Experimento de capacidad pulmonar con globo
Introducción
| Pregunta de investigación: | ¿Cómo influye la altura en la capacidad pulmonar? |
| Años: | Secundaria en adelante |
| Hora: | 2 horas |
| Preocupaciones de seguridad: | Ninguna |
| Variable independiente: Altura de la persona Variable dependiente: Capacidad pulmonar vital | Variables controladas: edad y sexo de las personas del experimento; tipo de globo |
Respire profundamente. Ahora exhale. ¿Cuánto aire puede contener en sus pulmones? ¿Crees que un deportista podría aguantar más o menos? ¿Qué pasa con tu abuela contra un niño? Hoy, vamos a investigar un factor que influye en la cantidad de aire que pueden contener los pulmones: la altura de la persona.
En nuestro experimento, sin embargo, utilizaremos dos métodos para medir la capacidad pulmonar que podemos hacer en casa: el método del globo y el método de desplazamiento de agua.
Materiales
- Al menos 3 voluntarios de diferente altura, pero del mismo sexo, edad y nivel de actividad física
- Toallas de papel
- 3 globos
- Cilindro graduado
- Cinta adhesiva
- Botella de plástico grande
- Una tina grande
- Agua
- 2 pies de tubería de plástico limpia
- Calculadora
- Tabla de datos:
| Voluntario | Altura | Capacidad pulmonar mediante el método de desplazamiento de agua | Capacidad pulmonar usando el método del globo |
|---|---|---|---|
Pasos
Método de desplazamiento de agua
1. Llene el recipiente o la tina con aproximadamente 4 ” de agua.
2. Luego, llene el cilindro graduado con 50 mililitros (mL) de agua. Vierta esto en la botella y márquelo con cinta adhesiva, etiquetándolo como ’50 ml’. Repita este paso hasta llenar la botella, etiquetando la cantidad de agua en la botella cada vez.
3. Ahora, invierta con cuidado la botella en la tina o tazón para que no se escape el agua.
4. Deslice el tubo dentro de la botella a través de la abertura.
5. Para empezar, observe cuánta agua hay en la botella.
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6. Pida a un voluntario que respire profundamente y exhale tanto aire como sea posible en el tubo. El agua desplazada es igual a la cantidad de aire que exhala la persona.
7. Reste el volumen final de agua en la botella del inicial para obtener la cantidad de agua desplazada, que es igual a la cantidad de aire exhalado. Divida este número por 1000 para obtener litros (L).
8. Limpie el tubo con una toalla de papel. Vuelva a llenar la botella por completo con agua y repita los pasos 3 a 7 para cada voluntario.
Método del globo
9. Haga que cada voluntario respire profundamente y exhale tanto aire como pueda en el globo. Ata el globo para que puedas registrar la circunferencia.
10. Envuelva una cuerda alrededor del centro del globo. Mide la longitud de la cuerda, en centímetros, usando la regla.
11. Ahora que tenemos la circunferencia, podemos encontrar el radio. La circunferencia es igual a 2 multiplicado por pi multiplicado por el radio (r) en metros. Si reorganiza esta ecuación para resolver el radio, obtiene:
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12. Luego, usa el radio para resolver el volumen de la esfera en centímetros cúbicos usando la fórmula:
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Divida este número por 1000 para obtener su respuesta en litros.
13. Repita los pasos del 9 al 12 para cada voluntario.
Solución de problemas
Durante el método de desplazamiento de agua, al principio no debe haber aire en su botella, ya que esto alterará sus resultados. Si sus voluntarios están luchando por inflar el globo de una vez, pídales que inflen el globo antes del experimento para estirarlo. Esto debería permitirles expandirlo fácilmente en la primera respiración.
Preguntas de discusión
¿Tu hipótesis era correcta?
¿Los resultados fueron los mismos para ambos métodos? ¿Por qué o por qué no?
¿Por qué es importante probar varios tipos de pruebas en ciencias?
Cómo funciona
La capacidad pulmonar vital es la cantidad total de aire que una persona puede exhalar después de la inhalación. Depende de la edad de la persona, siendo los jóvenes los que tienen una mayor capacidad pulmonar, así como de la cantidad de ejercicio cardiovascular que hacen, la salud pulmonar y la altura. Las personas que hacen más ejercicio cardiovascular, como correr, trabajan más sus pulmones, fortaleciendo los músculos que se encargan de respirar, teniendo así una mayor capacidad pulmonar. Las personas que son más altas tienden a tener cavidades torácicas más grandes, por lo que también tienen pulmones más grandes, lo que aumenta su capacidad pulmonar vital.
Entonces, ¿por qué medir esto de dos maneras? En ciencia, se necesitan múltiples pruebas, así como muchas materias, para probar o refutar de manera concluyente una hipótesis. Hacer esto hace que los datos sean más confiables. Piense si fuera un detective que entreviste a sospechosos sobre un crimen. Si una persona explica lo que sucedió, pero otra persona lo explica de manera diferente, podría pensar que uno de ellos no está diciendo la verdad. Pero, si ambas personas tienen la misma historia, es más probable que eso sea lo que realmente sucedió. Más personas que confirman la misma historia la hacen más confiable, al igual que múltiples pruebas hacen que los datos sean más confiables.