Reacció (química) i acció (física)

Guia per al professorat

A la física de batxillerat s’estudia el principi de conservació de la quantitat de moviment. Els exemples d’aplicació que normalment es proposen són diversos, però sempre es parla del retrocés d’un arma en disparar.
Aquest experiment permet trobar la velocitat a què surt un tap col•locat a pressió en un recipient adient, a partir del càlcul de la velocitat amb què retrocedeix un petit carretó on s’ha enganxat el recipient; aquesta velocitat la podem calcular amb les mesures realitzades amb un sensor de distància.

El recipient més fàcil d’utilitzar és un dels antics envasos de pel·lícula fotogràfica,, que actualment encara podem trobar. Com a alternativa, també podem utilitzar els envasos d’alguns medicaments, que ens serviran perfectament per fer l’experiment.
Necessitarem també un carretó lleuger on es pugui enganxar l’envàs, que contindrà una mica d’aigua i un o dos comprimits efervescents.
La figura 1 mostra un possible muntatge: s’ha utilitzat un petit vagó d’una joguina (de LEGO) al qual s’ha enganxat amb cola termofusible, , una peça de ferreteria que serveix per unir tubs.
Cal tenir present que és molt important que el vehicle tingui poc fregament i, a més, que disposi d’alguna mena de plataforma per adherir-hi el recipient; en el nostre cas, el carret de pel•lícula de fotografia. Un carretó de la casa PHYWE, , és un dels millors vehicles que es poden utilitzar.
El que caldrà mesurar és la massa del tap i la massa del carretó, junt amb el comprimit, l’aigua que hi posarem, l’envàs fotogràfic i el tap. Per fer-ho necessitarem d’una balança amb una sensibilitat de
.

Fig. 1:vagó LEGO i peça ferreteria per unir tubs de PVC. La peca és FERR PLAST-U32 (diàmetre intern 32 mm). S’hi pot encaixar un envàs de carrets de fotos.

Variables

: massa del conjunt carretó + envàs + tap + comprimit + la quantitat d’aigua que hi posarem.
: massa del tap.
: velocitat a què retrocedeix el carretó (que calcularem a partir de les mesures realitzades amb un sensor de distància).
: velocitat inicial amb què surt disparat el tap.

Configuració del sensor de distància per l’equip MultiLab – MultiLog:

Freqüència de captació: mostres per segon

Temps: cal deixar un temps de captació d’un parell de minuts aproximadament.

Nota: el temps que tardarà el tap a sortir disparat depèn de diverses variables: la temperatura de l’aigua, la quantitat d’aigua, el tipus de comprimit efervescent, el model d’envàs... A l’annex 1 trobareu un gràfic del temps que tarda a saltar el tap en funció de la temperatura d’ d’aigua en què hi ha un comprimit d’Efferalgan dins d’un envàs de pel•lícula Kodak.
Abans de fer l’experiment, els estudiants han raonar de quina manera, a partir del gràfic del moviment del carretó, poden calcular la velocitat en els primers instants en què aquest es mou després que surti el tap. També han d’explicar com aplicaran el principi de conservació de la quantitat de moviment per calcular la velocitat inicial del tap.

Autor d'aquesta pàgina: Josep Coromines és professor de Física i Química a l'Escola Pia de Sitges.

Aquesta obra està subjecta a una
Llicència de Creative Commons