Latas Equilibristas

Antonio José Bollas BecerraIrene Fernández RiscadoCarmen Gómez García

Marco Antonio Pinto Ferreira GamboaMªCarmen Valverde Ferrera

Introducción

Este lúdico experimento intenta descubrir el secreto de las ocasionales latas que se encuentran equilibradas sobre su borde. Con un poco de experimentación, se pueden encontrar datos sorprendentes, hasta una lata “mágica”, con una facilidad tremenda para equilibrarse.

ResumenEn este experimento, se intenta encontrar el rango de líquido, con el

cual se puede equilibrar una lata sobre su borde inferior y de manera diagonal.

La hipótesis es que dependiendo del líquido que se use, será más fácil (tiene un rango más amplio) o más difícil (tiene un rango más corto), equilibrar las latas. Se usa una selección de latas y varias disoluciones para probar, como el agua, el alcohol, agua con sal… y usando utensilios como probetas, jeringuillas y vasos de precipitado.

El proceso experimental seguido es insertar líquidos, y ajustar la cantidad de este, según si la lata se equilibra, o si no se equilibra.

 

PALABRAS CLAVES:

 

Lata (de aluminio), equilibrio, balancear, equilibrar, líquido, borde, diagonal, densidad, rango, mínimo, máximo, disolución, agua, probeta, jeringuilla, vaso de precipitado.

 

SummaryIn this experiment, we try to find the range of liquid with

which you can balance a can on its bottom edge diagonally. The hypothesis is that depending on the liquid (and the density of it) used, it will be easier (it has a wider range) or harder (has a shorter range) to balance the cans. We use a selection of cans and various solutions to try, such as water, alcohol, salt water…using tools such as test tubes, syringes and beakers.

The experiment procedure followed is to add liquid and adjust the amount of it depending if the can is balanced or not balanced.

KEYWORDS:

(Aluminum) can, balance, equilibrate, equilibrium, liquid, edge, diagonal, density, range, minimum, maximum, solution, water, graduated cylinder, syringe, beaker.

Teoría: Centro de gravedadEl centro de gravedad es el punto que sirve como promedio para la

acción de todas las fuerzas que actúan sobre el objeto, es decir es el punto en el cuál actúa el peso total del cuerpo.

Este equilibrio se puede clasificar en tres tipos:1. Equilibrio estable: Cuando las fuerzas que mueven el cuerpo obligan a

este a recuperar su posición inicial.2. Equilibrio inestable: Cuando las fuerzas que mueven el cuerpo obligan a

este a tomar otra posición diferente.3. Equilibrio indiferente: Cuando se desplaza el cuerpo vuelve a estar en

equilibrio.

Datos del experimento

• Observaciones iniciales: Las observaciones se toman del fenómeno lúdico de encontrarse latas sobre su borde.

• Información inicial: Usamos el centro de gravedad, la densidad y las disoluciones.

• Propósito: Averiguar por qué estas latas se equilibran y por qué se necesitan fluidos.

• Hipótesis: 1. Dependiendo en la proporción entre altura y sección, la lata tendrá

una mayor facilidad de equilibrarse o lo contrario.2. Según el borde de la lata, habrá efectos sobre el equilibrio.3. Dependiendo en la densidad de los líquidos conseguiremos una

mayor facilidad de equilibrar.

Procedimiento experimentalSe buscará el límite mínimo y máximo de las latas con distintos líquidos y

disoluciones:• Se prepara el líquido.• Se inserta una cantidad baja (inferior a 10ml) y se prueba equilibrando la lata.

– Si no se equilibra, se aumenta la cantidad por un intervalo determinado (2ml-5ml) y se prueba.

– Si se equilibra, medir precisamente este límite con disminuciones de 0.5ml y una vez encontrado con precisión, seguir al paso siguiente.

• Se inserta una cantidad alta (superior a 100ml) y se prueba equilibrando la lata.– Si no se equilibra, se reduce la cantidad con intervalos (como el paso 2ª) de 5ml-

10ml.– Si se equilibra, se mide precisamente este límite aumentando la cantidad de líquido

por intervalos de 0.5ml.• Este proceso se repite dos veces más por líquido experimentado en cada lata.

Materiales

Se utilizan los siguientes utensilios:• Latas de aluminio.• Líquidos y disoluciones.• Probetas de 200ml (precisión 1ml).• Vasos de precipitado de 1000ml.• Jeringas de diferente capacidad:

– 5ml (0,5ml precisión)– 10ml (1ml precisión)– 20ml (2ml precisión)– 60ml (2ml precisión)

• Vasos de 250ml aprox.• Agitador magnético y placa calefactora.• Báscula de precisión (0.1gr precisión).

Medidas

• Estas son las medidas de la latas: Nørdic Mist Cruzcampo (s) Cruzcampo (L) Aquarius

MASA

12,2 g 19,2 g 36,8 g 26g

CAPACIDAD 250 ml 330ml 550ml 395ml

ALTURA 91 mm 115 mm 168 mm 130 mm

DIÁMETROS (todos son iguales entre las latas) en mm

Centro: 62mm

Borde superior:

50mm

Borde inferior: 50mm

LÍMITES DE EQUILIBRIO con agua en ml

Mínimo: 10

Máximo: 230

Mínimo: 20 Máximo: 225

Mínimo: 90 Máximo: 145

Mínimo: 60

Máximo: 180

Resultados: Nørdic Mist

Agua Sal H 5% Sal H 10%

Sal H 15%

Sal S 5% Sal S 10%

Sal S 15%

Sulf. 5% Sulf. 10% Sulf. 15% Sulf H 5%

Sulf H 10%

Sulf H 15%

Alcohol0

50

100

150

200

250

300

MáximoMínimo

Como se puede ver, esta lata mantiene un rango casi constante, y muy amplio. Como podemos ver, el agua y el alcohol son inferiores que las disoluciones en amplitud.

Resultados: Cruzcampo (330ml)

Agua Sal H 5% Sal H 10%

Sal H 15%

Sal S 5% Sal S 10%

Sal S 15%

Sulf. 5% Sulf 10% Sulf. 15% Sulf. H 5%

Sulf. H 10%

Sulf. H 15%

Alcohol0

50

100

150

200

250

300

MáximoMínimo

Es esta gráfica vemos que la amplitud de los rangos ha disminuido comparada con la anterior. Podemos ver que en algunas disoluciones al 5% disminuye el rango.

Resultados: Aquarius

Agua Sal H 5% Sal H 10%

Sal H 15%

Sal S 5% Sal S 10%

Sal S 15%

Sulf. 5% Sulf. 10% Sulf. 15% Sulf. H 5%

Sulf. H 10%

Sulf. H 15%

Alcohol0

50

100

150

200

250

300

MáximoMínimo

En esta lata se ve que su límite mínimo para equilibrar ha subido significantemente y que su límite máximo ha bajado. Esta mantiene unos rangos constantes excepto en el Sulfato de Cobre al 5%.

Resultados: Cruzcampo (500ml)

Agua Sal H 5% Sal H 10%

Sal H 15%

Sal S 5% Sal S 10%

Sal S 15%

Sulf. 5% Sulf. 10% Sulf. 15% Sulf. H 5%

Sulf. H 10%

Sulf. H 15%

Alcohol0

50

100

150

200

250

300

MáximoMínimo

Esta lata tiene un rango muy disminuido, posiblemente debido a su proporción de altura/base, en la cual predomina la altura. Vemos que las disoluciones al 10% tiene un rango más amplio.

Conclusiones

Las latas que mejor se equilibran son la lata Nordic Mist y Cruzcampo (330ml) debido a su baja altura.Las que peor se equilibran son Aquarius y Cruzcampo (500ml) por su altura.• Podemos terminar diciendo que:• Influye la forma geométrica de las latas, que si la sección

aumenta, el equilibrio se ampliará y si la altura aumenta, el equilibrio disminuye, y

• Es más fácil equilibrar la lata, si tenemos una disolución más concentrada.

Limitaciones

• Este experimento, durante su desarrollo, ha tenido varias limitaciones:

• La principal, siendo que no se han probado varias veces las medidas y que no se ha medido con precisión alta. Esto causa pequeñas anomalías en los datos y las gráficas consecuentes.

• Además, algunas de las latas han sufrido deformaciones y oxidación, cambiando las propiedades del medio.

• Esto es causado por otro factor que también influye, que es el líquido que se acumula en los bordes.

Mejoras posibles

• Se proponen como mejoras de la investigación:• Repetir más veces la toma de datos.• Comprobar con más líquidos, como: aceite,

refresco, glicerina…• Comprobar con más disoluciones y aumentar más

la concentración.• Ver si la temperatura de los líquidos también

influye, ya que todas las mediciones realizadas se han hecho con líquidos y disoluciones a temperatura ambiente.

FIN