Experimento con volúmenes

Arquímedes lo sabía

Pues claro, no podemos dejarnos uno de los experimentos más famosos de la Historia, ese que hizo salir a Arquímedes gritando de su bañera “Eureka”. Vamos a descubrir que un objeto introducido en un líquido desplaza su volumen. 

Necesitaremos dos cacharros grandes de cristal, uno profundo y el otro plano, como una jarra y una bandeja de horno en los que quepan dos litros de agua y nada más que nuestras manos. Lo ideal sería que estuvieran marcados con los volúmenes, pero si no, podemos hacerlo nosotros midiendo el agua en uno más pequeño que tenga unidades de medida y trasvasándola. También vamos a usar rotuladores de colores que pinten en el vidrio y cinta adhesiva. 

Si no disponemos de él podremos hacer el experimento igual, pero no podremos obtener medidas exactas. De todos modos, la idea es que los niños descubran que el agua será desplazada más o menos según sea de grande el objeto que metamos dentro.

Llenaremos ambos recipientes con un litro y medio de agua y haremos una marca con la cinta adhesiva para dejar claro cual era el nivel al empezar el experimento. Entonces primero el niño y luego nosotros, introduciremos la mano en el agua hasta la muñeca, marcando de color diferente hasta donde ha subido el agua en cada ocasión.

Los niños podrán ver que nuestra mano, más grande, ha desplazado más arriba el nivel del agua aunque la de ellos también lo habrá hecho. En el caso del recipiente estrecho el ascenso será más evidente que en el ancho, porque al tener más espacio el agua ha subido proporcionalmente al volumen de nuestras manos pero teniendo más espacio que cubrir.

Con los niños de más edad podemos, ahora, trabajar las cantidades de volumen trasvasando agua para medir exactamente, de forma indirecta, el volumen de nuestras manos y sus manitas.

Para terminar, con una buena preparación para que no manchemos demasiado, llenaremos la jarra hasta el borde y el agua, al meter la mano, subirá y se desbordará porque no podrá contener el volumen adicional de la mano.

Y, por supesto, luego nos vamos a la bañera y vamos entrando en ella, primero los niños, luego nosotros y, si queremos, juntos, para ir viendo como asciende el agua de nivel. Pero cuidado, no desbordemos la bañera y le calemos al vecino de abajo.

Los barcos no se hunden

Seguro que los niños han hecho muchas veces barquitos de papel o han subido en una barca inflable cuando van a la playa, pero hoy vamos a ver también la razón por la que flotan los barcos y no se hunden, aunque no sean tan livianos. La flotabilidad depende de la forma que le demos, pues depende de su volumen total.

Usaremos un barreño con agua, un globo lleno de aire y plastilina. Llenaremos el barreño e invitaremos a cada niño ha hacer una bola de plastilina, una para cada uno y mejor de diferentes colores. Las bolas de plastilina se hundirán, claro está, porque pesan más que el agua. Hasta aqui, todo esperable.

Pero ahora vamos a construir un barco que flote. Podéis proponerles que hagan diferentes formas que crean que pueden flotar como lo hacen los barcos. Y esto también tiene que ver con Arquímedes, aunque la historia de como averiguó si la corona era o no de oro puro quizá sea un poco complicada todavía para los peques de la casa, así que vamos a limitarnos ha hacer nuestros barquitos de plastilina y cuando sean un poco mayores iremos un poco más allá.

El agua deja flotar a los cuerpos que pesan menos que ella, como un globo lleno de aire. El globo, lleno de aire pesa menos que el agua y flota, pero la bola de plastilina se hunde. Vamos a “llenar” la plastilina de aire para que su volumen total contenga también una materia menos pesada y vamos a hacerla más grande en volumen extendiéndola para que pueda además de su propia materia llevar aire.

Podemos ir haciendo barcos planos hasta conseguir un modelo que no se hunda, con lo que habremos hecho con los niños su primera experiencia de ingeniería naval y la semilla para que, cuando llegue el momento encuentren al principio de Arquímedes como un viejo amigo y estén listos para entenderlo al haber puesto las bases desde su infancia.

Delantal puesto, mucha agua para experimentar y ganas de disfrutar aprendiendo van a ser los ingredientes indispensables para nuestros talleres caseros de ciencias.