Cut the upper part of the 2-liter bottle.

Recipiente cilíndrico abierto de 2 L.

Cut the upper part of one of the 1.5-liter bottles and the lower part of the other. Stick them together with the insulating tape.

Cilindro flotante sellado de 1.5 L.

Libro de Uerakua Anapu Uantakua Projects And Readings 2 EGB

SEP/CONALITEG

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Construcción de una balanza casera por desplazamiento de agua

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Respuesta rápida

Balanza casera: el cilindro flotante se hunde según la masa colocada; la marca del nivel de agua indica la masa por desplazamiento.

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Solución — Página 68

Uérakua anapu uantakua. Projects and Readings. Libro de Educación Secundaria Grado 2° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Procedimiento: balanza casera por desplazamiento de agua

Enunciado (traducido): En comunidades, realiza lo siguiente:

Corta la parte superior de la botella de 2 litros.
Corta la parte superior de una de las botellas de 1.5 litros y la parte inferior de la otra. Únelas con cinta aislante.
Vierte la mitad del agua en la botella de 2 litros y sumerge las otras botellas unidas en la otra mitad. Asegúrate de que el agua no se desborde, como en la imagen.
Pega el plato o recipiente a la base de una de las botellas para colocar el objeto que quieras pesar.
Coloca el peso de referencia sobre el recipiente y marca el desplazamiento del agua en la botella. Esta marca es una medida indirecta de la masa, basada en el peso de referencia.

Paso 1

Cortar la parte superior de la botella de 2 L con tijeras o cúter. Esta pieza servirá como recipiente exterior que contendrá el agua.

Respuesta orientativa: Se obtiene un recipiente cilíndrico abierto por arriba, sin tapa, con bordes lijados para evitar cortes.

Paso 2

Cortar la parte superior de una botella de 1.5 L y la parte inferior de la otra. Unirlas con cinta aislante, formando un cilindro flotante con base cerrada.

Respuesta orientativa: El cuerpo flotante queda sellado y puede desplazarse verticalmente dentro del agua sin fugas.

Paso 3

Verter agua en la botella de 2 L hasta la mitad. Introducir el cilindro flotante. El agua no debe desbordarse.

Respuesta orientativa: El cilindro flota estable; el nivel del agua sube por el principio de Arquímedes: el peso del agua desplazada iguala el peso del cuerpo flotante.

Paso 4

Pegar el plato o recipiente a la base del cilindro flotante. Allí se colocarán los objetos a pesar.

Respuesta orientativa: El plato queda fijo y centrado, permitiendo colocar objetos sin que se hundan ni se ladeen.

Paso 5

Colocar el peso de referencia sobre el plato y marcar en la botella exterior el nivel del agua. Esa marca corresponde a la masa del peso de referencia.

Respuesta orientativa: Cada marca representa una masa conocida. Al colocar un objeto desconocido, la nueva altura del agua permite estimar su masa por comparación con la marca de referencia.

Fundamento físico: El empuje hidrostático $E = \rho_{agua} \cdot g \cdot V_{desplazado}$ iguala al peso del objeto flotante $P = m \cdot g$ . Por tanto, $m = \rho_{agua} \cdot V_{desplazado}$ . Midiendo el volumen desplazado (altura del agua $\times$ área transversal) se obtiene la masa.

Contenido de la página

Procedure

In communities, do the following:

Cut the upper part of the 2-liter bottle.
Cut the upper part of one of the 1.5-liter bottles and the lower part of the other. Stick them together with the insulating tape.
Pour half the water into the 2-liter bottle and immerse the other bottles stuck together in the other half. Make sure the water does not overflow, just like in the picture.
Glue the plate or container to the base of one of the bottles so you can place whatever object you want to weigh on it.
Next, place the reference weight on the container and mark the water displacement on the bottle. This mark is an indirect measure of the mass, based on the reference weight as shown in the picture.

Ejemplos resueltos

Si al colocar un objeto el agua sube 2 cm en una botella de área transversal 50 cm², ¿cuál es la masa del objeto? ( $\rho_{agua}=1\,g/cm^3$ )

Volumen desplazado: $V = A \cdot h = 50 \times 2 = 100\,cm^3$ .
Masa: $m = \rho \cdot V = 1 \times 100 = 100\,g$ .

Respuesta: $100\,g$ .

Tabla

Paso	Material	Acción	Resultado
1	Botella 2 L	Cortar parte superior	Recipiente exterior
2	Botellas 1.5 L + cinta	Unir superior e inferior	Cilindro flotante
3	Agua	Verter y sumergir	Flotación estable
4	Plato + pegamento	Fijar a la base	Superficie de carga
5	Peso de referencia	Marcar nivel	Escala de masa

Diagrama

flowchart TD
  A[Cortar botella 2 L] --> B[Cortar y unir botellas 1.5 L]
  B --> C[Verter agua y sumergir cilindro]
  C --> D[Pegar plato en la base]
  D --> E[Colocar peso de referencia y marcar]
  E --> F[Medir masa por desplazamiento]

Fórmulas y ecuaciones

m = $\rho_{agua}$ $\cdot$ $V_{desplazado}$

E = $\rho_{agua}$ $\cdot$ g $\cdot$ $V_{desplazado}$

P = m $\cdot$ g

m = $\rho_{agua}$ $\cdot$ $V_{desplazado}$

Glosario (4)

reference weight: peso de referencia; objeto de masa conocida usado para calibrar la balanza
water displacement: desplazamiento de agua; cambio de nivel del agua al sumergir un cuerpo
insulating tape: cinta aislante; cinta adhesiva usada para unir las botellas
indirect measure: medida indirecta; valor obtenido a partir de otra magnitud relacionada

Preguntas para practicar

¿Por qué el agua no debe desbordarse al sumergir el cilindro flotante?

Porque si el agua se derrama, el volumen disponible cambia y las marcas de referencia dejan de ser válidas. Además, el nivel del agua debe subir de forma controlada para poder medir el desplazamiento. Mantener el agua dentro del recipiente garantiza que la escala construida sea confiable.

¿Qué principio físico fundamenta esta balanza casera?

El principio de Arquímedes: todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje igual al peso del fluido desalojado. Como el cilindro flota, el empuje iguala al peso del objeto colocado, de modo que la masa se relaciona directamente con el volumen de agua desplazado.

Temas y conceptos clave

Procedimiento experimentalBalanza caseraDesplazamiento de aguamasapeso de referenciadesplazamientoflotaciónmedición indirecta

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Figuras de la página (3)

Botella de 2 litros cortada por la mitad con el cilindro flotante dentro. — Figura 1 image

Cilindro flotante con una regla graduada al lado, mostrando el nivel del agua. — Figura 2 image

Balanza terminada con plato verde sobre el cilindro flotante dentro de la botella de 2 L. — Figura 3 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se puede medir la masa de un objeto sin balanza?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Qué principio físico explica el funcionamiento de una balanza por desplazamiento de agua?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué el agua no debe desbordarse al sumergir el cilindro flotante?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de masa y peso
• Unidades de volumen (litros, mililitros)
• Noción de flotación y empuje

Siguiente tema sugerido

Cálculo de densidad a partir de masa y volumen desplazado

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Procedure

In communities, do the following:

3.Pour half the water into the 2-liter bottle and immerse the other bottles stuck together in the other half. Make sure the water does not overfl ow,just like in the picture.

4.Glue the plate or container to the base of one of the bottles so you can place whatever object you want to weigh on it.

Cut the upper part of the 2-liter bottle.

5.Next, place the reference weight on the container and mark the water displacement on the bottle.This mark is an indirect measure of the mass,based on the reference weight as shown in the picture.