Estructuras

Curso la Ciencia Divertida: Yolanda Bernal Baños

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MAQUINAS SIMPLES Y ESTRUCTURAS

EXPERIENCIAS CON ESTRUCTURAS

Este tipo de experiencias nos servirá para explicarles a los niños conceptos como la

resistencia o el fundamento de elementos de construcción como los arcos, incluso

podemos aplicarlas a cientos conceptos de geometría.

Experiencia 1: ¿Cómo sostener un peso usando dos folios?

Supongamos que debemos suspender entre dos mesas un estuche lleno de lápices

usando dos folios, sin sujetarlos con nada. Les plantearemos el problema y les

dejaremos que hagan sus hipótesis, cuando las formulen les dejaremos probar, y si no

consiguen resolverlo les daremos algunas pistas.

Si plegamos los dos folios juntos, sin ningún apoyo podemos suspender el estuche entre

ambas mesas. Les haremos notar a los niños que la estructura que forman los pliegues

son triángulos. Esta es la forma más utilizada para soportar pesos, como en las grúas y

estructuras de las torres de alta tensión.

Otra posible solución, es enrollar los dos folios, como en la imagen. Podemos ensayar

cual de las dos estructuras soporta más peso, Los niños comprobarán que la estructura

triangular soporta más peso.

Otra estructura interesante que los niños

pueden experimentar con dos folios es el

arco. Esta estructura introducida por los

romanos, mucho más resistente que el dintel

que empleaban en sus construcciones los

griegos.


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Podemos preparar un arco con un par de folios, y los sujetaremos por los laterales. Si

ponemos un peso, por ejemplo una regla a lo largo del eje del arco, este no sujetará el

peso, pero si el peso lo distribuimos de manera transversal el arco si será capaz de

soportarlo.

La cascara de huevo

Todos los niños saben lo frágiles que son las cascaras de huevo, pero ¿pueden decir si

unas simples cascaras de huevo soportarían el peso de un libro? y ¿de dos?


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El fundamento es el mismo, la estructura que soporta el peso es similar a una bóveda,

incluso construido con un material tan frágil una estructura de este tipo soporta un gran

peso.

Experiencia 2: Polígonos

Con materiales sencillos, construiremos estructuras poligonales que ayudarán a los

niños a visualizar su resistencia. Los materiales que podemos usar son unos palitos de

los que usan los médicos, en los extremos de los palitos haremos unos orificios, además

necesitaremos tuercas y tornillos.

Podemos experimentar la resistencia de las formas cuadradas y de las formas

triangulares.

Los polígonos cuadrados, pueden deformarse con una pequeña presión en vértice. En

cambio si intercalamos otra pieza de forma que obtengamos dos triángulos, la estructura

se vuelve mucho más estable.

Podemos hacer estructuras móviles, con un poco de imaginación, experimentando con

polígonos.


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Puedes construir polígonos con los niños de manera muy simple, usando palillos

mondadientes y bolitas de plastilina o garbanzos puestos a remojo del día anterior, en

dos dimensiones pronto harán triángulos y cuadrados, en tres dimensiones es más

sencillo trabajar con estructuras triangulares. El trabajar con sus propias manos

estructuras de este tipo les hará comprender el por que es tan estable la forma triangular

y el porqué se usa con tanta frecuencia en estructuras metálicas (vigas, grúas, postes de

alta tensión, postes de antenas de telefonía).


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Experiencia 3: Materiales elásticos

Resulta interesante que los niños observen las propiedades de los solido una de las

propiedades más interesante es la elasticidad de ciertos sólidos. Esto puede darnos

mucho juego, si nos fiamos de nuestros alumnos, podemos mostrarles como emplear la

propiedad de los sólidos elásticos con unas gomas y algo de puntería Podemos

experimentar como cambiar la energía elástica por energía cinética. Es una experiencia

que seguro les divertirá mucho.


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EXPERIENCIAS CON MAQUINAS SIMPLES

Experiencia 4: Planos inclinados

A pesar de que los niños enseguida descubren el uso del plano inclinado, lo hacen de

forma inconsciente. Les resultará mucho más interesante si hacemos una sencilla

experiencia. Le propondremos que usando una carpeta y un coche de juguete, vean

como pueden conseguir que el coche llegue más lejos

Pronto descubrirán que existe una relación entre el ángulo del plano y la distancia que

es capaz de recorrer el cochecito de juguete. Después les propondremos que hagan la

misma experiencia con otro objeto que no tenga ruedas.

Experiencia 5: Palancas

Es muy sencillo preparar un mecanismo que nos permita mostrarles a los niños el

funcionamiento de las palancas. Con los palitos de antes prepararemos un pequeño

balancín, le pondremos puntos de apoyo en distintas posiciones y los niños

experimentaran cuanto peso se puede levantar en función del punto de apoyo.


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En la vida cotidiana usamos distintos formatos de palancas, cascanueces, alicates,

carretilla, pinza de depilar, cortaúñas, según el uso que se les va a dar el punto de apoyo

es distinto.

Experiencia 5: fabricar un submarino

Primero vamos a fabricar un submarino. Para ello tomamos una botella de plástico y le

hacemos unos agujeros en un solo lateral. En el mismo lado se pegan unos tornillos o

piedras que harán de lastre (con cinta adhesiva), para que mantengan los agujeros hacia

abajo al poner la botella en el agua.

En el tapón de la botella hacemos un orificio por el que pasamos un tubo de plástico

flexible, que quede bien ajustado.

Llenamos un recipiente de agua y colocamos el submarino. Como los agujeros quedan

abajo, por ellos empezará a entrar agua. A medida que entra el agua en la botella, ésta se

sumerge hasta llegar al fondo.

Ahora soplamos por el tubo con fuerza. El aire llena la botella expulsando el agua a

través de los agujeros. La botella comienza a subir hasta quedar flotando en la

superficie.


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Experiencia 6: Fabricar tu propio coche.

Con materiales sencillos, les propondremos que diseñen y construyan un vehículo.

Materiales: cajas, tapones de botella, palos de madera.

Les daremos un tiempo para que lo diseñen, incluso que hagan un dibujo, y luego les

daremos un tiempo para que desarrollen su proyecto. Seguro que serán más creativos

que los adultos. Para los niños más pequeños es preciso que les preparemos los orificios

a los tapones de las botellas, para evitar que se hagan daño.


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Aunque este camión puede volcar su carga soplando

por una pequeña gomita

Con ayuda de un globo que cuando se infla eleva el

remolque

Otro modelo que podemos pedirles que construyan es

un vehículo oruga.

Experiencia 7: Engranajes

Los engranajes sean presentes en muchos mecanismos, pero la mejor forma de que los

comprendan es que los construyan ellos mismos. No necesitan materiales muy

complicados solo, palitos de madera y cartulina.


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Con este sencillo dispositivo, podrán transmitir el movimiento mediante engranajes de

forma muy sencilla. Los niños más pequeños no podrán fabricar sus engranajes, pero si

resultara interesante que los vean y manipules. Se Pude completar la experiencia

visitando con los niños, molino o prensas antiguas que tengan engranajes.

Experiencia 8: Fabricación de una grúa

Materiales:

Maderas, clavos, cuerdas, alambre (una percha), y herramientas.

Primero les pediremos que realicen un proyecto para la elaboración de una grúa que

incluya una manivela, luego lo complicaremos pidiéndoles que empleen además una

polea.


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Con niños más pequeños puedes trabajar las poleas, las puedes obtener de forma muy

sencilla a partir de ruedas que se venden en ferreterías, pídeles que intenten levantar un

peso (una caja que hace de ascensor), tirando de una cuerda, luego que pasen la cuerda

por la polea y prueben de nuevo, ¿cuesta el mismo trabajo?, como siempre las cosas se

aprenden mejor si se experimentan por uno mismo.

Experiencia 9: El teléfono (transmisión del sonido)

Se necesitan dos vasitos de helado, de yogur... vacíos (deben ser rígidos), dos palillos y

un buen trozo de cuerda.

Perfora un orificio pequeño en el centro del fondo de los dos vasitos y pasa la cuerda a

través de cada uno de ellos, haciendo un nudo en cada extremo de manera que los

vasitos queden perfectamente unidos por la cuerda.

A continuación pide a un amigo que sostenga uno de los vasitos en la mano y que hable


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claramente en su interior. Teniendo buen cuidado de que la cuerda de unión esté bien

tensada, aplica el otro vasito a tu oído. ¿Puedes escuchar algo?

Afloja la tensión de la cuerda. ¿Qué sucede?

Toca la cuerda mientras tu amigo está hablando por el "teléfono". ¿Qué ocurre?

¿Puedes emplear el teléfono alrededor de una esquina? ¿Qué ocurre cuando el hilo toca

la pared?

¿Puedes decir cómo funciona el teléfono?

Experiencia 10. Construcción de un termómetro

Materiales:

Botella de refresco vacía y trasparente, agua, colorante, arcilla o plastilina, pajita, cinta

aislante para sellar.

1. Llena la botella con agua (unos ¾ partes).

2. Añade cuatro gotas de colorante. Esto hará que se vea la línea del agua más

fácilmente.

3. Con la arcilla haga un bola pequeña de unos 25 mm de diámetro (el tamaño de

una moneda mediana, más o menos). A continuación alárgala de manera que

forme un cilindro de una longitud y diámetro similares a los de un lápiz. Aplana

este cilindro pegándolo a una cinta gruesa. Coloca esta cinta más o menos a la

mitad de la pajita, esto te permitirá introducirla en la botella y sellar

4. Coloca la pajita dentro de la botella usando la arcilla para sellarla. Ten cuidado

de no bloquear la pajita. También deberá evitar que la arcilla se raje o se hagan

agujeros en ella, puesto que el agua se escaparía. La mitad del sorbete estará

dentro de la botella y la otra mitad afuera. Presiona la tapa de arcilla hacia el

cuello de la botella lo suficientemente lejos como para forzar a que el nivel de

agua suba hacia el sorbete y se la pueda ver.


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Una vez construido los alumnos podrán ver como sube o baja el nivel del agua en la

pajita en función de la temperatura donde se coloque nuestro termómetro. Para hacer

una escala se puede colocar un papel detrás de la pajita y gradúala con agua con hielo, y

agua caliente, si son muy pequeños y se pueden quemar, hazlo solo utilizando el

radiador de clase y la temperatura exterior, no será muy exacto pero entenderán el

concepto.

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