perpendicular ● Flotabilidad dependerá de peso (P) y empuje (E) ● Relación directa con concepto de densidad ● Principio de Arquímides: … E = V · dF · g = mF · g ¿Por qué vuelan los globos? ● Gases también son fluidos ● Gas “ligero” flota en gas más denso: “vuela” ● Calentamiento de gas disminuye su densidad ● Para que globo flote (vuele) => Eaire > Pglobo Vaire · daire · g > mglobo · g
  • 5. 3. Explicación y tareas Esta clase podría encuadrarse dentro de la unidad didáctica de mecánica de fluidos en un curso de Física y Química de 4º de ESO. “La teledetección es la ciencia o arte que busca recabar información sobre aquello con lo que no se está en contacto. Es completamente multidisciplinar, es decir, requiere conocimientos y avances realizados en distintos campos de la ciencia para su progreso, como la Física, la Química, las Matemáticas, etc. Además, posibilita el avance de otras disciplinas, como la meteorología, la cartografía o las telecomunicaciones, por lo que es una especie de “pescadilla que se muerde la cola” que nos permite analizar muchos de los avances de la humanidad en los últimos tiempos para entender mejor la realidad que nos rodea. Sin ir más lejos, el teléfono móvil, herramienta indispensable para muchas personas en la sociedades desarrolladas, ha heredado muchas de las tecnologías desarrolladas de manera paralela a la teledetección” (Fin diapositiva I). “Hemos de considerar que el proceso que permite llegar de la invención del globo aerostático a la llegada del hombre a la Luna o el lanzamiento sistemático de satélites de telecomunicación ha sido largo y no ha estado exento de dificultades. Quizá una de las primeras preguntas que nos vienen a la cabeza sea: ¿cómo se consigue que vuele un globo aerostático? Para entenderlo, en primer lugar habrá que hacer un breve repaso del concepto de densidad. Mediante los experimentos con aire, agua y aceite que habéis realizado en casa, habréis podido establecer cómo las diferencias de densidad producen fenómenos de flotabilidad (ir rellenando tabla de manera conjunta con alumnado, para finalmente mostrar conclusiones de experimento)” (Fin diapositiva II). “Estas experiencias nos permiten entender qué ocurre cuándo sumergimos una pelota hinchada en el agua de la piscina y la soltamos: que la pelota emerge y flota. Esto se debe a que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje vertical y en sentido ascendente. Pensemos por ejemplo en algo más pesado: ¿cuándo cuesta más llevar en brazos a otra persona, dentro o fuera del agua? Dentro del agua y se debe a que la mencionada fuerza de empuje produce una disminución aparente del peso del cuerpo al estar sumergido en un fluido (como el agua). Hemos de tener en cuenta los fluidos ejercen presión sobre el cuerpo sumergido en todas las direcciones, pero las fuerzas “horizontales” se anulan o contrarrestan, por lo que las resultantes son de tipo vertical (esquema gráfico). Por tanto, un cuerpo totalmente sumergido está sometido a dos fuerzas que determinan su flotabilidad: su peso y el empuje”. “También hemos de hacer otras tres consideraciones: 1. que sólo la parte sumergida del cuerpo es la que genera empuje; 2. una vez sumergido completamente, el empuje del cuerpo no varía al desplazarse (horizontalmente) por el fluido; y 3. que la presión dentro del fluido aumenta con la profundidad (volviendo al ejemplo de la pelota sumergida, por eso es más fácil sumergirla medio metro que metro y medio; esquema E < = > P). Todo esto que comentamos está relacionado con el Principio de Arquímides (definición) y, por supuesto, con la densidad de los cuerpos (que hemos repasado con la experiencia del aire, agua y aceite)” (Fin de Diapositiva III).
  • 6. “Y todo esto nos permite entender por qué los globos vuelan: un gas más ligero (menos denso), tiende a flotar (ir hacia arriba, “volar”) al sumergirse en otro más denso (tengamos en cuenta que ambos son fluidos). Ya sea por su propia naturaleza (como en los globos de feria, en los que suelen usarse gases menos densos que el aire), bien porque ha sido calentado (disminuyendo así su densidad, como en el caso de los globos aerostáticos, en los que se calienta el aire), los globos tienden a flotar (lo que traducido al fluido “aire”, significa volar), cuando la que la fuerza de empuje es mayor que su peso (E > P). De ahí también que un globo de feria no nos eleve por los aires al agarrarlo (ya que la fuerza de empuje será mucho menor que el peso total: E << P)” (Fin diapositiva IV). La primera tarea del docente sería diseñar las diapositivas presentadas, añadiéndoles elementos visuales y proporcionándoles un formato más atractivo. Posteriormente, en el aula, su principal función será realizar la exposición del tema, enfatizando el aspecto motivador de la misma y respondiendo a las preguntas del alumnado que puedan surgir. Además, deberá proporcionar al alumnado interesado en ampliar sus conocimientos sobre la teledetección y su historia textos y/o enlaces de interés sobre el tema. Con respecto al alumnado, de manera previa a la clase preparada (dos días antes), deberá realizar unos sencillos experimentos con aire, agua y aceite (estos últimos congelados y en estado líquido) que les permitan cumplimentar la tabla proporcionada con los datos observados sobre fenómenos de flotabilidad. De esta manera repasarán de manera práctica y visual el concepto de densidad, lo que será muy útil para la posterior explicación. Tras la clase de introducción de la fuerza de empuje y el principio de Arquímides, se llevarán a cabo ejercicios sencillos que permitan aplicar los conceptos y fórmulas explicados.
  • 7. 4. Bibliografía • Tema 2 de la asignatura “Implicaciones de la Física y la Química en el mundo contemporáneo”. Capítulo 1: Concepto y desarrollo de la teledetección. UNED. • Ministerio de Educación y Ciencia (1990). Real Decreto 1631/2006, de 29 de diciembre. (BOE del 5 de enero de 2007). • V.V.A.A. (2008). Física y Química de 4º de ESO. Madrid. Santillana Educación.