TALLER “CIENCIA A LA VISTA: Artesanías Científicas” PACE UABCS programa 2011

Dr. Carlos J. Cáceres Martínez Profesor-Investigador UABCS, Departamento de Ing. en Pesquerías: ccaceres@uabcs.mx, http://uabcs.academia.edu/CarlosJCaceresMartinez, http://www.uabcs.mx/maestros/ccaceres/artesanias

ProgramaSegundo Taller: Un remolino en dos

botellas y construcción de embarcaciones de propulsión.

Objetivos: a) Usando material reciclado

construiremos un aparato que permitirá formar un remolino.

b) Construcción de cinco diferentes embarcaciones de madera que se desplazarán en el agua usando un elemento de propulsión.

Fecha: Jueves 29 de septiembre 17:00 horas; duración 3 horas

Remolino en dos botellas

Segundo Taller

Septiembre

Un tornado (del latín tornare, girar) es un fenómeno meteorológico que consiste de un torbellino violento de aire que gira sobre sí mismo y que se extiende desde la superficie terrestre hacia el nivel de las nubes donde se insertan y se disipan

Objetivos específicos

Conocer y comprender como se forman los tornados en un simple

aparato.Preparación de un aparato que

permitirá observar a voluntad

remolinos.

Material necesario, para el remolino: 1. Dos Botellas de plástico

preferentemente de soda de al menos dos litros de capacidad.

2. Una rondana con una perforación de 3/8’ que pueda colocarse en la entrada de la botella.

3. Cinta de teflón para reparación de tubería, esta puede conseguirse en una ferretería.

4. Cinta para reparaciones eléctricas (de plástico flexible)

5. Tijeras

Los remolinos

Los remolinos son un fenómeno que puede manifestarse en el agua (mar) y en la atmósfera.

En el mar se forman cuando se encuentran dos corrientes marinas opuestas, o por la fuerza del viento.

En la atmósfera el término genérico se usa para nombrar cualquier fenómeno meteorológico que tiene vientos en forma de espiral y que se desplaza sobre la superficie terrestre.

Los remolinos en el mar

Los remolinos marinos, son cuerpos de agua que giran rápidamente sobre sí mismos. Normalmente giran alrededor de una depresión central y, a veces, alrededor de una cavidad vertiginosa que arrastra los objetos del entorno hacia el centro, lo cual hace que esta cavidad aumente su tamaño cada vez más.

Los remolinos marinos se deben a la reunión de corrientes y mareas opuestas, esto pasa cuando las corrientes oceánicas que golpean estructuras costeras o simplemente a la fuerza del viento actuando sobre el agua.

La Magnitud de los remolinos en el mar El agua circulante de un remolino en el mar

puede tener más de 100 kilómetros de diámetro.

El centro de algunos remolinos tan grandes es frío, mientras que el de otros es cálido.

Imagen satelital del 11 de junio de 1997, registrada a bordo de un satélite de NOAA, vemos dos grandes remolinos de agua caliente al norte de la Corrientes del Golfo. El color azul indica agua fría, mientras que los colores amarillo y naranja indican agua cálida.

Remolinos en el mar

Los remolinos se forman cuando se curva una corriente superficial del océano, se alarga y forma un lazo que se separa de la corriente principal.

El Efecto Coriolis hace que los remolinos de agua fría giren contra reloj y los remolinos de agua caliente en la dirección de las agujas del reloj en el hemisferio norte; mientras que en el sur los remolinos de agua fría giran en la dirección de las agujas del reloj y los de agua calientes giran contra reloj.

Los Remolinos en el mar

Hay evidencia de que la topografía del suelo marino también puede contribuir a la formación de remolinos. Una vez que se forma un remolino, las aguas permanecen circulando, por lo menos, durante algunos de meses .

Los remolinos en la atmósfera

Los remolinos en la atmósfera pueden ser de diferente intensidad.

El tornado es un fenómeno de escala local que se produce durante fuertes tormentas. Se caracteriza por un movimiento circular en forma de embudo que desciende de la base de una nube, alcanzando un diámetro de algunos cientos de metros en la superficie. Su duración es muy variable, entre algunos segundos y algunas horas.

Los Tornados

Va asociado a una intensa actividad tormentosa y es uno de los fenómenos mas destructivos de la naturaleza, capaz de generar vientos de hasta 480 km/h, en casos extremos. La mayoría de los tornados avanzan a unos 50 km/h, no duran mas que unos minutos y dejan sobre el suelo rastros de su poder devastador, que tienen medio centenar de metros de ancho.

• Simplemente un tornado es una columna de aire que gira violentamente y se extiende desde la base de un cumulonimbo hasta el suelo.

Como se originan los tornados

Los tornados se producen generalmente en la zona de transición entre las masas de aire

polar y tropical, entre los 20: y 50° de latitud, a ambos lados del ecuador, siendo poco frecuentes en latitudes mayores de 60°, donde el aire no contiene la humedad y la temperatura necesaria para la formación de este fenómeno y en la región ecuatorial, donde la atmosfera no tiene la inestabilidad necesaria para desarrollar una tormenta severa de tal magnitud.

Otros giros en la atmósfera son los Huracanes

El huracán es el más severo de los fenómenos meteorológicos conocidos como ciclones tropicales.

Estos son sistemas de baja presión con actividad lluviosa y eléctrica cuyos vientos rotan antihorariamente (= en contra de las manecillas del reloj) en el hemisferio Norte.

Como se forman los HuracanesUn ciclón tropical con vientos menores o

iguales a 62 km/h es llamado depresión tropical.

Cuando los vientos alcanzan velocidades de 63 a 117 km/h se llama tormenta tropical y,

Al exceder los 118 km/h, la tormenta tropical se convierte en huracán..

Huracán

La palabra "huracán" deriva del vocablo Maya "hurakan", nombre de un Dios creador, quien, según los mayas, esparció su aliento a través de las caóticas aguas del inicio, creando, por tal motivo, la tierra.

La Temporada de Huracanes en el hemisferio Norte Cuenca del Atlántico y Océano Pacífico comienza el 1 de junio y termina el 30 de noviembre.

HURACANES TORNADOS

Se originan sobre los océanos cuando la temperatura de la

superficie del agua es superior a 27ºC

Se originan sobre la tierra

Se forman comúnmente en el cinturón tropical (entre los 5 y los

15 grados de latitud)

Se forman en latitudes medias (entre los 20 y los 50 grados de

latitud)

La velocidad de viento oscila entre los 120 y 240 km/h

La velocidad de los vientos puede sobrepasar los 500 km/h

El diámetro varía entre 500 y 1800 kilómetros

Diámetro de apenas 250 metros

Su vida es de unos pocos días a algunas semanas

Su vida es de unos pocos minutos, en casos excepcionales algunas

horas

No están asociados a ningún frente de tormenta

Se producen en conexión con Líneas de Inestabilidad, frentes

o nubes de tormenta.

Diferencias entre Huracanes y Tornados

¿Qué fue eso de Coriolis o efecto de qué?

La rotación de la Tierra ejerce un efecto sobre los objetos que se mueven sobre su superficie que se llama "Efecto Coriolis".

En el Hemisferio Norte este efecto curva su dirección de movimiento hacia la derecha.

Efecto Coriolis

Cuando un objeto inicia un movimiento apuntando en una dirección en el Hemisferio Norte, sea cual sea esa dirección, la trayectoria real resulta curvada hacia la derecha respecto a la dirección inicial. Esto es debido a que la Tierra gira de Oeste a Este.

El efecto Coriolis curva la dirección inicial de los vientos que se mueven entre dos puntos de alta y baja presión desviándolos, en el Hemisferio Norte, hacia la derecha de su dirección de avance y en el Hemisferio Sur, hacia la izquierda.

Coriolis

Cuando se dispara con un cañón de largo alcance, en el momento de apuntar, hay que tener en cuenta este efecto. Con un cañón que alcance 40 km, el punto de impacto se desviará a la derecha de la dirección en que apuntamos. Sin ningún tipo de viento que desvíe la bala, caerá unos cuantos metros a la derecha debido a la rotación de la Tierra.

Podemos comprobarlo facilmenteSi se vacía el escusado, el agua

se desplaza hacia el sumidero central horizontalmente y, debido al efecto Coriolis, el agua gira en sentido contrario a las agujas del reloj en el Hemisferio Norte y justo en sentido contrario en el Sur.

Compruébalo

Procedimiento1. Lave las botellas y quite las etiquetas.2. Llene una de las botellas 2/3 de su

capacidad con agua.3. Coloque la rondana en la abertura de la

botella usando la cinta de teflón, hasta que quede bien ajustada, cuidando de no tapar la abertura de la rondana. Un buen sellado se logra con cuatro a cinco vueltas de la cinta. Puede auxiliarse con la figura siguiente.

Procedimiento

3. Ahora empate la segunda botella con la primera usando también la cinta de teflón, cubra la la unión varias veces.

4. Ahora usando la cinta para electricidad cubra la unión haciéndola muy fuerte.

ProcedimientoAhora cambie la posición de las

botellas, la llena en la parte superior, ahora tomando firmemente de la unión gire las botellas hasta que el agua inicie su caída por el agujero de la rondana y observe.

Ahora construiremos algunas embarcaciones a propulsión

Con la flotilla que construiremos podremos investigar los diferentes tipos de propulsión que pueden tener las embarcaciones:

Ahora que comprendamos el principio de operación podrán inventar sus propios diseños.

Materiales1. Una regla2. Un Lápiz3. Pedazos de madera de diferentes tamaños pueden ser

pedazos de arpillas de fruta o madera de balsa4. Un par de prensas de carpintero (no se preocupe están

en el taller)5. Una segueta6. Dos hojas de lija7. Un martillo8. Un formón de ½ pulgada9. Un Cutter10. Pegamento blanco (tipo 850)11. Ligas de varios tamaños12. Dos hélices de plástico13. Pinturas de acrílico14. Armellas con rosca pequeñas

Procedimiento

1. Usando el lápiz y la regla marque en las piezas de madera las siguientes formas

Procedimiento2. Usando las prensas de carpintero fije la

madera con las formas a una mesa para poder cortar y obtener las formas.

3. Ahora marque los espacios para colocar las paletas de propulsión como se indica:

Espacio Para paletas

Espacio Para propela

Procedimiento4. Corte los espacios de las figuras

anteriores para tener las piezas terminadas como sigue:

Procedimiento5. Ahora prepararemos los propulsores;

Marque en la madera de balsa las siguientes formas, mismas que deberán de estar contenidas en el espacio del corte de la figura A.

A

B

Procedimiento

6. Corte los impulsores y únalos como se muestra en la figura:

Paletas impulsoras

Procedimiento7. Marque en otro pedazo de madera la

forma del soporte para la hélice y cortelo

Soporte para la hélice

Procedimiento8. Arme los modelos como se indica

usando las ligas y las armellas

Armado de propela

Montaje para la hélice

Ojo de la armella

Ojo de la armella

barco

Finalmente podemos pintar y decorar como queramos

Embarcaciones a propulsión

A ponerlas en marcha

Una vez decorados los barcos podrán desplazarse con el uso de las ligas y la propulsión del viento y la corriente generada por el propulsor

Fin del segundo Taller