Clase 2 UT7 - Contenido educativo
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la fuerza contraria al peso fenómeno vale el empuje tiene parte de responsabilidad vale pero
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para que se queden flotando qué quiere decir qué está pasando con el empuje y también diferentes
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densidades no tenían y es cierto de hecho ahora lo vamos a ver cuando veamos un poquito con más
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detalle la ley de stock pero realmente la densidad tiene que ver con el empuje si lo limitamos a
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fuerzas porque tenemos claro que realmente lo que sucede es que hay una fuerza que se llama empuje
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vale eso lo tenemos claro es una fuerza y se llama empuje que hace la fuerza del no nos atreves a
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decirlo así que lo sabéis o no le pones palabras el nosotros tenemos o sea lo que nosotros a
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cualquier individuo o cualquier objeto le mantiene pegado al suelo de la tierra y que hace que se vaya
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para abajo es una fuerza que se llama gravedad vale es ahora tenemos interés en interés porque
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salvo en el vacío vamos a tener gravedad vale bien la gravedad va a tirar siempre para abajo
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pero si estamos sumergidos en un fluido que hace ese fluido contrarresta la gravedad verdad con una
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fuerza que se llama empuje por lo tanto es una fuerza una fuerza que va en sentido contrario
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al empuje. Tenemos una fuerza que es el peso, la gravedad, que nos manda hacia el suelo. Y una
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fuerza contraria, que se llama empuje, que contrarresta esa fuerza, porque es como si el
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fluido empujara hacia arriba para que flotemos. Ese es el empuje. Cuando nuestra partícula se va
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hacia abajo, ¿quién gana?
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¿El peso o el empuje?
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El peso.
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El peso, lo tenemos claro, ¿verdad?
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Si la sustancia
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se va arriba del todo, ¿quién ha ganado?
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El empuje.
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Por lo tanto, para que las
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partículas
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se mantengan ni arriba
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ni abajo, ¿qué ha tenido que suceder?
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Se contraresten.
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¿No te he entendido?
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¿Que las fuerzas sean iguales?
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Claro, que haya un equilibrio, ¿vale? Porque ¿qué sucede? Que cuando no hay un equilibrio de fuerzas, hay un movimiento hacia el lado de la fuerza que gana.
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Solamente se van a mantener sin irse hacia arriba o hacia abajo cuando alcancen un equilibrio de fuerzas.
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Ese equilibrio de fuerzas no lo alcanzan todos en la misma parte del líquido.
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Si tenemos un líquido muy alto, hay algunas que el equilibrio lo van a alcanzar cerquita de la parte de arriba. ¿Por qué? Porque la mayor parte del camino ha ganado el empuje, pero cuando ya estaba muy, muy arriba, pues es cuando ha alcanzado el equilibrio.
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otras están más abajo otras en medio cada uno ha alcanzado su equilibrio para mantenerse ahí
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en un punto pero para que se mantenga y no se caiga a lo largo del tiempo o no se vaya para
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arriba ha necesitado ha necesitado alcanzar el equilibrio y el equilibrio quiere decir
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fuerza de empuje igual a fuerza peso pero qué sucede que imaginaos que hay una partícula en
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la que de momento la fuerza de empuje gana se nos está yendo hacia está ganando la de empuje
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hacia donde no se nos va hacia arriba perfecto durante todo ese desplazamiento en el momento
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que hay movimiento pero sólo en el momento que hay movimiento vale existe una fuerza contraria
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al movimiento que se llama rozamiento que es la fuerza que mientras se está desplazando la
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partícula roza con el líquido por el que se traslada por el que se traslada vale y es esa
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que veis aquí esta fuerza solamente está presente mientras hay movimiento en el manto que queda
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parada en deja de existir esa fuerza vale sin embargo mientras están paradas estas dos siguen
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existiendo tienen que seguir en equilibrio si quitáramos una de ellas seguiría moviéndose
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influenciado por la otra entendéis donde quiero llegar a parar es comprensible no el concepto
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no es comprensible decírmelo y yo trato de explicarlo de otro modo si lo habéis entendido no
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cuál es el fundamento físico todo esto que os he acercado pues es un poquito conceptual ahora
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Ahora vamos a ir poniendo un poquito nombres de lo que más nos gusta en física, que son fórmulas y cosas de esas.
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El fundamento físico de esto es la separación de materiales en suspensión del líquido que lo contiene, pues intervienen las tres fuerzas que acabamos de ver.
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La fuerza que provoca que el sólido sedimente y se debe a la gravedad.
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Es la fuerza, cuando gana la fuerza de la gravedad, hace que se dimente, que se vaya para afuera. Es esto. Luego tenemos la fuerza de oposición al empuje o el empuje, que es la que lo mandaría hacia arriba, ¿vale? Se manifiesta por el desplazamiento del líquido, por la partícula suspendida que se traza verticalmente hacia abajo, ¿vale?
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Y la fuerza de fricción, que es la de rozamiento, que está siempre presente cuando existe el movimiento, ¿vale? La fuerza gravitatoria es mayor que la fuerza de oposición, la partícula precipita. Al fondo, lo que hemos dicho, sedimenta. De lo contrario, la partícula no se separa del líquido y será arrastrada por el líquido sobrenadante si se va hacia arriba o si se queda en suspensión si hay un equilibrio.
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Si realizamos un balance o equilibrio de fuerzas, lo que nos queda es fuerza-peso, que es m por g, recordáis, masa por gravedad, es lo mismo que la fuerza-peso, ¿vale?
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Lo que llamamos peso es masa por gravedad. Es igual a cuatro tercios de pi por r al cubo. ¿Esto sabéis qué es? ¿Identificáis cuatro tercios de pi por r al cubo?
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No, para nada.
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¿No lo identificáis?
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Es el volumen de una esfera. Nosotros, para hacer cálculos, lo que vamos a considerar es que cualquier partícula se aproxima a lo que es una esfera.
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Entonces, aunque sea morfa, vamos a buscar la máxima eficiencia en física, que es la esfera de cualquier volumen.
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Entonces vamos a buscar lo que contendría esa morfología en una esfera, ¿vale? Y le vamos a establecer un radio a esa partícula. Por lo tanto, para los cálculos vamos a simular que cada uno de los componentes que están flotando tiene unas dimensiones de esfera y las vamos a calcular de este modo, ¿vale?
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Y por la densidad. Este simbolito que veis aquí es la densidad. Esto lo que nos quiere decir es que el peso tiene que ser, para que alcance el equilibrio, igual a el rozamiento que supondría esa esfera por la densidad.
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La densidad es lo que va a determinar que se vaya hacia arriba o hacia abajo, porque la densidad es una relación de la cantidad de masa que tenemos con el volumen, ¿no? Entonces, la cantidad de masa que tenemos con el volumen determina que se vaya hacia arriba o hacia abajo. También determina que un líquido se mezcle con otro o no, la diferencia de densidades.
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Es lo que va a hacer que flote. Bien, pues todos estos tres conceptos son al final lo que representan las fuerzas. Peso, empuje y rozamiento. Como el peso va a ser igual al empuje más el rozamiento, si estamos hablando de sedimentación hacia abajo, lo que hemos visto aquí, las que tienen el mismo sentido se suman.
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veis empuje va hacia arriba también todo hacia arriba se suman la que va hacia abajo está en
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el otro lado de la igualdad para alcanzar el equilibrio tendría que ser las que van en el
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mismo sentido sumadas vale vale considerando la partícula esférica que por eso tenemos esto aquí
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para ver cuál sería su forma para establecer cuántas caras o qué partes rozan en su
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desplazamiento vale y esto que es la densidad del sólido y r el radio de la partícula vale
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como hacemos los cálculos bueno de acuerdo con el principio de alquimedes recordáis el
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principio de alquimedes bueno sí que suena así decirme que sí cualquier objeto sumergido en un
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un líquido de masa igual al líquido que desplaza, ¿vale? Bueno, pero tenemos una fórmula que nos
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dice que el empuje es igual al producto de la densidad del fluido por el volumen del cuerpo
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sumergido vale entonces tenemos la fuerza y luego tenemos la fuerza de rozamiento que la fuerza de
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razonamiento es proporcional a la velocidad y su expresión se denomina ley de stock que quiere
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decir que la fuerza de razonamiento es proporcional a la velocidad pues sencillo que solamente el
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razonamiento va a existir siempre que haya movimiento si nosotros tenemos una velocidad
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cero que quiere decir que está parado no va a haber fuerza de razonamientos descuenta todo
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se multiplica, si tú cualquier cosa la multiplicas
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por cero, te va a dar cero
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por lo tanto directamente lo que te
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está diciendo es que va a existir una fuerza de rozamiento
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que va a ser
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que va a estar
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relacionada con el movimiento
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pero una vez que hay un movimiento, ¿qué otras
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cosas influyen en ese rozamiento?
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bueno, una vez que establecemos
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que hay una velocidad
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tenemos que saber que no nos
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podemos mover a través de un fluido
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igual en un fluido que en otro
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Nosotros, si tuviéramos que nadar en agua, ¿nadaríamos igual en miel?
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¿Os imagináis nadando en miel? ¡Qué pringoso!
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¿Qué diferencia hay entre agua y miel?
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¿Y la miel?
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La densidad.
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La densidad es una de ellas. ¿Pero qué más?
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La viscosidad.
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Vale. El concepto de viscosidad, ¿qué idea tenéis de qué es la viscosidad?
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Porque a veces hay una idea un poco confusa de viscosidad.
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Se relaciona demasiado con densidad y no es lo mismo.
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¿Qué entendéis que es viscosidad?
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La resistencia a fluir o algo así.
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Vale, sí. O sea, lo has definido bien y te suena bastante bien la definición, está correcta, pero ¿realmente sabrías traducirla?
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¿Sabrías decirnos qué quiere decir resistencia a fluir?
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Con otras palabras, para que fuera así como más sencillo.
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¿Qué entendéis por resistencia a fluir?
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Busquemos sinónimos, veréis cómo se aclara mucho mejor.
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¿Algo que es más denso?
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Sí, la viscosidad
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lleva implícita también un aumento
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de la densidad, pero no es lo mismo
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¿Tiene que ver con velocidad?
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¿Tiene que ver con la velocidad?
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Sí, tiene que ver con la velocidad
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que se puede alcanzar cuando tú te metes en ese
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fluido, imagínate
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que pones una partícula en agua
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en agua que está en movimiento
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o la partícula
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con una aceleración determinada dentro del agua
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¿Cómo se moverá de deprisa?
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Esa partícula dentro del agua relacionada con cómo se moverá dentro de la miel. ¿Cuál es la diferencia?
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¿A través de la miel creéis que se frenará o irá más deprisa?
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Se frenará.
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Claro. Eso es la resistencia fluida. Resistencia fluida es oposición al movimiento, tanto en el seno del propio fluido como el propio fluido.
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Tener en cuenta que un fluido es recordar los estados de la materia. Tenemos el estado sólido y luego tenemos el estado líquido y gaseoso. Fluido es tanto líquido como gaseoso. Aunque siempre pensamos que un fluido es un líquido, no. Un gas también es fluido.
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Y quiero decir que su estado molécula está tan separado que permite el movimiento a través de él. Por eso nosotros podemos nadar en un fluido, en una piscina, y sin embargo en un bloque de hormigón no podemos nadar, porque no hay movimiento a través de él, porque está demasiado unida a sus componentes.
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Sin embargo, el líquido sí nos permite, porque tienen enlaces entre moléculas que se forman y se deshacen a conveniencia, permiten trasladarte a través de él y permiten que él mismo fluya, que se mueva a través de una tubería, a través de un canal, a través de un espacio.
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fluye, se mueve, sus partículas unas sobre otras. Ese deslizamiento de unas partículas sobre otras
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determina la viscosidad, que es la resistencia a fluir. Mayor viscosidad, cuanto más resistencia
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a fluir, cuanta más resistencia a que las partículas del fluido se muevan unas sobre otras
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o a permitir que algo que se sumerge en el fluido se mueva a través del mismo. Por lo tanto, es
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relevante la viscosidad cuando queremos ver cómo algo se va, algo que está sólido en ella, en un
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fluido, precipite o no? ¿Es relevantísimo o no? Bueno, entiendo que estáis de acuerdo conmigo.
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Vale, por lo tanto, la ecuación del movimiento sería MA. ¿Sabéis qué es MA? ¿Sabemos
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identificarlo? Atreveros, aunque os equivoquéis, que equivocarse es muy bueno. ¿Masa por aceleración?
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¿Masa por aceleración qué quiere decir?
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¿Velocidad?
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¿Dime?
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¿Es la velocidad?
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No, masa por aceleración es fuerza.
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Y es la fuerza resultante.
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La fuerza resultante la que determina que haya un movimiento.
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Esta fuerza, si da cero, si m por a da cero, quiere decir que todas estas de aquí están en equilibrio.
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la que está en positivo que es esta se le van a restar las otras dos que hay negativo y por
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lo tanto va a haber un equilibrio por lo tanto no hay movimiento lo que esté flotando no se va
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a ir ni para arriba ni para abajo va a dar cero eso es lo que se llama siempre que veáis mea
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va a ser la fuerza resultante que es la masa de lo que se está moviendo por la aceleración a la
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que se mueve. ¿Vale?
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Y da cero, quiere decir que hay equilibrio.
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En carne y
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6PR, ¿qué es?
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6PR
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es un balance que se
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hace del volumen. Sería, este
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volumen de aquí, lo que pasa
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que ha intervenido factores
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que forman parte de la viscosidad
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y entonces se han ido quitando R's.
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¿Lo vais a...? No sé si la tenía por aquí.
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¿No he pedido...? No, creo que no.
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A ver, esto viene de descomposición
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de la misma, de esta misma
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vale realmente vale viene de aquí lo que pasa que le hemos añadido factores de viscosidad y
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entonces este real cubo no ha querido meteros tanta fórmula para que nos bloquees pero harías
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desde donde sale esto viene despejarse te quedaría una r al cuadrado por una al cubo
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por me parece que es real cuadrado que quedaría aquí abajo este 4 es por un 2 de despejar de la
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descomposición de esto tienes el desarrollo de la fórmula en un enlace que viene en el
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material guiado pero no te hagas bola no hace falta necesito que lo entendáis conceptualmente
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que se puede aplicar está que sepáis de dónde sale está la que vamos a aplicar vale pero si
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tienes curiosidad por verlo en el enlace que te viene de la ley de stock viene de donde sale
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de donde se le ha despejado vale este 6 tiene de aquí es un volumen y luego tienes un área
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y no es un error se lleva con otro no sé si me sigues crisis y si lo quieres ver desglosado en
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ese enlace te viene pero no falta que te hagas bola para tanto vale es más importante que
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entiendas cuál es el equilibrio de las fuerzas y de dónde sale vale
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vale entendemos que si aquí nos da algo una cantidad la que sea quiere decir la partícula
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se está desplazando o hacia arriba o hacia abajo pero se está desplazando aquí hay una fuerza
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resultante vale porque es lo que va a pasar en este lado de la de la operación o la fuerza peso
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que es esto, o la fuerza de empuje y más la fuerza rozamiento, están ganando, una de las dos.
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Y nos va a dar, si la que gana es el peso, nos va a dar un valor positivo.
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Cuando nos dé el valor positivo, quiere decir que gana el peso.
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Si gana el peso, ¿hacia dónde va?
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Hacia abajo.
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Exacto.
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Si nos da un valor positivo en este M por A, quiere decir que va a sedimentar.
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Si nos da un valor negativo, ¿qué fuerzas han ganado? Las que van para arriba, ¿no? Por lo tanto, va a subir para arriba, va a estar en el sobrenadante o más arriba de la posición en la que está, hasta que alcance el equilibrio.
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Vale. La velocidad límite se alcanza cuando la aceleración sea cero, es decir, cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre la esfera es cero, ¿vale?
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Quiere decir que si aquí ponemos el valor cero y en cada una de estas sustituimos, ¿vale? Por cada una de sus fórmulas, nos va a dar el resultante de esto.
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Esto que veis aquí es el resultante de despejar esta v, o sea, nosotros pondríamos este 6pi por r por mi por v aquí, ¿vale? Donde la fuerza de rozamiento, ¿vale?
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pondríamos todo esto aquí donde el empuje vale y empezaríamos pues a equilibrar tendremos el 6
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entre 3 o sea 6 x 3 6 x 4 bueno empecé a despejar vale y lo que queda es esto cuando despejas la v
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entonces tenemos cuando la v es igual cuando esto es cero nos dice que esto es cero la v es igual
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por la gravedad, por la diferencia de densidades. Tenemos la densidad de la partícula que estamos
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observando menos la densidad del líquido en el que está el fluido. Por el diámetro de la partícula
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cuadrado partido de nueve veces su viscosidad, la viscosidad del fluido. Esta fórmula nos permite
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determinar cuál es la velocidad límite la velocidad límite nos dice que se alcanza cuando la
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aceleración sea cero sucede cuando la aceleración es de los chicos que os lo acabo de contar cuando
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aquí la aceleración es pero qué sucede respecto a la partícula se va para arriba o se va para
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abajo crees que para abajo y la velocidad si aquí nos da cero y nosotros pasamos el empuje
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que está negativo y el rastro miento que está negativo a este lado que no sucede que el empuje
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y el rozamiento a no ser igual al peso cuando eso sucede se va a ir a algún sitio la partícula
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si lo que empuja trabajo y lo que empuja para arriba es lo mismo que es lo que va a pasar
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está flotando queda suspendida claro que se queda en equilibrio por lo tanto nuestra velocidad de
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límite va a ser cuando se quita el equilibrio porque porque ha subido tan rápido a lo mejor
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hasta que se ha quedado hasta que ha cortado o ha caído tan rápido hasta que ha cortado ahí
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estaba la velocidad máxima la que mayor velocidad límite para quedarse parado vale bien si nosotros
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somos capaces de concluir cuál es la velocidad límite podremos saber que la segmentación es
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directamente proporciona la densidad de la partícula de mayor densidad mayor fuerza
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gravitacional y más eficiente será la separación de los sólidos porque si hay mayor densidad hay
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más fuerza gravitacional sabéis cuál era la fórmula de la densidad más sobre volumen masa
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partido de volumen verdad entonces si nosotros tenemos un valor de densidad alta que quiere
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decir? ¿Que tiene mucha masa en poco volumen? Pues cuadra. Mucha masa quiere decir mucho peso en
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cuanto a un peso de masa, ¿vale? En un poquito de volumen. Si nosotros tenemos una piedrecita
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pequeña que pesa mucho pero es muy pequeñita, ¿se va a ir rápido al fondo o va a flotar?
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Para el suelo, ¿no? Claro, ¿por qué? Porque tiene mucho peso respecto a la resistencia que le va a
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dar el líquido para caer hay poco volumen para que se resista pero sin embargo mucho peso para
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que vaya para abajo por eso la densidad es relevante porque la densidad es una relación
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entre su masa respecto al volumen que sería lo que sería la fuerza de fricción lo que iría en contra
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de que bajará vale por eso saber la densidad cuanto mayor más más útil será esta técnica
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Encarna, pero yo hay una cosa que no entiendo. Lo de la velocidad límite, que dice que la aceleración es cero, yo entiendo que es porque ya ha alcanzado, ya no acelera más, ha alcanzado una velocidad constante, pero puede seguir cayendo.
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no, no va a seguir cayendo
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cuando hay un equilibrio
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de fuerzas no sigue
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¿por qué no sigue?
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porque llega al máximo de
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o sea, imaginaos
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¿habéis jugado alguna vez con globos en la piscina?
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o con una pelota
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¿habéis jugado con una pelota en la piscina alguna vez?
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¿y habéis hecho
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lo que, por lo menos a mí
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pero claro, yo a lo mejor es que tengo una mente rara
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y se me ocurren cosas que los demás no
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Pero a mí me encanta hacer, introducir la pelota en el agua para soltarla y que haga plof y salga para arriba.
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¿Sabéis a qué me refiero? ¿No habéis tratado de sumergir una pelota en el agua y soltarla para que suba para arriba?
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Sí, sí.
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Sí. Y los que no lo hayáis hecho, creo que sois capaces de intuir lo que va a pasar.
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¿Qué es lo que sucede con esa pelota? Cuando la sueltas, tú la has sumergido, ¿vale?
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Está claro que es la pelota que fuerza gana, en esa pelota que estamos sumergiendo. El empuje, evidentemente, porque de hecho hasta tenemos que apretar con nuestras manos para que se vaya para abajo, que sí, tenemos que hacer suficiente fuerza como para hundirla, ¿no? Vale, la hundimos y cuando soltamos el empuje gana, ¿verdad?
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¿qué creéis? ¿que la pelota
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iba más rápido en el momento
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que la hemos soltado abajo
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o cuando ha llegado arriba
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y ya se ha roto
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¿cuándo creéis que iba más rápido?
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cuando inicia el movimiento
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¿puede ser?
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no, está acelerada
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¿sabes?
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el movimiento siempre está acelerado
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o sea, va ganando
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porque el empuje
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le está ayudando, en principio
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es lo mismo que cuando nosotros
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olvidémonos del agua
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pensemos en algo que dejamos
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caer aquí en el aire
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normal y corriente. Nosotros dejamos
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caer algo. ¿Cuánto va más
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deprisa?
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Es que esto hace un ruido.
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El tapón de la esta.
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Si yo dejo caer, sí que me veis, ¿verdad?
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Yo no os veo a vosotros porque tengo la presentación, pero vosotros a mí sí, ¿no?
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¿Me veis?
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¿No me veis? Sí, se te ve.
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Yo dejo caer
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este tapón.
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cuando crees que va más rápido cuando lo he soltado o cuando ha llegado abajo es que no
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se ve claro pero pero intuirlo cuando creéis que va más rápido va ganando cuando llega abajo va
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ganando velocidad porque porque hay una fuerza que tira de ello entonces está incrementando su
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velocidad vale entonces qué sucede que aquí cuando cuando nosotros llegamos a cero hasta
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que llegamos a esto vale ha habido una fuerza que estaba ganando y cuando llega a cero es que ha
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llegado al límite de cuando de que ganaba y ha llegado al equilibrio pero hasta ese momento el
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punto donde ha llegado a la máxima velocidad del antes de parar entendéis lo que quiero decir
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justo antes de parar es cuando ha llegado al máximo igual que es la pelota al hacer así justo
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antes de parar ha llegado al máximo porque su velocidad iba aumentando aumentando aumentando
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debido a la fuerza que lo empujaba
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por eso se llama límite
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de todas formas no es un concepto
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tan intuitivo y sin embargo
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si se utiliza mucho en física, velocidad
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límite, es como velocidad última
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antes de que se produzca el parón
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si lo que estaba era creciendo, ¿entendéis?
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¿hasta dónde iba a llegar al máximo
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de crecer esa velocidad?
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¿os he aclarado el concepto o no?
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¡ay madre!
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Tiene que ver con lo de la física, que la energía potencial
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se convierte en energía cinética
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y cuando ambas
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son iguales
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el movimiento es cero
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claro, es cuando llega el equilibrio
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y por ejemplo
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la cinética y la potencial
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hay un cambio de energía, puede haber un cambio de movimiento
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debido a una y a otra
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y hay un movimiento de equilibrio ahí
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es también lo mismo que cuando
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veías el movimiento rectilíneo y veías el tiro con arco
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y había un cambio
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en las trayectorias
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siempre hay una velocidad donde hay un cambio y ese cambio es el límite hasta ese cambio por si
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se llama límite la velocidad a mí es que la velocidad límite en los líquidos me la explicaron
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imaginándome imagínate en una barca en medio de un lago muy profundo tirar una pelota de acero
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y va a caer al fondo con la velocidad límite porque llega un momento que ya no acelera más
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entonces la velocidad es constante y es la velocidad límite explicamos lo mismo que
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trataba de trasladarte y ahora mismo y creía que lo había explicado así pero no te ha llegado el
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mismo mensaje es exactamente eso que está diciendo cuando la bola llega abajo es lo
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mismo lo que pasa que yo te lo he explicado en texto metiendo la pelota para que salga para arriba porque me parecía que esa velocidad que coge la pelota era como muy gráfica
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pero es lo mismo
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lo que pasa que en ese caso
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la fuerza que estaba ganando de esa bola
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en el lago que te estaban explicando
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es la fuerza de la gravedad
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¿sabes?
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y la otra es la fuerza de puje que iba en sentido contrario
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pero el concepto
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es el mismo
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es el punto en el que al final
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se llega a cero porque ya no va
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ya no se puede incrementar más
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la velocidad, o sea, si es el máximo
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¿entiendes?
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y se produce el parón
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de movimiento
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al ser alcanzado el equilibrio
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no es que se pare el movimiento, es que ya no acelera más
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va con una velocidad constante
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es como yo lo entiendo
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a ver, si la bola
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ha llegado al suelo
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del
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del lago, como te estabas contando a ti
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desde luego ha llegado al final de su movimiento
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no sé si me entiendes
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no es constante, es que ha llegado
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ha llegado a cero, es constante también
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también podríamos llegar a una velocidad constante
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porque la aceleración tenía que ver con
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el espacio partido por tiempo si no me equivoco
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pero que si ya es constante pues
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ya no hay aceleración
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claro, si es que es lo mismo
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¿tú entiendes el concepto de aceleración?
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el concepto de aceleración es que nuestra
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velocidad
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está sufriendo un cambio, en el momento
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Que no hay aceleración, una de dos. Bueno, una de dos, no. Directamente. La velocidad es constante. Pero es que esa velocidad constante puede ser cero. Porque se ha parado y sigue siendo constante. Ya no hay aceleración. ¿Entiendes?
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Sí, pero no tiene por qué.
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Vale, sí, no tiene por qué. Pero en este caso sí.
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No habría velocidad límite, ya sería cero. No habría movimiento.
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Claro, porque tú te has quedado en una velocidad constante y ya está. Y sí que hay movimiento, tienes razón. Hay movimiento, tienes una velocidad constante, es una naturaleza que apenas se da, pero sí, vale. Sí intervienen fuerzas, porque es que aquí lo malo de esta velocidad es que la estamos sacando desde un equilibrio de fuerzas.
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¿Y qué sucede? Si aquí no hay cero, no hay equilibrio de fuerzas. Hay una de las fuerzas que está ganando y por lo tanto produce movimiento. Si produce movimiento no lo va a producir a una velocidad constante.
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En cuanto a fuerza de empuje y fuerza de peso, nunca va a haber una velocidad constante salvo que sea cero. ¿Por qué? Porque siempre está implicada la fuerza de la gravedad, que es una aceleración.
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aceleración. ¿Entiendes? A lo mejor en un movimiento rectilíneo tú puedes llegar a
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alcanzar una fuerza con una velocidad constante, siempre que no haya arrastramiento, puedes
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alcanzar una velocidad constante y ya está. Ya tienes una aceleración cero y una velocidad
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constante. Pero eso es en horizontal. En el momento que interviene la gravedad, ya tienes
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una aceleración implicada que es la de la gravedad entiendes entonces si aquí hay cero tiene que ver
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equilibrio esta fuerza equilibria y no haya movimiento tiene que haber compensado vale
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bueno no obstante lo que necesito que entendáis conceptualmente qué es esto lo que pasa y cómo
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se calcula esa velocidad del límite esa velocidad del límite luego la vamos a aplicar a la capacidad
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de sedimentación. ¿Cómo? Pues en un ejercicio de este tipo, ¿vale? Determinar el tiempo
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que tardará una partícula de dos micrometros de diámetro y de densidad 2,6 gramos centímetro
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cúbico en descender 10 centímetros en una suspensión acuosa a 20 grados. Nota la densidad
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del agua es un gramo centímetro cúbico. La viscosidad del agua es 1 por 10 elevado
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menos 2, perdonadme que no ponga el 10 elevado a menos 2, pero Canva no me deja poner subíndices,
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¿vale? Pero esto es un 10 elevado a menos 2 gramos partido de centímetros segundo.
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Mi truco para que afrontéis siempre todos los problemas que se suelen hacer bola. Haceros
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estas tres preguntas siempre, siempre, haceroslas siempre. Y escribir siempre así, porque vais
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a ver que os simplifica muchísimo. Primero de todo, identificar muy bien qué nos piden.
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Nadie, cuando lee un enunciado en problema, se entera a la primera de lo que están pidiendo. Ni siquiera los que damos física y este tipo de cosas. O sea, que nos agobies porque nos pasa a todos. Siempre necesitamos volver a releerlo. Pero no es lo mismo haberlo leído así, contextualizando, que volver a leerlo haciéndonos la pregunta de qué nos piden.
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Ahora lo volvemos a leer haciendo una pregunta que nos piden. Determinar el tiempo que tardará una partícula de suelo de 2 milímetros y de densidad tal en descender 10 centímetros. Necesitamos saber el tiempo que tarda en recorrer 10 centímetros. Por lo tanto, nos está pidiendo una velocidad.
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Tenemos que identificar qué nos pide, ¿vale? Identificamos que es un tiempo en una distancia y necesitamos saber a qué velocidad se mueve para saber cuántos metros segundo, ¿vale?
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¿Qué nos dan? Y vamos identificando todos los datos que nos vayan dando. Una partícula de suelo de 2 micrometros de diámetro. ¿Esto qué es? Diámetro. En las fórmulas diámetro normalmente lo llamamos D. 2 micrometros de D. Una densidad de 2,6. Densidad la llamamos Rho. 6 gramos centímetro cúbico.
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¿qué tal se os dan las unidades y los cambios
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de unidades, esas cosas?
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¿qué tal lleváis los factores de conversión?
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bien
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es 2,6 gramos centímetro
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cúbico, no 6, ¿no?
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sí, es que ¿sabes qué pasa?
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ya sé qué ha pasado, que como no tenía
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bueno, pues lo he
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escrito yo más, es verdad, tienes razón
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vas a escribirlo bien, no vaya a estar
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2,6 tienes razón
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vale
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2,6, creía que me lo había dejado
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detrás de la letra, porque ves que la letra la he tenido
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que pegar, porque
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Canva no me da los mismos recursos gráficos.
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Vale, perfecto.
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Bien, sí, 2,6, gracias.
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Bueno,
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¿queréis que os dé algún apunte
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sobre cómo hacer factores de convención
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o os lo simplifique o estáis
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bien sueltos? ¿Bien? ¿Se os da bien?
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A mí sí.
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Sí. Bueno, si
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alguien tiene la necesidad que me lo pregunte
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y yo le ayudo en lo que pueda, ¿vale?
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vale bueno tenemos entonces vale tenemos un diámetro de dos micrómetros una densidad del
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de la partícula la densidad de la partícula de 2.6 luego nos dice que queremos descender
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una longitud de 10 centímetros queremos descender luego tenemos otra densidad una
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suspensión acuosa a 20 grados vale nos da una temperatura y luego nos da la densidad del agua
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aquí tendría que poner el del líquido vale en vez de recortar de aquí pero lo pilláis no una densidad
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del líquido vale y una viscosidad ni también del líquido nos da todos estos datos hemos identificado
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que nos piden hemos identificado datos que nos dan y ahora nos preguntamos qué sabemos cuando
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no sabemos una fórmula de una velocidad límite que nos relaciona 2 por la gravedad del dato
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de gravedad lo conocemos que es 9 con 8 vale si lo sabíais no nos falta dar la gravedad vemos
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que la diferencia de densidades por el diámetro al cuadrado partido de 9.000 todo lo que viene
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en esta fórmula son datos que nos dan en el enunciado, ¿no? Pues vamos a poder alcanzar
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a calcular por lo menos la V de momento, ¿vale? Sustituimos, tenemos 2 por 9,81, ¿por qué
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pone 9,81? ¿Sabéis por qué pone en vez de 9,8, 981? Por el cambio de unidad, ¿no?
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Claro, ¿a qué lo ha cambiado? ¿Una aceleración qué unidades tiene? No es metro sobre segundo
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cuadrados genial metro segundo al cuadrado lo ha pasado a centímetros segundo al cuadrado vale por
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eso da 981 en vez de 9 con 8 ha hecho centímetros segundo al cuadrado porque si no no podríamos
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operar en una fórmula tiene que estar todo en las mismas en la misma magnitud de unidad porque si no
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este diámetro nos vale dos micrómetros a que tendríamos que pasarlo a centímetros no y lo
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hemos pasado a centímetros 6 2 por 10 elevado a la menos 4 son los centímetros que hay micrómetros es
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que es muy pequeñito muy muy pequeñito pero todo va a pasar en cualquier partícula que
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esté en suspensión tan pequeñita como para que se mantenga flotando o sea en equilibrio en
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suspensión es muy muy pequeñita y pasarlo a centímetros centímetros grande ya lo veríamos
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micro no lo vemos pero a que pase o no pase la luz pero no lo vemos así como puntito
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pasan a centímetros que son muy poquitos es 2 por 10 a la menos 4 vale vale pues operamos todo esto
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y nos da una velocidad límite de 3488 por 10 a lo menos 4 centímetros segundo o sea cada segundo
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recorre esto vale cuánto tardará en recorrer 10 centímetros por lo único que tenemos que hacer es
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es multiplicar esto por 10 centímetros.
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¿Bien?
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¿No me he pillado?
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Porque esto es cada centímetro.
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¿Vale? ¿Bien?
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Pero en el examen lo puedes poner
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todo en las mismas unidades, que
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hay muy poco tiempo para ponernos a hacer
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todo esto.
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Sí, lo que pasa
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es que tenéis que tener esa
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conciencia.
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Además, en laboratorios va a pasar
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muchas veces que tenéis
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que disparos sobre todo hay mucho hay muchas cosas que os las dan en el bing y luego el
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termómetro es imaginaos que os dan un dato y os dan una constante os dan una densidad os dan algo
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bueno una densidad no pero una constante de algún color específico alguna cosa y de repente en ese
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valor está en que el bing y tú lo vas a medir en un termómetro en grados centígrados tenéis que
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daros cuenta de eso o sea para que si se os hace bola las mates y todo esto a mí me vale con que
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lo sepáis porque me preguntéis y yo os lo aclaro pero que seáis conscientes de que tenéis que estar
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pendiente de eso porque es grave hacerlo si no se hacen las mismas unidades vale recordad centímetro
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cúbico equivale a mililitro también se os va a dar mucho un laboratorio vale os van a dar
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densidades en metro cúbico vale y vosotros vais a hacer medidas en volumetría con pipetas y demás
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van a ser de milímetros de mililitros vale mililitros es igual a un centímetro cúbico
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acordados de esas equivalencias y de cuánto equivale un grado de grado cual es su traslado
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a grados kelvin para este tipo de conversiones tenéis que manejarles bastante bien vale bueno
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bien no contestáis estáis un poco así vale aplicaciones de la sedimentación una de las
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aplicaciones más importantes de la segmentación es en las horas de agua está claro si nosotros
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tenemos las plantas son aquellas plantas donde ponemos el agua que vamos a consumir para que
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sea bebible. Ten en cuenta que la mayor parte de las enfermedades graves que suceden en el
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mundo tienen que ver con microorganismos que se encuentran en el agua. La potabilización del agua
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es fundamental para la salud humana y el agua es vital. Sin agua, bueno, que sepáis que el agua es
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el oro del futuro, o sea, que hay que cuidarla muchísimo, ¿vale? Entonces, vale, las plantas
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potabilizadoras de agua, una de las principales cosas que hacemos es quitarle turbidimetría,
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Quitamos todo eso que está en suspensión que no lo queremos beber. Queremos que nuestra agua esté clarita. Entonces, es el primer paso en el tratamiento y acondicionamiento de las aguas potables. El agua Tatar llega a un sedimentador y después de un cierto tiempo, como hicimos en el Conoil, dejamos ahí un cierto tiempo y dejamos que lo que va a caer de manera natural.
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Yo sé. Vamos a hacer más ejercicios de lo anterior.
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¡Ay, qué agobio! ¡Ay, qué agobio!
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No, no, no hace falta mucho, si son muy fáciles.
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Si yo os pongo un ejercicio, a ver, si yo en el examen os pongo un ejercicio, vais a haber hecho uno similar antes.
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Y sí que vamos a hacer, antes del examen, nosotros vamos a acabar el temario con tiempo,
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para que las clases que son
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antes del examen, yo os
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preparo para el examen y vamos a hacer
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los ejercicios que van a entrar en el examen.
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Ejemplos del mismo equipo que van a entrar
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en el examen, lo vamos a hacer en las clases
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de antes del examen, ¿vale?
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Primero, para que se os haya olvidado
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que está muy atrás, y segundo, para que tengáis la sensación
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de que habéis practicado, ¿vale?
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¿Vale?
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Ahora, con
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mis clases y con lo que lleváis hasta ahora,
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quedaros mucho con la
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parte conceptual y hacerlos hacer los cuestionarios vale porque la mayor parte del peso de la nota de
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examen va a ir en preguntas tipo test que van a ser muchas y qué sucede que las preguntas tipo
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test que abarcan muchas materias entonces todo esto procurar que por lo menos lo entendéis vale
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y preguntarme lo que veis que es que no lo habéis entendido muy bien vale y todo esto llevarlo al
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día y luego los problemas no os agobiéis que vamos a hacer problemas en las clases antes del examen
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y si vamos a hacer un simulacro de examen vale para que tengáis más tranquilos vale bueno lo
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que os decía este tipo de tratamientos se tienen dos productos el agua tratada que con un menor
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contenido de sólido y el lodo del mismo sólido sedimentario la coagulación consiste en la
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dosificación de compuestos químicos los que vinisteis a la práctica usamos un popular del
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floculante o coagulante, es un producto que se echa a un líquido que tiene materia en suspensión
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y que por afinidad iónica tiene carga polar ese fluido, pues lo que hace es que esas partículas en suspensión
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que eran muy pequeñitas se acerquen como si fueran un imán, ¿vale?, por afinidad de carga
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Y entonces se hacen más grandes gracias al floculante. Al hacerse más grande lo que comúnmente pasa y suele pasar más a menudo es que aumenta su peso con el floculante porque se adhiere más de una y entonces ya gana la fuerza peso respecto al empuje y lo que antes no precipitaba pues ahora ya se precipita.
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normalmente se utilizan con ese fin
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también sucede que hay veces
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que el floculante lo que hace es que genera una masa
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tan grande porque consigue
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que se acerquen tantas partículas
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y abarquen como un área en la que el volumen
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que abarca esa área
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de partículas adheridas
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es más grande que
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la cantidad de masa que contiene por lo tanto su densidad
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es muy bajita porque es recordar la densidad que es una proporción de la masa que contiene
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respecto al volumen que ocupa por lo tanto al disminuir su densidad no vamos hacia arriba y
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ganar la fuerza empuje y se va hacia arriba entonces a veces lo que conseguimos es separarlo
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pero en lugar de por sedimentación se nos va para arriba y flota pero es las menos de las veces y
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depende del tipo de circulante que utilicemos la mayor parte de las veces lo habitual es utilizar
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un floculante para que sedimente, para que se vaya para abajo, ¿vale? Como sería, bueno,
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en este gráfico lo que hacemos es que están solas, pues unas y otras se adherían y se
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irían hacia abajo, ¿vale? Vale, se emplean floculantes muy diversos, como por ejemplo
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el sulfato de aluminio, el sulfato ferroso o férrico, que es el que utilizamos en nuestra
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práctica, y como floculantes auxiliares la cal o hidróxido de calcio y el carbono
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vale esquema de los distintos tipos de sedimentación bueno tenemos más alimentación
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discreta que al final la partícula mantiene su identidad y no se aglutina se depositan
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aisladamente cada una pues con un tiempo de precipitación que era lo que deberíamos haber
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observado en el hijo por eso teníamos medidas en distintas tiempos y que normalmente lo que
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sucede es que las más grandes quedan depositadas abajo y se ve una estratificación en la parte de
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sedimentación, donde las más pesadas
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han quedado todas juntas
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luego las de
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peso medio y luego por último
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las que más tardaban en sedimentar
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pero lo han hecho de manera natural
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¿vale? con floculencia que es
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que hacemos que se adhieran
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por lo tanto por peso van cayendo
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caen mucho más rápido
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la zonar que es lo que a veces
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consigue que se quede ahí como
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un sobredante por culpa
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de que abarcan demasiada área
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y entonces consiguen flotabilidad
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Y luego tenemos la diferencial, que es que no se produce estratificación, porque no hay un ángulo de reposo. Cuando los sedimentos caen ya sea de manera natural o en un fluido, tienen un ángulo de reposo que quiere decir si se ha quedado bien apoyado o no se ha quedado bien apoyado.
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Y hay veces que lo que nos quedan son como huecos, por lo tanto, la sedimentación no queda estratificada.
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Decantación de líquidos invisibles. ¿Qué es una decantación? El proceso es el mismo.
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Lo que pasa es que lo que vamos a separar no es sólido y líquido. Vamos a separar dos líquidos, dos materiales en estado líquido.
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¿Qué va a poder hacer que se separen? Pues que no se mezclan. No se mezclan porque son inmiscibles, se llaman fatal, son enemigos, ¿vale? Como el agua y el aceite, como es en este caso.
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Nosotros lo agitamos y por acción mecánica conseguimos que parezca que se han mezclado, pero nunca, nunca se mezclan del todo, ¿vale?
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Pero ¿qué sucede? Esto tiene una propiedad que es muy útil en química, que nos sirve para la extracción de componentes. ¿Cómo lo hacemos? Pues lo hacemos por la afinidad que tiene cada uno de los líquidos a retener el analito.
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Nosotros tenemos un analito, algo que queremos, lo tenemos metido, lo tenemos disuelto en agua, ¿vale?
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Sabemos que existe ese analito y que en el agua se ha disuelto muy bien.
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Suele suceder que como el agua es el disolvente universal y todo eso, nuestro analito se disuelve en el agua, pero se disuelve con impurezas.
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¿Vale? Se disuelve, pues es tan afín que se disuelve estupendamente, pero con impurezas.
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Y separarlo es difícil de manera pura, pero conocemos un disolvente orgánico que no es misible con el agua, pero que tiene mucha afinidad con nuestro analito.
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De hecho, tiene que tener más afinidad que con el agua. ¿Por qué? Porque queremos separarlo del agua, queremos sacarlo del agua para que se nos quede en nuestra parte de aceite, de disolvente orgánico.
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Entonces, ¿qué pasa? Que como esto y esto no se mezclan, tenemos como una zona de reparto que es la zona interfase. ¿Recordáis el concepto fase? ¿Os hablé de la diferencia entre estado y fase?
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no se ha perdido no estamos vale a ver cuando algo está por ejemplo en este caso ambos están
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en un estado de agregación que se llama el líquido y sin embargo hay dos fases hay una
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línea de limitación de fase hay dos fases porque no se meten vale tenemos dos partes y tenemos una
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interfase una zona de contacto vale por nosotros conocemos que está este disolvente orgánico
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a una afinidad con un analítico que sabemos que es presente en nuestro agua
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una proporción cada vez que se pone en contacto en esta zona de interfase para producir esta
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relación de esta relación de aquí de acá se llama coeficiente de distribución de reparto
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Cada vez que nosotros juntemos este disolvente orgánico con este agua que contiene un analito en concreto, se va a producir un reparto de tanto. Imaginaos, cada vez, vamos a ponerle un número, cada vez que se pongan en contacto se va a repartir de a dos en este cociente.
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Por lo tanto, si tenemos 4 aquí y hay un coeficiente de reparto de 2, 2 se van a ir para acá. Siempre va a haber una relación de 2 en esta zona de reparto.
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¿Qué sucede? Si nosotros lo agitamos, ponemos muchísimas partes de zona de reparto mezcladas. Entonces, se agita todo esto, se reparte el analito en estado puro desde el agua al disolvente orgánico y se nos queda aquí atrapado en estado puro.
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hemos quitado todas las impurezas que había es un modo de extracción lo veis dejamos caer como
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es este tipo de embudo verdad es así como éste no es visto no bueno es un embudo de decantación
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vale veis que hay una zona de interfase de las dos cosas mezcladas bueno pues lo que se hace
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el procedimiento es que se agita entonces cuando tú agitas esta línea se vuelve como muchas
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burbujitas entonces tienes muchísima zona de intercambio en esta agitación se va a producir
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este coeficiente de reparto de lo que había aquí dos se van a pasar para allá no se van a pasar
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para allá así en una proporción que siempre va a estar estudiada vale y de este modo conseguimos
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que aquí se quede retenido lo que queremos es caer abrimos el grifito este y aquí dejamos caer
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dejamos caer hasta que quede un poquito de agua porque no queremos que caiga también nuestro
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disolvente y ese disolvente lo dejamos lo apartamos a un lado un muestro analítica ya
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separado ahora procederíamos a sacar el análisis de ahí pero ya lo hemos purificado lo hemos
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extraído del agua y hemos purificado teniéndolo aquí vale este es el método de cantación de
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líquidos invisibles vale y se hace por el coeficiente de reparto que se destaca vale
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como es el procedimiento pues se agita la mezcla de las dos partes para aumentar la
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superficie de contacto como siempre vamos a tener la transferencia de analito en el
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área entonces al agitarlo lo que hacemos es aumentar toda la zona de vale luego se lo
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deja parar igual que hicimos en el cono hijo hasta que vuelve otra vez a estar separado como aquí
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vale vale luego cuando ya hemos visto que se han vuelto a separar y su parte orgánica se
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ha llevado lo que queríamos hacia arriba dejamos que cada ida hasta antes de llegar para no perder
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qué es lo que pasa que después de una primera extracción se produce un reparto de compuesto
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a extraer entre el disolvente de estación en la fase inicial y nosotros pasaría si nosotros
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ahora ya lo hemos hecho una vez y si lo hacemos otra vez qué pasa es decir imaginaos no hemos
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partido una vez este disolvente y nos ha extraído de aquí aquí había 8 vale cada vez que el
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coeficiente de reparto te dice concentración de disolvente 2 con concentración de disolvente 1
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O sea, cada vez que haya aquí 8, aquí va a haber 4. Imagínate, porque tiene que haber 2, ¿vale? 8, 4. Si nosotros hemos cogido 4, nos los hemos llevado ya ahí, aquí ahora vuelve a haber 4 porque los hemos retirado ya.
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pero ponemos un líquido nuevo la relación tiene que volver a ser de dos por lo tanto ahora de
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nuestros cuatro de aquí aquí se nos pasan dos lo volvemos a retirar y así sucesivamente hasta que
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hayamos extraído con esta relación todo lo que queremos extraer entendéis que volvemos a echar
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un líquido que no tiene vamos a volver a establecer el reparto en esta relación volvemos
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a echar uno nuevo y así por eso por eso pone aquí después de la primera estación se produce
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el reparto del compuesto en esta red tengo la fase inicial suele contener a una cantidad del
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compuesto porque lo hemos hecho en una proporción pero para aplicar la misma proporción como tiene
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menos podemos extraer nos va a venir menos pero seguimos extrayendo cuantas más extracción es
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mejor ahora nos dice que es más eficiente hacer de porciones directamente una porque porque aunque
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hayas echado mucho la proporción es mejor de varias veces porque vuelves a dejar a cero tu
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parte orgánica entonces vuelves sacas mucho más que si de entrada hubieras echado todo el líquido
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Bueno, ¿entendéis el proceso? Sí. Vale. Las características del disolvente de extracción, lo que necesitamos es conocer ese compuesto, ¿vale? El disolvente ideal debe ser invisible, eso es evidente, porque necesitamos luego poder separarlo por fase, ¿vale?
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No tiene que volver a mezclarse con el agua porque si no volveríamos otra vez a mandar lo que hemos extraído al mismo mes que lo hemos sacado. El componente deseado ha de ser más soluble en el disolvente de la extracción que en el disolvente original. ¿Por qué? Porque será más eficiente la extracción.
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Si nosotros somos capaces de 8 sacar 6, porque el coeficiente de reparto es cada vez que estén juntos, 6 se van a quedar en nuestro líquido que usamos para extraer y, por lo tanto, 2 se van a quedar en el otro más eficiente, menos veces lo tenemos que hacer para dejarlo limpio.
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Ser suficientemente volátil, de manera que se pueda eliminar fácilmente el producto extraído. ¿Por qué dice esto? Porque la siguiente fase, nosotros hemos extraído nuestro analito en un disolvente orgánico. Se nos ha quedado ahí atrapado, pero no lo queremos en ese disolvente, lo queremos solo.
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Pero tenemos que poder separarlo. ¿Y cómo lo vamos a separar? Por destilación. La destilación es la separación por volatilidad. Entonces, lo que queremos es que el disolvente en el que lo tenemos retenido sea muy volátil para que sea fácilmente separable y se nos quede la destilación separada en estado gaseoso y, por lo tanto, se quede nuestro componente en el estado que nos requeremos puro.
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que hayamos podido quitarlo todo
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por eso tiene que ser volátil
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para ser eficaz
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¿vale?
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no ser tóxico, claro, cualquier manipulación
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buscamos que no sea tóxico
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por las garantías de
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todo, tanto del manejo
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como del trabajo, como del PDT
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de todo
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ser inmiscible con el agua
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cuanto más polar es el disolvente orgánico
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más inmiscible, soluble es con el agua
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¿vale? porque
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necesitamos que sea inmiscible tanto
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para la disolución como para luego poder separarlo porque nosotros cuando abrimos este grifito y
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dejamos decante o sea que se vaya lo que en lo que no hemos retenido lo que queríamos retener
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en estado puro siempre nos va a quedar un poquito imaginaos que es agua esto verde de aquí abajo
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vale pues siempre nos va a quedar un poquito porque no podemos perder analito entonces no
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nos vamos a ir hasta arriba y perder parte de nuestro disolvente que además como es muy útil
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lo queremos recuperar para volver a usarlo por lo tanto un poquito por aquí nos va a quedar una
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parte de agua entonces qué sucede que queremos quitar vamos a quitar esa parte de agua e
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filtrándola, lo vamos a filtrar en una disolución que nos va a permitir que absorba el agua.
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Vamos a ver. Finalizado la operación, se tiene que recuperar el producto extraído a partir de las fases orgánicas reducidas.
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Para ello, se tiene que secar la fase orgánica. Secar quiere decir retirar la parte de agua que no hemos dejado que escapara por el grifo para no perder.
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¿Y cómo la vamos a secar? Pues la vamos a secar con un compuesto que es desecante, ¿vale? Y luego lo vamos a filtrar para retirarlo, porque no queremos ese desecante antes de proceder a la destilación, ¿vale?
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que normalmente se indica, depende, de todas formas en el procedimiento os lo va a poner, pero que sepáis que ese proceso de secarlo lo tenemos que hacer porque una parte de agua se nos va a quitar, ¿vale? Aquí tenéis enumerados los principales o los más comunes disolventes y los más útiles, ¿vale? Y también sus características, cuáles son tóxicos, cuáles son infaunables y sus nombres para que os acerquéis un poquito a ellos, ¿vale?
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Vale. Yo creo que nos quedan diez minutillos. Bueno, nos acercamos un poquito a la centrifugación para ver si nos queda algo más tiempo para practicar en las más clases, para practicar luego problemas que os ponen nerviosos.
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bueno la centrifugación sabemos que también es un método de separación mecánica que es lo que
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estamos pero que lo que vamos a utilizar en este caso no es ni la pesa ni empuje como estaba
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haciendo hasta ahora sin otra fuerza que se llama centrífuga es una fuerza que está relacionada con
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el movimiento circular y que hay dos fuerzas relacionadas con el movimiento circular que
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son la centrífuga la centrípeta la centrípeta es una fuerza que empuja hacia el centro de giro o
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O sea, que iría hacia el eje de una circunferencia, que es la que determina la trayectoria, y la centrífuga, que es la que envía hacia fuera del arco de la circunferencia.
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Esa fuerza, cuando hacemos revoluciones, es proporcional a la velocidad.
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Esta W que veis aquí se llama velocidad angular y es la velocidad relacionada con el movimiento circular.
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Y si os dais cuenta, tiene mucho que ver. La fuerza es mucho más grande cuanta más velocidad hay. De hecho, al cuadrado, imaginaos. O sea, tiene mucha influencia la velocidad sobre la fuerza.
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Entonces, nosotros en los laboratorios he diseñado unos aparatos que son estos, que son las centrífugas, que hacen miles de revoluciones por minuto. O sea, son un montón de velocidad. La llamamos revoluciones por minuto. Y es una velocidad altísima. Cuanta más fuerza, cuantas más vueltas, más fuerza y, por lo tanto, más eficaz lo que pretendemos hacer.
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¿Qué pretendemos hacer? Esa fuerza lo que hace es que separa a las partículas porque se ven empujadas por la fuerza hacia afuera y la fuerza que las empuja se relaciona con su peso, su densidad, depende.
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Vamos a ver que hay distintos tipos de centrifugadoras y unas se basan en la estratificación por densidad, otras se basan en la estratificación por peso, bueno, todas están relacionadas con eso y tienen un diseño dependiendo qué es lo que queremos separar, ¿vale?
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La fuerza centrífuga es, su fórmula es la masa por la velocidad angular al cuadrado por el radio de giro. El radio de giro es, bueno, simbólicamente veis, esto es la centrífuga, ¿vale? Esta es la circunferencia de la trayectoria, pero si nosotros la cortáramos así transversalmente, esto sería lo que veríamos.
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nuestro tubo de centrífuga en este caso en este diseño iría así pero vais a ver que hay otros
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diseños de centrífuga vale y así y entonces qué es lo que sucedería que empezaría a girar así así
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así así vale sobre este eje de giro circunferencia sería está el eje de giro este punto de giro este
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y empezaría a dar vueltas así que es lo que sucede que en el fluido que hay aquí van a precipitar
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aquí abajo la materia en suspensión empujada por esa fuerza y la vamos a poder separar del
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fluido vamos a utilizar otro tipo de fuerza para hacer exactamente lo mismo vale bueno
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qué elementos componen una centrífuga bueno pues bueno cuáles son para que se emplean para
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decantar un sólido en suspensión en el seno de un líquido para clarificar soluciones que contienen
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sonidos finamente divididos
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para romper emulsiones de dos líquidos
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inmiscibles o para
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separar dos líquidos inmiscibles
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todo ello al final lo que hace
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es separar por densidades
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la densidad es un factor que se ve
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afectado por el peso y la fuerza
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hace que lo separe, esto es el esquema
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de una centrifugación de
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agua, de sangre, perdón porque
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la sangre es muy evidente lo que
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sucede cuando se centrifuga
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lo que sucede cuando se centrifuga, nuestra sangre
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está compuesta con unos elementos que son células y un fluido que se llama plasma en el que están
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en suspensión las células. Cuando nosotros lo centrifugamos, gracias a la fuerza centrífuga,
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somos capaces de hacer que las células precipiten aquí abajo y que se nos quede el plasma aquí
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arriba, que es el
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fluido en el que estaban contenidas
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esas células.
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¿Cuáles son los componentes
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de una centrífuga? Pues su tapadera, su rotor,
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su base y su tacómetro
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control de velocidad. La tapadera es imprescindible.
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¿Por qué? ¿Qué sucedía si no había una tapadera?
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Que se nos saldrían volando las...
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De hecho, los
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tubos en una centrífuga,
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depende de cuál, pero la mayor parte de las
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veces se ponen sin tapadera
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porque no necesitan tapa.
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porque la propia fuerza va a mandar el líquido hacia la base del tubo de centrifuga.
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El rotor, que es el motor que hace que se gire, la base que está constituida generalmente por material pesado,
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porque necesitamos ese contrapeso para que no empiece a bailar, porque alcanza muchas revoluciones.
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Es lo mismo que una lavadora cuando centrifuga.
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Ninguno de vosotros tiene en casa una lavadora de estas que baila.
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De hecho, hay veces que cuando tienes un bebé muy llorón, la lavadora viene muy bien para ponerlo encima
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y la vibración le hace por eso necesitamos que para evitar esta vibración vale y luego un poco
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metro control de velocidad necesitamos establecer a qué regulaciones porque las revoluciones es lo
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que va a permitir que lleguemos a cierto equilibrio entre la fuerza o sea necesitamos dependiendo de
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qué queremos separar cierto grado de fuerza y está esas revoluciones es la velocidad está muy
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relacionado recordar está al cuadrado es muy relacionado con cómo se incrementa gracias a
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esas revoluciones el efecto de la fuerza vale vale otro problema de los que os gustan nos da
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tiempo si ya nos da tiempo si son muy sencillas os tengo verdad no se ha perdido el madrid
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otro ejercicio y ya lo dejamos aquí vale el cálculo de la fuerza centrífuga
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es al final es la misma fórmula que está la misma vamos a llamar
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en un modo distinto, pero vais a ver que es lo mismo
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vale
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la fuerza centrífuga se llama coloquialmente
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número de G, ¿por qué?
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porque esa fuerza no la vamos a llamar
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en Newton ni nada de eso, la vamos a llamar
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G, porque tiene que ver con
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la gravedad de las fuerzas
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las fuerzas G, ¿vale? por revolución
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vale, el cálculo
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de la fuerza
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centrífuga de rotación a partir de unas
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revoluciones por minuto y viceversa
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para distintos radios de giro de rotor
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separaciones mecánicas por fuerza
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centrífuga relativa en unidades G. La fuerza centrífuga de rotación se llama coloquialmente
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número de G porque se mide empleando como unidad la aceleración de la gravedad. Así,
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por ejemplo, se emplea una centrifugación a 15 minutos a 20.000 G, son 20.000 G, ¿vale?
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Bien, R es el radio expresado en centímetros del eje de rotación. Recordad, el eje de
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rotación es este desde aquí hasta donde da el giro vale ese es el eje de rotación bien
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de la frecuencia de rotación efe es las revoluciones por minuto aquí la velocidad
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que nosotros vamos a marcar aquí esta es nuestra s vale frecuencia de rotación que trasladado aquí
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es frecuencia de rotación sería esto la velocidad revoluciones por minuto rs radio de giro vale y
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Y, bueno, m es la masa del cuerpo, ¿vale? Tenemos esta que la vamos a memorizar, ¿vale? Para cualquier cálculo de fuerza de rotación vamos a tener 1,119 por 10 elevado a menos 5 por el radio de giro por la frecuencia cuadrada, ¿vale?
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Bien, número de G alcanzado en un rotor de centrífuga de 5 centímetros de radio, te dice las dimensiones de la centrífuga, por lo tanto, te está dando cuál es su radio de giro, como es de grande su circunferencia de trayectoria, que gira a una velocidad de 10.000 revoluciones por minuto.
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Primero de todo, que nos vamos a preguntar, ¿qué nos piden?
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Nos piden número de Gs.
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Por lo tanto, nos están pidiendo la fuerza centrífuga de rotación.
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Pues nos están pidiendo el número de Gs.
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¿Qué nos dan?
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El radio de rotación de la centrífuga y F, porque nos dice revoluciones por minuto.
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Por lo tanto, nos dan su F, ¿vale?
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¿Y qué conocemos? ¿Qué sabemos?
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Son las tres preguntas que os he dicho que os hagáis siempre.
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¿Qué nos piden? ¿Qué nos dan? ¿Y qué sabemos? Pues conocemos una fórmula que nos dice que la fuerza centrífuga de rotación es igual a 1,119 por 10 elevado a menos 5 por el radio del giro por el cuadrado de la velocidad de rotación en revoluciones por minuto.
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Como tenemos este dato y tenemos este, solo tenemos que sustituir. Ponemos nuestros 5 centímetros a 10.000 revoluciones al cuadrado y nos dice que nuestra fuerza centrífuga de rotación son 5.600 Gs.
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¿Vale? Fácil, ¿no? Aunque parezca, aunque estemos utilizando que si gestes, que si fuerza centrífuga, que si rotor, que si heces, se encuentran a lo mejor que no están cerca, son fáciles, solo tenéis que aplicarles un sentido.
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de fuerza centífuga de rotación pues las que alcanza la fuerza que va a empujar a nuestras
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analitos y al fondo de la del tubo de centrífuga vale pues lo grande que es lo grande que es nuestra
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centrífuga es nuestra r y efe por las revoluciones que vamos a poner nosotros en la ruedita cuarto
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a 10.000, a 15.000, a lo que nos diga
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nuestro PNT
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¿vale? Nuestro procedimiento de trabajo nos va a decir
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y lo ponemos tanto tiempo
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a tantas revoluciones por minuto
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pues esa es nuestra F, las revoluciones por minuto
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aquí falta la M, revoluciones
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por minuto
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vale, bueno chicos, nos quedamos aquí
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ya os habéis ido
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vale, sí
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me parece que os he quitado
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un poco de tiempo de
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de microbiología, perdonadme
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Sí.
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- 22 de abril de 2024 - 19:21
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