Lección 4: ¿Cómo se comportan dos vasos comunicantes?
Consejos para la presentación de la lección 4
« Esto es un tubo en forma de U que forma con sus dos ramas dos vasos que comunican entre ellos.
Echo agua en una de las dos ramas del tubo,...”
Material
o un tubo en forma de U
o un vaso de precipitados
agua colorada
Si echamos el líquido en una de las ramas del tubo en U, ¿Cómo va a repartirse el agua?
1- Echemos el liquido en una rama del tubo en U.
2- Observemos el liquido en las dos ramas : está a la misma altura en las dos ramas del tubo
3- Inclinemos el tubo hacia un lado: el líquido está al mismo nivel en cada una de las ramas del tubo.
“El agua que está en la parte horizontal del tubo se queda en equilibrio y no se mueve porque está sometida a la misma presión por la derecha y por la izquierda: la presión atmosférica y la misma altura de agua.”
Acabamos de ver en la lección 3 que « el aire empuja con fuerza en todo lo que toca ». ¿Qué sucede cuando empuja un líquido?
Interrogamos a los niños sobre cómo va a repartirse el agua en el tubo si la echamos en una de las ramas del tubo. La respuesta no siempre es obvia para los niños.
Repetimos el experimento, esta vez echando el agua en la otra rama del tubo. Cada vez el agua se reparte en las dos ramas del tubo de manera idéntica, al mismo nivel.
La idea de horizontalidad es un tema que debe ser abordado con paciencia, requiere que los niños abandonan la expresión "toda recta" y expresa la horizontalidad en términos de “tal como la mesa, derecho como la mesa, como el suelo”.
El enseñante introduce los términos "horizontal, horizontalidad"; los niños adoptarán progresivamente este término.
Una vez la observación comentada, es conveniente comprender lo que sucede. Sabemos que “el aire empuja con fuerza en todo lo que toca” (podemos cambiar esta expresión por otra elegida por los niños “el aire empuja por todas partes y en todas las direcciones”). Los niños explican entonces que el aire empuja el agua de la misma manera cada vez que se abre el tubo, el agua está por lo tanto al mismo nivel en cada rama del tubo.
¿Y si inclinamos el tubo en U?
Para los niños no es claro que el agua está al mismo nivel en las dos ramas del tubo. Una regla mantenida horizontalmente y el uso de otro tubo en U permitirán constatar con más facilidad que el nivel del agua está a la misma "altura", al mismo nivel en todas las ramas.
Muchas veces, la explicación se enfrenta a esta idea de que el aire empuja desde arriba hacia abajo; sin embargo, empuja en todas las direcciones: por consiguiente empuja de la misma manera en cada lado del tubo, el agua está por lo tanto al mismo nivel en cada rama del tubo en U.