Efecto de la presión atmosférica

Materiales:

• Un vaso
• Agua
• Una tapa de plastico de taper

Procedimiento:

Llenamos el vaso de agua y ponemos la tapa. Giramos el vaso boca abajo y el agua no cae.

Nosotros hemos utilizado una tapa de plástico pero también podríamos haber utilizado una hoja de papel o una cartulina.

¿Qué sucede?

Nuestro planeta está rodeado de una capa de aire que nos permite respirar. Esta capa de aire es de unos 50 Km. De alto y ejerce una presión sobre todos los objetos que hay en la superficie de la Tierra. Esta presión es la que hace que el agua no caiga. Dicho de otra forma: sobre la tapa hay dos fuerzas opuestas: la fuerza que ejerce el agua y la fuerza que ejerce el aire que rodea el vaso. La fuerza que ejerce el agua es menor que la fuerza que ejerce la presión atmosférica sobre la tapa, y es por eso que el agua no cae.

Pero cuando dejamos entrar un poco de aire en el interior del vaso, el agua cae, esto es porque la presión en el interior del vaso se iguala con la presión en el exterior y entonces el peso del agua hace que la tapa caiga.

Pero, ¿es correcta esta explicación?. Pues no. Si esta explicación fuera correcta, la atmósfera ejercería sobre la tapa una presión de casi una atmósfera (0,99 atm). El diámetro de la boca del vaso es de unos 7 cm, por consiguiente, la tapa estaría sujeta al vaso con una fuerza de casi 50 N. No obstante, consta que para desprender la tapa de plástico basta con aplicar un esfuerzo insignificante. Si en vez de una tapa de plástico hubiéramos utilizado una lámina metálica que pese unos gramos, esta no se hubiera quedado pegada al vaso.

Otra posible explicación, y esta vez va la buena, es que, al girar el vaso, la tapa se separa un poco de este, se forma una capa de aire muy fina entre el agua del vaso y la tapa de plástico, el volumen de aire en el interior del vaso aumenta y su presión disminuye. Por lo que, sobre la tapa hay dos presiones: Una es la presión atmosférica que actúa desde el exterior, y la otra es la presión que ejerce el agua desde el interior. Ambas presiones se equilibran y basta un pequeño esfuerzo para desprender la tapa de los bordes del vaso.

Para entender toda esta explicación y como curiosidad podemos volver a realizar el mismo experimento pero con el vaso vacío. Primero lo hacemos con un vaso seco y vemos que la tapa cae, no se aguanta. Luego hacemos lo mismo pero con el vaso mojado. Observamos que con el vaso mojado la tapa se aguanta. No hace falta que el vaso este medio lleno de agua, basta con que esté mojado para que la tapa se aguante.