Atenció! Aquestes activitats només les han de fer els alumnes que estiguin cursant Física en aquests moments.
Des de les navegacions dels temps d’en Fernão Magalhães, les tècniques i els recursos per a la navegació han evolucionat molt. S’han descobert materials més lleugers i resistents que permeten navegacions més ràpides i segures. S’han inventat sistemes d’orientació més eficients i precisos i s’han descobert els principis físics i tecnològics que optimitzen la flotabilitat i l’estabilitat de les embarcacions.
Un bon exemple és la Barcelona WorldRace, que consisteix a fer una volta al món a vela a dos (amb dos tripulants per vaixell). És una regata de dues etapes Barcelona - Sydney - Barcelona, en la qual es navega amb els vaixells IMOCA 60.
És un repte esportiu de primer ordre i una aventura oceànica que posa a prova els límits humans i tecnològics.
En aquesta prova els regatistes travessaran 12 zones climàtiques i 3 oceans, a més de la mar Mediterrània. La sortida de la primera etapa comença al febrer des de Barcelona i els vaixells recorreran 13.500 milles nàutiques (25.002 km) teòriques, fins a Sydney, deixant els caps de Bona Esperança (Sud-àfrica) i Leeuwin (Austràlia) per babord (l'esquerra) i envoltant l'Antàrtida per estribord (la dreta).
La sortida de la segona etapa a Sydney és a principis de març i els vaixells hauran de navegar 12.500 milles nàutiques (23.150 km) teòriques fins a Barcelona, on s'espera la seva arribada a mitjan abril.
En 3 mesos els participants fan la volta al món i recorren 26.000 milles en unes condicions climàtiques adverses. La vida a bord durant tot aquest temps esdevé tot un repte per l‘esforç físic continu que es requereix i per la dificultat psicològica que representa enfrontar-se a una travessa trans-oceànica d’aquestes característiques.
El tipus de veler que s’utilitza en aquesta competició, l’IMOCA 60, va ser dissenyat en 1986 encara que ha estat constantment actualitzat. És un dels monocascs de competició més ràpids de l'actualitat. Està construït amb materials "composites", que són materials molt lleugers -la qual cosa es tradueix en un augment de velocitat- i prou sòlids per a resistir les dures condicions meteorològiques d'una volta al món.
Les mesures màximes dels IMOCA 60 són: 60 peus d'eslora (18,29 m), 4,5 m de calat i 29 m d'altura del pal sobre el nivell del mar. Tenen una massa d’entre 8.000 kg i 9.000 kg.
1) Tenint en compte la distància que recorren els participants al llarg dels 3 mesos de navegació, quina velocitat mitjana tenen els velers?
2) Per què creus que s’utilitzen materials composites en la fabricació d’aquests vaixells?
3) Atès el pes del vaixell (entre 8.000 i 9.000 kg), com és possible que aquest suri a l’aigua? De què depèn que un objecte pugui flotar en un medi aquós?
4) Creus que el mateix vaixell flotaria igual en un riu navegable que al mar? Per què? Argumenta-ho tenint en compte les densitats de cada medi i el que et passa quan intentes surar al mar o en una piscina.
Si construíssim un petit vaixell amb la closca d’una nou i una fulla de plataner, aquest suraria sense problema.
5) Si en lloc de construir-lo amb una closca de nou, el construíssim d’acer, creus que també suraria? Per què?
Per esbrinar-ho farem seguidament, el següent experiment:
En un got amb aigua hi posarem una esfera de plastilina compacta i observarem si flota o se’n va al fons.
Després agafarem la mateixa quantitat de plastilina i li donarem la forma d’una semiesfera buida. La posarem en un altre got d’aigua i observarem què passa.
Abans de realizar l’experiència tracta de preveure que li ocorrerà a la plastilina en cada cas.
6) Descriu el comportament que esperes en cada cas i explica’n el motiu.
7) Ara realitza l’experiència i descriu allò que observes en cada cas. Fes una fotografia dels dos gots amb les dues esferes de plastilina (la compacta i la buida) i inclou la captura al teu dossier. Quina pot ser l’explicació del resultat observat?
8) És igual la massa en tots dos casos? I el volum? I la densitat de cada cos?
9) Tenint en compte el que has vist, com pots explicar que flotin els vaixells de ferro? Observa la taula de densitats adjunta.
“Els vaixells suren gràcies a la densitat. Les coses que suren ho fan perquè tenen menys densitat que l'aigua, és a dir, per un mateix volum tenen menys massa.”
“Els vaixells tenen aire a dins. Si ajuntem les densitats de l’aire i de l’acer el resultat és una densitat mitjana inferior i, per tant, l’aigua fa surar el vaixell.”
10) Tenint en compte tot el que hem vist, explica el comportament de les dues esferes de plastilina que has introduït en el got d’aigua. #densitat mitjana #densitat #massa #volum
Ara construireu un vaixell propulsat per vapor d’aigua amb material molt senzill.
Aquest tutorial us explica com haureu de construir el vaixell.
11) Construïu-lo seguint tots els passos i graveu un vídeo on es vegi com funciona el vaixell. Al vídeo també hi heu d’aparèixer vosaltres i l’haureu d’incloure quan entregueu el dossier.