Set de máquinas sencillas y motorizadas

Barredor

Explorar los conceptos científicos de ruedas dentadas, engranajes, poleas, sistemas de seguridad, distancia y fricción.

45-90 min.
Intermedio
Ciclo medio de primaria
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Conectar

5-10 minutos

La ruta se cubre con residuos y hojas. ¡Su aspecto es terrible y podría ser peligroso si alguien se resbala! Ahora Jack and Jill tendrán la responsabilidad de limpiarlo, pero prefieren divertirse en su carro y no usar los cepillos.

Zog el perro intenta ayudarles pero no lo hace muy bien.

De repente tienen la idea de combinar el cepillo con el carro, aunque no saben exactamente cómo.

¿Puedes combinar un carro y un camino que limpiar? ¡Averigüémoslo!

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Construir

20-25 minutos

Crea la pista de pruebas
Utiliza una mesa o suelo estable y coloca sobre ella tu pared o caja a prueba de accidentes en ella.

Distribuye tiras de papel creando una pista de 10 cm (≈ 4 in) de ancho y 60 cm (≈ 24 in) de largo en tu pista. Este será el camino cubierto de basura.

¡Deja mucho espacio a los lados del camino para que vuelen los residuos!

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Construye el barredor
(Libros 1A y 1B hasta la página 8, paso 11).

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Comprueba que funciona sin problemas
Empújalo suavemente por la mesa. El eje debe poder girar libremente sin golpear el bastidor del carro y las ‘cuchillas’ deben abrirse y girar sin tocar la mesa.

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Contemplar

20-25 minutos

¿Qué tan bien funciona?
Empújalo por el camino sucio. ¿Cuánta basura has podido barrer? ¿Un cuarto? ¿La mitad?

¿Qué problemas has tenido con este diseño? Estima la cantidad que has barrido en comparación con la que ha quedado en el camino.

¡No es un barredor muy rápido y no es capaz de recoger la basura!

¿Sabías que...?
Todos los engranajes con dientes regulares, como el engranaje grande, se llaman engranajes rectos.

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¿Cual es la transmisión del barredor? Empuja el barredor para que todas las ruedas del carro giren a la vez. ¿Cuántas veces gira la cabeza del barredor? ¿Puedes explicarlo?

La cabeza del barredor gira una vez. La transmisión es 1:1. Todos los engranajes biselados y rectos que se encajan entre sí tienen el mismo tamaño. Así, no hay ningún cambio de velocidad.

Sugerencia:
¿Qué hacen los engranajes biselados? Giran la dirección del movimiento 90°. ¡Envían la energía del movimiento a las esquinas!

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¿Cómo podemos hacer más rápido el barredor?
Prueba distintas combinaciones de engranajes (paso 12, paso 13).

El Paso 12 ralentiza demasiado la cabeza del barredor, el paso 13 lo hace 5 veces más rápido. ¡Recuerda que el engranaje de 40 dientes mueve un engranaje de 8 dientes!

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Jack y Jill quieren terminar el trabajo lo antes posible para que nadie se caiga sobre las hojas y se haga daño. Para ayudarles, intenta añadir más cuchillas a la cabeza del barredor (paso 14).

Tres cuchillas empeorarían la situación, haciéndola incluso peor que con 2 cuchillas. Cuatro cuchillas sería mejor, y estarían balanceadas.

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¡Peligro!
Empuja el barredor y mantén sujeta la cabeza. ¿Qué ocurre y qué problemas puede provocar?

Las ruedas se bloquean y los engranajes saltan. Cualquier cosa que se atasque en el barredor sobrecargaría la máquina o rompería los engranajes.

Continuar

25-30 minutos

Un barredor más seguro
Reconstruye el modelo para que funcione con poleas y correas. Prueba distintos sistemas de poleas. Predice y comprueba lo rápido que girarán y cómo barrerán.

La cabeza del barredor suele rotar más rápido. cuanto mayor es la polea de transmisión, más rápida es la rotación. Es más difícil empujar el carro ya que se produce más fricción en los ejes.

Empuja el barredor y sostén de nuevo la cabeza del barredor. ¿Qué ocurre? ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes?

La banda de transmisión resbala.

Ventajas: El barredor se detiene si algo se atasca. Podría ser también más seguro para el operador.

Inconvenientes: Hace falta más energía para empujarlo.

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Un recolector de suciedad
¿Puede idear una forma de recoger la basura del camino además de barrerla?

Apoyo docente

Los estudiantes explorarán los conceptos de:

Diseño y tecnología
Uso de mecanismos – engranajes biselados, engranajes de aumento, poleas
Pruebas antes de realizar mejoras
Sistemas de seguridad

Ciencia
Medir distancias
Fricción
Investigaciones científicas

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

Otros materiales necesarios:
Una caja grande de cartón o una pared de cartulina para detener los residuos volantes, de aprox. 60 x 40 cm (≈ 24 x 16 in) sería ideal
Para los residuos: utilice trozos de papel, ejes de conexión LEGO®, hojas aplastadas o similar

Material para los estudiantes

HOJA DE TRABAJO PARA EL ALUMNO

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