Los fenómenos que trae consigo el movimiento o flujo de fluidos, como el aire o el agua, traen muchos beneficios técnicos para el progreso industrial y para el ser humano. Sencillamente, de no ser por el dominio de la ciencia de los fluidos de muchos ingenieros, no podrías contar con agua potable en tu casa.
Otros buenos ejemplos de la aplicación del estudio del movimiento de los fluidos son: la construcción de vehículos aéreos, espaciales y acuáticos; también sistemas de impulso mecánico como turbinas de agua y aire, que permiten producir energía eléctrica.
Vamos a observar qué sucede en este experimento cuando sumergimos una pelotita de plástico en una corriente de aire que se mueve a buena velocidad. También observaremos una cuchara que se mueve según la presión y velocidad que sobre ella ejerce un chorro de agua.
Los resultados pueden variar dependiendo del lugar a donde se suelta a la pelotita.
¿Hacia dónde se mueve la cuchara? ¿Se acerca al chorro o se aleja de éste?
Sujeta a la hoja de papel de dos esquinas, de preferencia del lado más corto, y cada esquina con los dedos pulgar e indice de cada mano. La hoja tenderá a caer del lado que no está sujeto. Ahora sopla por debajo de la hoja ¿qué ocurre con la hoja?
A continuación sopla por arriba de la hoja, inténtalo hasta que la hoja en lugar de que baje, ¡suba!
¿Cómo influye la curvatura de una superficie cuando pasa aire por arriba o por un lado?
Compara la curvatura de las alas de los aviones con la curvatura que tiene la hoja cuando soplas por arriba de ella.
Cuando viajas en bicicleta u observas a un corredor de ciclismo, ¿cómo se coloca sobre la bicicleta para lograr mayor velocidad? Este comportamiento del ciclista se relaciona con lo que ocurre cuando te bañas: al abrir el chorro de la regadera ¿qué le ocurre a la cortina de hule que cuelga entre la regadera y el exterior donde estás tú?
La corriente de aire ascendente del secador genera una presión y una fuerza que compensa el peso de la pelotita. Esto permite que quede aparentemente flotando en el aire.
Pero, ¿por qué se queda la bola quieta en el centro del secador sin moverse?
La velocidad con la que el aire sale del ventilador es mayor que la que está en los bordes de la pelota. El aire que no sale del secador está en reposo. Las zonas donde el aire se mueve a mayor velocidad son las zonas donde existe baja presión y las zonas donde el aire tiene menor velocidad son de alta presión.
Cuando la pelota se desplaza ligeramente de la parte central de la corriente se genera una diferencia de presión que empuja a la pelotita de regreso al centro de la corriente. La pelota gira por que hay diferencia en la presión.
Esta explicación puede aplicarse tanto a la cortina de hule o la hoja de papel cuando algún fluido en movimiento (como el agua o el aire) hacen que se acerque o alejen objetos… o que vuelen los aviones.
El experimento desafía al sentido común de los estudiantes, sin embargo el Profesor facilitador puede abordar el primer experimento y estimular mucho la curiosidad sobre los efectos en la pelotita, los cuales podrá aclararlos en gran medida con el experimento de la cuchara y planteándoles preguntas sobre los siguientes hechos:
Precisamente estos últimos efectos y la noción de cambio de presión del fluido por el efecto de mayor o menor velocidad del flujo podrá aclararlos con los efectos que ocurren en la curvatura de la cuchara en el chorro de agua.
A continuación podrá sugerir proyectos de creación de rehiletes, turbinas y diferentes aparatos hidráulicos para reforzar y profundizar los conocimientos sobre estas máquinas y sobre los efectos del aire sobre objetos sumergidos en él. También podrá abordar problemas de información sobre situaciones del flujo en el cuerpo en el torrente sanguíneo o en el sistema respiratorio acerca de presión, flujo, y efectos asociados.
Primaria (5º y 6º):