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Con esta experiencia se pueden trabajar los siguientes conceptos:
Principio de Bernoulli.
Ecuación de continuidad o conservación de caudal
Presión manométrica.
Posible CONSTRUCCIÓN de la fuente de Herón
Para la construcción de la fuente necesitaremos (Figura 1, izquierda):
Tres botellas de agua
Pajitas de plástico
Silicona caliente y silicona para baños
Taladro
Antes de empezar es muy recomendable hacerse un esquema de cómo están conectados los depósitos con las pajitas (Figura 1, derecha). En la configuración que se quiere implementar los tres depósitos están alineados en vertical.
Figura 1. Materiales de construcción y esquema de la fuente
En primer lugar se hacen los agujeros de los dos tapones que separan las botellas que harán de depósitos B y C. Los agujeros deben estar enfrentados, ya que las pajitas amarilla y rosa deben atravesarlos. Se utiliza una broca de número 6, que tiene un grosor similar a las pajitas.
Después se perfora el fondo de la botella B y el tapón de la botella A. Después, se recorta la botella A para hacer el vaso para la fuente y se cortan las pajitas de la longitud adecuada.
A continuación se fijan las pajitas en su posición. Se utiliza silicona para baños para sellar los agujeros entorno a las pajitas. Se empieza con la botella B y las tres pajitas que lo atraviesan: primero los dos tapes que separan las botellas B y C, y después el fondo del depósito B con el tape de la botella A.
El siguiente paso es reforzar la unión de los tapes y la botella B con silicona caliente para darle rigidez a la construcción. Si sólo se utiliza la silicona de baños, los tapes se despegarán con facilidad y se nos desmontará la fuente.
Por último, se enrosca las botellas A y C en la parte superior e inferior.
Figura 2. Proceso de construcción: agujerear los tapones para que pasen las pajitas.
Para cargar la fuente de agua (Figura 3), hay que llenar el depósito A a través de la pajita amarilla, o llenar la botella A antes de enroscarla. Este paso sólo hay que hacerlo la primera vez que se quiere utilizar la fuente. Después hay que darle la vuelta para que pase del depósito A al B por gravedad y volver a dejar la fuente con la orientación original (Figura 3). Este paso es necesario cada vez que se quiera hacer funcionar la fuente.
Para que la fuente empiece a funcionar, con el depósito B lleno de agua y el A vacío, hay que cubrir la entrada de la pajita amarilla de agua (Figura 4). Se para cuando el depósito B se vacía o cuando el depósito A se llena hasta la entrada de la pajita rosa, que conecta el aire en ambas botellas (Figura 5).
Con el modelo de fuente construido en este trabajo, el flujo de agua se mantiene durante poco más de un minuto.
Figura 3. Carga de la fuente con agua
Figura 4. Inicio de flujo de agua
Figura 5. Finalización del flujo.
CONSEJOS Y TRUCOS:
Al elegir las botellas (B y C) hay que tener en cuenta que la capacidad de ambas debe de coincidir, ya que el agua va de un depósito al otro. También deben tener buena estabilidad y que el tape sea lo más ancho posible para que puedan pasar con comodidad todas las pajitas. La tercera botella, se utiliza únicamente para construir el vaso de la fuente y puede ser completamente distinta.
Una de las pajitas tiene que ir desde el fondo del vaso (A) hasta el fondo del depósito inferior (C), por lo que se necesitan pajitas con suficiente longitud.
El material de las pajitas se funde con facilidad por lo que no se puede usar la silicona caliente.
La altura del vaso de la fuente (A) se ha dejado ligeramente mayor que la altura de la pajita naranja, para que al darle la vuelta para cargar la fuente, se apoye en el vaso y se quede estable (ver figura 3).
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