TP Masa, volumen y densidad

¿Qué son las unidades de medida?

Imaginá que alguien te pregunta cuánto medís, cuánto pesás o cuánta agua tomás en un día. ¿Cómo responderías? Probablemente dirías algo como "mido un metro sesenta", "peso cincuenta kilos" o "tomé dos litros de agua". Todas esas respuestas tienen algo en común: usan unidades de medida.

Las unidades de medida son formas de expresar cuánto hay de algo. Sirven para que podamos comunicar con claridad y precisión lo que observamos del mundo: cuánto tiempo pasó, qué tan largo es un objeto, cuánta materia tiene, o cuánto espacio ocupa.

¿Por qué usamos unidades estándar?

Hace mucho tiempo, las personas usaban su cuerpo para medir: un pie, un brazo, un paso. Pero no todos tenemos el mismo tamaño… Entonces, ¿cómo saber si una cuerda mide lo mismo en distintas ciudades o países?

Por eso se inventaron las unidades de medida estándar, que son iguales para todos. En ciencia usamos el Sistema Internacional de Unidades (SI). Es como una gran regla compartida por personas de todo el mundo.

Algunas unidades que usamos en ciencias

• Metro (m): se usa para medir distancias o longitudes, como el alto de una puerta o el largo de una mesa.
• Kilogramo (kg): se usa para medir la masa, es decir, la cantidad de materia que tiene un cuerpo. En la Tierra, está relacionado con el “peso”, aunque no es exactamente lo mismo: el peso depende de la gravedad, la masa no.
• Segundo (s): se usa para medir el tiempo.
• Litro (L): se usa para medir el volumen, o sea, cuánto espacio ocupa algo.

¿Y cómo se miden esas cosas?

Material volumétrico de laboratorio. Si bien todos pueden usarse para medir volúmenes, cada elemento tiene sus ventajas y desventajas.

¿Y cómo se mide el volumen de un sólido irregular?

Si queremos saber el volumen de algo que no tiene forma regular (como una piedra o viruta metálica), podemos usar el método de Arquímedes.

¿Cómo se hace?

1. Llenamos una probeta con una cierta cantidad de agua y anotamos el volumen inicial.
2. Sumergimos el objeto en el agua (con cuidado).
3. Anotamos el nuevo volumen que marca la probeta.
4. La diferencia entre ambos volúmenes es el volumen del objeto.

Este método funciona porque el objeto “desplaza” una cantidad de agua igual a su volumen.

Actividad: ¿Por qué flotan algunas cosas y otras no?

¿Qué es la densidad?

La densidad es una propiedad de los cuerpos que relaciona cuánta materia tienen (su masa) con el espacio que ocupan (su volumen).
Se calcula con la siguiente fórmula:

Se mide en unidades como gramos por centímetro cúbico (g/cm³) o kilogramos por litro (kg/L).

Instrucciones:

1. Exploración libre

Entrá al simulador y exploralo por unos minutos. Mové los bloques, cambialos de material, observá cómo flotan o se hunden. Familiarizate con las funciones.

2. Pestaña "Introducción"

Seleccioná el bloque de madera. Mové la barra que cambia la masa del bloque.

• ¿Qué pasa con el volumen del bloque cuando aumentás su masa?
• ¿Y qué pasa cuando la disminuís?
• ¿La densidad del bloque cambia o permanece constante?

3. Densidad y flotabilidad

Probá los distintos materiales para el bloque. Completá para cada uno los siguientes datos:

• Madera: densidad = ______, ¿flota en el agua? ______
• Hielo: densidad = ______, ¿flota en el agua? ______
• Ladrillo: densidad = ______, ¿flota en el agua? ______
• Aluminio: densidad = ______, ¿flota en el agua? ______
• PVC: densidad = ______, ¿flota en el agua? ______

Tendiendo en cuenta que la densidad del agua es ¿Qué relación observás entre la densidad del bloque y si flota o se hunde?

4. Pestaña "Comparar" - opción: Mismo valor de masa

Activá la opción “Misma masa” para los bloques. Observá y calculá la densidad de cada bloque usando la fórmula:

1. Determinar para cada bloque el volumen usando el principio de Arquímedes (volumen de agua desplazado)
2. Calular la densidad de cada bloque con el volumen y la masa.
3. ¿Por qué hay bloques más grandes y otros más pequeños si todos tienen la misma masa?
4. ¿Cuál tiene mayor densidad? ¿Cuál menor?

5. Pestaña "Comparar" - opción: Mismo volumen

Activá la opción “Mismo volumen”. Calculá nuevamente la densidad de cada bloque.

1. Calcular la densidad de cada bloque
2. ¿Por qué hay bloques más pesados y otros más livianos si todos ocupan el mismo espacio?
3. ¿Cuál es el material más denso?

6. Pestaña "Misterio" - Grupo 1

Elegí la opción Grupo 1. No sabés de qué material están hechos los bloques.

1. Calculá la densidad de cada uno con la fórmula.
2. Identificá de qué material está hecho cada bloque según su densidad usando la tabla del simulador.

Para cerrar:

• ¿Qué aprendiste sobre la relación entre masa, volumen y densidad?
• ¿Por qué algunos materiales siempre flotan y otros siempre se hunden?
• ¿Cómo podrías usar la densidad para identificar un material desconocido?