Set de máquinas sencillas y motorizadas

Diversión en carros

Explorar los conceptos científicos de masa, fricción y energía potencial y cinética.

45-90 min.
Intermedio
Ciclo medio de primaria
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Conectar

5-10 minutos

Jack y Jill están, como siempre, discutiendo. Están haciendo carros para ver quien puede llegar más lejos en la Colina de lanzamiento del parque Greenall de su ciudad.

Jill dice que si pone más peso en su carro, bajará más rápido porque el carro será más pesado. Jack cree que dado que cuesta más trabajo mover objetos pesados, su carro llegará más lejos. Prefiere usar ruedas más grandes, aunque Jill no está tan segura de que esa idea le ayude demasiado.

¿Quién llegará más lejos? ¿El carro más ligero o el más pesado? ¿El de las ruedas más grandes o el de las más pequeñas? ¡Averigüémoslo!

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Construir

20-25 Minutos

Construye la Colina de lanzamiento
Dibuja una línea inicial de 1 metro (≈ 1 yarda) desde un extremo de la plataforma . Coloca un soporte para que la línea inicial quede a 15 cm (≈ 6 in) del suelo. ¿Por qué necesitamos usar una línea de partida?

La necesitamos para asegurarnos de que todas las pruebas son iguales; todos los carros debe recorrer exactamente la misma distancia en la rampa.

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Sugerencia:
Si el grosor de la plancha es demasiado grande y los carros se golpean al caer, usa un trozo de cartulina que disminuya la altura gradualmente.

Construye el carro
(Libros 3A y 3B hasta la página 6, paso 12).

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Prueba el carro en la rampa. ¿Funciona el modelo correctamente? Si no es así, comprueba que todos los ejes y cojinetes pueden girar libremente. Comprueba también que todos los elementos se encuentren firmemente unidos entre sí

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Traza la escala
Haz las marcas en el disco de plástico azul o recorta un círculo un trozo de papel. Coloca marcas de escala y ponlo delante del disco de plástico azul

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Contemplar

20-25 minutos

Mide la distancia que recorre el carro vacío. Mídelo con un metro y compáralo con el puntero y el dial. Registra la distancia y utiliza un ladrillo LEGO® para marcar el punto en el que se ha detenido. Pruébalo al menos tres veces para asegurarte de que has dado una respuesta científicamente correcta.

Un carro sin carga rueda unos 160 cm (≈ 5.25 ft). Es más de una vuelta del dial. El dial tiene una precisión de unos centímetros.

Traza divisiones de dial de 1 m (≈ 1 yd) en el disco de plástico con un rotulador de pizarra que se pueda borrar. Deja que el carro baje de nuevo la rampa y observa si ha recorrido aproximadamente 160 cm (≈ 5.25 ft) observando el dial y el puntero (una revolución completa del disco y algo más de la otra mitad). Realiza varias pruebas. No es necesario utilizar reglas ni cintas de medida - sólo las lecturas del dial.

Sugerencia:
Observa la distancia que recorre el carro hacia abajo. El puntero del disco de plástico pasa por cero por primera vez cuando el carro toca el suelo. Mide exactamente 1m a cada vuelta.

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Añade un ladrillo al carro (libro 3B, página 7, paso 13). Predice la distancia que recorrerá esta vez colocando otro ladrillo marcador en la pista.
Haz entonces la prueba.

El carro recorrerá aproximadamente el doble de distancia. El peso del ladrillo "cayendo" con el carro le otorga casi el doble de energía en
movimiento. Sin embargo, observa también que el peso extra crea fricción en los ejes y ralentiza el carro.

¿Qué observas en el puntero?
El puntero da más de una vuelta. Necesitarás contar cuántas veces da la vuelta.

Pruébalo varias veces para asegurarte de que tus hallazgos son consistentes.

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La Gran Rueda de Jack
¿Ayudarán las ruedas grandes a avanzar más al carro que las ruedas pequeñas? Colócalas en el eje trasero y prueba la rampa (libro 3B, página 7, paso 14).

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Primero prueba sin carga (libro 3B, página 7, paso 14), y después con la carga (libro 3B, página 8, paso 15).

Normalmente, el carro llega más lejos. Existen dos razones: más peso = más energía, y el eje trasero se mueve más despacio, lo cual significa menor fricción.

¿Sabías que...?
Las ruedas grandes pesan 16 g (≈ 0.5 oz) cada una y las pequeñas sólo 6 g (≈ 0.2 oz) cada una.

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Continuar

25-30 Minutos

Superescala
Libro de construcción 3B hasta la página 12, paso 12. Reemplaza el engranaje de 8 dientes por el de 24 dientes. Predice y prueba después la distancia que recorre el carro antes de que el puntero complete una revolución.

Rodará 3 metros ( ≈ 3 yardas). La nueva rueda de engranaje posee el triple de dientes que la pequeña. El tornillo sin fin tiene que girar 3 veces para que el engranaje de 24 dientes gire una vez. Ahora necesitarás calibrar la escala para medir distancias con precisión de hasta 3 metros (≈ 3 yardas).

Súper pendiente
Predice primero y comprueba después qué ocurrirá si doblas la altura de la colina.
Doblas la energía potencial, doblas la energía en movimiento, pero no doblas la fricción en los ejes.

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Apoyo docente

Los estudiantes explorarán los conceptos de:

Diseño y tecnología
• Uso de mecanismos – poleas y palancas
• Montaje de componentes

Ciencia
• Medir distancias
• Leer y calibrar escalas
• Fuerzas
• Energía del movimiento
• Energía de la posición
• Fricción y resistencia al aire
• Investigación científica

Set de máquinas sencillas y motorizadas 9686(se recomienda un set por cada dos estudiantes)

Otros materiales necesarios:
• Regla
• Tres objetos de lado recto menores de 1 m (≈ 1 yd) de largo
• Espacio en un suelo plano para realizar con seguridad un salto largo
• Rotuladores o marcadores de pizarra

Material para los estudiantes

HOJA DE TRABAJO PARA EL ALUMNO

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