1.8 el dibujante

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1.8 el dibujante

  1. 1. El DibujanteIntroducciónEn este proyecto de ingeniería los estudiantes construirán su propio robot, eldibujante, el cual es un robot que tiene la habilidad de escribir sobre una hoja depapel por sí solo, esto se debe al movimiento que este desarrolla al alterar lamecánica del ventilador. Los estudiantes aprenderán todos los conceptosinvolucrados previamente a la construcción del robot.Tiempo estimado: 90 min – 2 SesionesGrupo de trabajo: 3 PersonasObjetivos de aprendizaje:  Conocer el proceso de transformación de energía química a eléctrica y eléctrica a cinética.  Aprender a ensamblar un robot dibujante.Conceptos Clave: 1. Energía: Definición: El concepto de energía está relacionado con la capacidad de generar movimiento o lograr la transformación de algo, en física clásica se define como una magnitud abstracta ligada al estado dinámico y cerrado de un sistema que permanece constante. Existen distintos tipos de energía como térmica, cinética, química, eléctrica, etc.
  2. 2. 2. Baterías: Definición: Son fuentes de energía química capaces de crear una carga eléctrica. Esto es se logra utilizando una reacción química y tiene la ventaja de ser sencillo, pequeño y portátil. Su análogo a un sistema hídrico es una bomba de agua 3. Ventilador: Definición: Es un elemento que es capaz de transformar la energía eléctrica en cinética, produciendo corrientes de aire con el fin de hacer circular y renovar el aire en un espacio. Sabías que hoy en día existen ventiladores con aspas, funcionan bajo otro principio.Descripción teórica (Sesión 1):La Energía se encuentra en constante transformación, pasando de unas formas aotras. La energía siempre pasa de formas más útiles a formas menos útiles. Porejemplo, en un volcán la energía interna de las rocas fundidas puedetransformarse en energía térmica produciendo gran cantidad de calor; las piedraslanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energía mecánica; se produce lacombustión de muchos materiales, liberando energía química; etc.PRINCIPIO CONSERVACION DE LA ENERGIA
  3. 3. El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni sedestruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones,la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antesy después de cada transformación.En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia derozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energíascinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con elnombre de Principio de conservación de la energía mecánica.DEGRADACION DE LA ENERGIAUnas formas de energía pueden transformarse en otras. En estastransformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación,parte de la energía se convierte en calor o energía calorífica.Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor; pero, ésteno puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice, entonces,que el calor es una forma degradada de energía. Son ejemplos:  La energía eléctrica, al pasar por una resistencia.  La energía química, en la combustión de algunas sustancias.  La energía mecánica, por choque o rozamiento.Se define, por tanto, el Rendimiento como la relación (en % por ciento) entre laenergía útil obtenida y la energía aportada en una transformación.TRABAJOInstintivamente, por trabajo, entendemos todo tipo de actividad o esfuerzohumano. ¿Nos conformamos con tal idea? En absoluto, dentro del campo de laFísica, no nos vale el concepto así concebido.
  4. 4. El mecánico, e electricista, el proyectista etc., tienen un sentido más concreto de lapalabra «trabajo»; les representa algo más. Saben que, para que exista trabajo, senecesita la acción de una fuerza y, al mismo tiempo, que esta provoque undesplazamiento del cuerpo, o de los componentes del mismo, sobre el cual actúa. Ejemplo: - En un circuito eléctrico se puede disponer de una fuerza electromotriz pero, si el interruptor está abierto, no existe desplazamiento de electrones, lo que motiva que no se produzca un trabajo en cualquiera de los receptores acoplados.Nos explicamos en los términos siguientes, TRABAJO ES EL PRODUCTO DELVALOR DE UNA FUERZA, APLICADA SOBRE UN CUERPO, POR EL VALORDEL ESPACIO RECORRIDO POR DICHO CUERPO. Y solamente se producetrabajo cuando se cumple la condición de desplazamiento.También podernos decir que, se origina trabajo, siempre que una fuerza desplazasu punto de aplicación; o que, trabajo, es el efecto conseguido al ser trasladado uncuerpo por la acción de una fuerza ejercida sobre el mismo.Recordemos al científico escribiendo y moviendo el útil de escritura por la acciónde la fuerza que, sobre dicho útil, ejerce su mano. Ese sería su trabajo puramentefísico.Inicialmente, el trabajo se obtiene como consecuencia de la presencia de unafuerza, y ésta, a su vez, proviene de la energía. Además, no olvidemos una de lasdefiniciones de la energía... «Es la capacidad que posee la materia para poderproducir... TRABAJO».
  5. 5. Materiales necesarios: 1. Ventilador que pueda ser alimentado con una pila de 9 V 2. Pila de 9 V 3. Conector para pila de 9 V
  6. 6. 4. Cauchos (5 o más)5. (4) Cuatro marcadores de colores6. Switch
  7. 7. 7. Cinta aislanteNormas de seguridad: 1. No tocar las aspas del ventilador cuando esté en movimiento.
  8. 8. Desarrollo del proyecto (Sesión 2): 1. Toma el ventilador y quítale tres aspas consecutivas: 2. Pela las puntas de los cables que salen del ventilador y del conector para la pila. Une los cables rojos así: 3. Conecta el cable negro del ventilador con el pin del medio del switch, luego conecta el cable negro del conector para la pila a cualquiera de los pines sobrantes del switch (cubre las conexiones con la cinta aislante):
  9. 9. 4. Ubica un caucho en la mitad del ventilador para amarrar la pila ahí. La pila debe ir puesta del lado donde no hay contacto con la parte que gira del ventilador:5. Ingresa un caucho por cada uno de los orificios en las esquinas del ventilador:6. Amarra un marcador a cada caucho de manera que la punta del marcador esté hacia el lado contario de donde está la pila:
  10. 10. 7. Quita las tapas de los marcadores y ponlo sobre una hoja de papel con las puntas de los marcadores contra la hoja: 8. Ahora enciende el switch y mira como dibuja en la hoja de papel.Evaluación:  Haz un cuadro comparativo donde describas y menciones un ejemplo de los tipos de energía, menciona al menos cinco de ellos.  ¿Cuál crees que es la razón por la cual el robot se mueve?, discútelo con tus profesores.Referencias  La energía y sus transformaciones http://energia-energy.blogspot.com/  Discovery en la escuela elementos de física - energía y trabajo http://www.youtube.com/watch?v=w2xw3a0cdhE

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