My Crazy Inventions - Lanzamiento
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Este documento presenta un proyecto sobre la creación de máquinas de Rube Goldberg. Los objetivos son definir máquinas simples y compuestas, conocer la importancia de las máquinas en la vida diaria, y crear una máquina de Rube Goldberg para realizar una tarea específica. El proyecto incluye fases de planificación, diseño, y creación de un video mostrando la máquina en funcionamiento.
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My Crazy Inventions - Lanzamiento
- 1. My crazy invention Let’s get creative…
- 2. OBJETIVOS • Definir qué es una máquina simple y una máquina compuesta. • Establecer diferencias, clasificar y distinguir entre las seis máquinas simples fundamentales y las máquinas computestas. • Definir y aplicar el concepto de trabajo y potencia. • Explicar la segunda ley de Newton (Fuerza) • Conocer qué es la ventaja mecánica
- 3. OBJETIVOS • Analizar la importancia de las máquinas en nuestra vida diaria. • Conocer quién era Rube Goldberg y sus trabajos. • Explorar el proceso para la creación de una máquina de Rube Goldberg. • Presentar el reto My Crazy Inventions. • Discutir la rúbrica y los criterios de evaluación.
- 9. ¿QUÉ DETALLES EN COMÚN TIENEN TODAS ESTAS FOTOS?
- 11. ¿QUÉ ES LA FUERZA? • Una fuerza es algo que cuando actúa sobre un cuerpo, de cierta masa, le provoca un efecto.
- 16. EJERCICIO • Empujas una silla con ruedas que posee una masa de 2kg y adquiere una aceleración de 5 m/s2(metros por segundo al cuadrado). • Calcula el valor de la fuerza que aplicas sobre la silla.
- 17. ¿Qué es trabajo? • Se define como el producto de una fuerza y el desplazamiento del objeto en la dirección de la fuerza. • Por lo tanto, un objeto realiza trabajo sólo cuando el objeto se mueve una distancia.
- 18. ¿Qué es trabajo? • La unidad de trabajo (en Joule/Julio) se obtiene multiplicando la unidad de fuerza (en Newton) por la unidad de longitud (en metro). 1 julio = 1 Newton ⦁ metro (N ⦁ m) J = N ⦁ M
- 19. ¿Qué es trabajo? W= F ⦁ d ⦁ Cos (0)
- 25. EJERCICIO • Determina el trabajo realizado por una fuerza de 20 N, y con 60o sobre la horizontal (grado de inclinación),aplicada sobre un cuerpo que se desplaza horizontalmente unos 10 m. W= F ⦁ d ⦁ Cos (0)
- 26. Actividad ¿Qué relación existe entre el tiempo y el trabajo? Materiales: - Canicas - Recipientes - Cronómetro
- 27. Actividad ¿Qué relación existe entre el tiempo y el trabajo? Procedimiento: 1. Coloca los vasos/recipientes, uno al lado del otro. Coloca todas las canicas en un vaso. 2. Pasa las canicas, una por una, al otro vaso. Usando el cronómetro registra el tiempo que esto tarda.
- 28. Actividad ¿Qué relación existe entre el tiempo y el trabajo? Procedimiento: 1. Ajusta el cronómetro a la mitad de este tiempo. 2. Vuelve a pasar las canicas, una por una, al otro vaso. Usando el cronómetro registra el tiempo que esto tarda.
- 29. Actividad ¿Qué relación existe entre el tiempo y el trabajo? Analiza: 1. ¿Hiciste más trabajo la primera o la segunda vez? ¿Por qué? 2. ¿Qué diferencias notaste entre los dos intentos?
- 30. ¿Qué es potencia? • Es la cantidad de trabajo realizado en una unidad de tiempo. • Permite medir la razón a la cual se realiza trabajo. • Es la tasa de la transferencia de energía.
- 32. EJERCICIO • Calcula la potencia de un auto de juguete.
- 33. Transformación de energía • La energía es todo aquello que tiene capacidad de producir trabajo. • La energía no se crea ni se destruye, se transforma. • Existen diferentes tipos de transformaciones de energía.
- 34. Exploración – Máquinas Simples • Observa una máquina detenidamente. • Opera la máquina y observa cómo se mueve cada una de sus partes.
- 35. Exploración – Máquinas Simples • Haz un diagrama de la máquina. Trata de mostrar todas las partes móviles. Agrégale flechas y rótulos para mostrar la dirección y el movimiento de cada parte.
- 36. Exploración – Máquinas Simples • ¿Cuál es la función de la máquina? • ¿Cuántas partes móviles tiene? • ¿Cómo facilita el trabajo esta máquina?
- 37. Qué son las máquinas simples • Las máquinas simples son dispositivos que nos ayudan a aplicar fuerza y hacer trabajo. • Está compuesta de una o dos partes. • Nos ayudan a facilitar el trabajo.
- 38. ¿Qué son las máquinas simples? • En una máquina simple se cumple la ley de la conservación de energía (la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma).
- 39. Existen 6 máquinas simples Palanca Plano inclinado Polea Rueda y eje Cuña Tornillo
- 40. Tipos de palanca
- 43. Plano inclinado
- 44. Plano inclinado
- 45. Cuña
- 46. Cuña
- 47. Tornillo
- 48. Poleas
- 49. Rueda y eje
- 50. Rueda y eje
- 53. ¿Quién es Rube Goldberg? • Caricaturista muy conocido por sus dibujos ingeniosos. • Obtuvo un grado de Ingeniería en la Universidad de Berkeley. • Se estima que dibujó sobre 50,000 caricaturas a lo largo de su trayectoria.
- 56. Rube Goldberg
- 58. Objetivo del proyecto • Crear una máquina de Rube Goldberg que ejecute una tarea específica. • Por ejemplo: – Explotar una bomba – Apagar una vela – Vertir leche en un envase de cereal
- 62. Kit inical
- 64. Acceso a Moodle • Comunicaciones • Documentación – Presentación – Plan de diseño de proyecto – Rúbricas – Recursos (enlaces, vídeos, etc
- 66. Fase de Planificación y Diseño • Portada • Resumen del proyecto • Objetivo de la máquina • Dibujo/Sketch (digitalizado) • Descripción de los pasos • Desglose (tabla) • Registro de intentos y solución de problemas
- 67. Plan de diseño de proyecto
- 68. Vídeo: • Presentación • Objetivo • Reflexión • Demostración de la máquina en pleno funcionamiento • Duración – 2 a 3 minutos
- 69. Rúbricas • Se entregarán dos rúbricas: – Rúbrica de Planificación y Diseño – Rúbrica del vídeo y efectividad de la máquina • Asegúrate de cumplir con todos los criterios establecidos en la rúbrica para tener una puntuación mayor.
- 70. Consideraciones • Espacio/lugar donde crearán la máquina de Rube Goldberg. • Complejidad de los pasos. • Selección de materiales - hacer “restart” de la máquina. • Organización • Objetos peligrosos
- 71. Fecha de entrega del vídeo 13 de marzo de 2017
- 72. ¡Éxito!
Notas del editor
- Ejemplos
- ¿Qué actividades realizan las personas de las fotos o láminas? ¿Consideras que están realizando algún trabajo? ¿Cómo defines lo que es trabajo? ¿Qué relación tiene el trabajo con fuerza y movimiento?
- ¿Qué actividades realizan las personas de las fotos o láminas? ¿Consideras que están realizando algún trabajo? ¿Cómo defines lo que es trabajo? ¿Qué relación tiene el trabajo con fuerza y movimiento?
- ¿Qué actividades realizan las personas de las fotos o láminas? ¿Consideras que están realizando algún trabajo? ¿Cómo defines lo que es trabajo? ¿Qué relación tiene el trabajo con fuerza y movimiento?
- ¿Qué actividades realizan las personas de las fotos o láminas? ¿Consideras que están realizando algún trabajo? ¿Cómo defines lo que es trabajo? ¿Qué relación tiene el trabajo con fuerza y movimiento?
- ¿Qué actividades realizan las personas de las fotos o láminas? ¿Consideras que están realizando algún trabajo? ¿Cómo defines lo que es trabajo? ¿Qué relación tiene el trabajo con fuerza y movimiento?
- Multiplica la masa por la aceleración. La fuerza (F) requerida para mover un objeto de masa (m) con una aceleración (s) se expresa en la fórmula "F = m x a". Entonces, la fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración.[1] Convierte los números a los valores estándar internacionales. La unidad de masa en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el kilogramo y la unidad de la aceleración es el m/s2 (metros por segundo al cuadrado). Entonces, cuando la masa y la aceleración están expresadas en sus valores estándar, obtendremos la fuerza en su valor estándar también, el cual es N (Newtons). Por ejemplo, si la masa del objeto dado es de 3 libras, debes convertir esas libras a kilogramos. 3 libras son 1,36 kg, así que la masa del objeto es de 1,36 kg.[2] Referencia: http://es.wikihow.com/calcular-la-fuerza
- Ten en cuenta que el peso y la masa significan cosas diferentes en la Física. Si el peso de un objeto es dado en N (Newtons), entonces divídelo entre 9,8 para obtener la masa equivalente. Por ejemplo, un peso de 10 N es equivalente a 10/9,8 = 102 kg.
- Encuentra la fuerza necesaria para acelerar un auto de 1.000 kg a 5 m/s2. Asegúrate de que todos tus valores estén en el sistema estándar de unidades. Multiplica tu valor de aceleración (1.000 kg) por 5 m/s2 para calcular el valor. Calcula la fuerza necesaria para acelerar un vagón de 8 libras que se mueve a 7 m/s2. Primero, convierte todas las unidades al sistema estándar. Una libra es igual a 0,453 kg, así que debes multiplicar ese valor por las 8 libras para determinar la masa. Multiplica el nuevo valor de la masa por (3,62 kg) por el valor de aceleración (7 m/s2).
- Observa el vídeo.
- F= 2kg * 5m/s2 F= 10 kg * m/s2 = 10 N
- Imagen #1- Encuentra la dirección del vector de fuerza y la dirección del movimiento. Para empezar, es importante que puedas identificar tanto la dirección en que el objeto se está moviendo, como la dirección desde la que se aplica la fuerza. Ten en cuenta que el objeto no siempre se mueve en la misma dirección en la que se aplica la fuerza (por ejemplo, si tiras de una carreta y eres más alto que esta, estarás aplicando una fuerza diagonal para moverla). Sin embargo, en esta sección vamos a tratar con situaciones en las que la fuerza y el desplazamiento del objeto tienen la misma dirección. En la siguiente sección podrás encontrar información sobre cómo calcular el trabajo cuando ambos factores no tienen la misma dirección. Para hacer este proceso fácil de entender, vamos a continuar con un ejemplo. Supongamos que un tren de juguete tira hacia adelante de un vagón. En este caso, tanto el vector de fuerza y la dirección del movimiento del tren tienen la misma dirección (hacia adelante). En los siguientes pasos, usaremos esta información para calcular el trabajo realizado en el objeto. Imagen #2- Encuentra el desplazamiento del objeto. La primera variable que necesitamos para la fórmula es “D”, o desplazamiento, que suele ser fácil de encontrar. El desplazamiento es, simplemente, la distancia a la que la fuerza ha movido el objeto desde su punto de partida. En problemas académicos, esta información suele proporcionarse o puede deducirse a partir de otra información en el problema. En el mundo real, todo lo que tienes que hacer para encontrar el desplazamiento es medir la distancia que recorre el objeto. Ten en cuenta que, para usar la fórmula del trabajo, las medidas de distancia deben expresarse en metros. En nuestro ejemplo del tren de juguete, supongamos que estamos calculando el trabajo realizado en el tren a medida que viaja por la vía. Si su recorrido empieza en cierto punto y termina en otro situado a 2 metros, podemos usar 2 metros para nuestro valor de "D" en la fórmula.
- Imagen #1- Encuentra la fuerza aplicada al objeto. A continuación, encuentra la magnitud de la fuerza causante del movimiento del objeto. Esta es una medida de la "intensidad" de la fuerza (cuanto más grande es su magnitud, más fuerte empuja al objeto y más rápido lo acelera). [1] Si no se proporciona el dato de la magnitud de la fuerza, se puede derivar a partir de la masa y la aceleración del movimiento (asumiendo que no existan otras fuerzas contrarias actuando sobre él), con la fórmula F = M × A.[2] Ten en cuenta que, para usar la fórmula del trabajo, las medidas de fuerza deben expresarse en newtons. En nuestro ejemplo, supongamos que no conocemos la magnitud de la fuerza. Sin embargo, digamos que sí sabemos que el tren de juguete tiene una masa de 0,5 kilogramos, y que la fuerza causa que se acelere a una tasa de 0,7 metros/segundo. En este caso, podemos calcular la magnitud, multiplicando M × A = 0,5 × 0,7 = 0,35 Newtons. Imagen #2- Multiplica Fuerza × Distancia. Una vez que sepas la magnitud de la fuerza que actúa sobre el objeto y la distancia que este se ha desplazado, el resto es sencillo. Solamente multiplica estos dos valores y obtendrás el trabajo. Es el momento de resolver nuestro problema de ejemplo. Con una fuerza de 0,35 Newtons y una distancia de desplazamiento de 2 metros, nuestra respuesta es una simple multiplicación: 0,35 × 2 = 0,7 julios. Tal vez hayas notado que, en la fórmula proporcionada en la introducción, hay un término adicional: Coseno(θ). Como se discutió anteriormente, en este ejemplo, la fuerza y la dirección del movimiento tienen la misma dirección. Esto significa que el ángulo entre ellas es 0o. Ya que el Coseno(θ) = 1, no necesitamos incluirlo (ya que solo estamos multiplicando por 1).
- Imagen#1- Expresa tu respuesta en julios. En física, los valores del trabajo (y en muchas otras cantidades) casi siempre se expresan en una unidad de medida llamada julio. Un julio se define como un newton de fuerza ejercida sobre un metro, o, en otras palabras, un newton × metro.[3] Esto tiene sentido, ya que si estás multiplicando distancia por fuerza, es lógico que la respuesta obtenida tenga una unidad de medida equivalente a la multiplicación de las unidades de fuerza y distancia. Ten en cuenta que el julio tiene una definición alternativa: un vatio de potencia emitida en un segundo.[4] Lee la sección siguiente para encontrar una discusión más detallada sobre la relación de potencia y trabajo Imagen #2- Encuentra la fuerza y el desplazamiento como en el caso anterior. En la sección anterior, nos enfrentamos con un problema en el que el objeto se mueve en la misma dirección que la fuerza aplicada sobre él. En realidad, las cosas no siempre son de este modo. En los casos en los que la fuerza y el movimiento del objeto tienen direcciones diferentes, la diferencia entre estas dos direcciones debe considerarse en la ecuación, para obtener un resultado preciso. Para empezar, encuentra la magnitud de la fuerza y el desplazamiento del objeto como en el caso anterior. Veamos otro problema, a modo de ejemplo. En este caso, supongamos que estamos tirando de un tren de juguete hacia adelante (como en el problema anterior), pero esta vez, en realidad, estamos tirando hacia arriba en un ángulo diagonal. En el siguiente paso vamos a tomar esto en cuenta, pero, por ahora, nos mantendremos en lo básico: el desplazamiento del tren y la magnitud de la fuerza que actúa sobre él. Para nuestros propósitos, supongamos que la fuerza tiene una magnitud de 10 newtons y que la distancia recorrida ha sido 2 metros, como en el caso anterior.
- Imagen#1 - Determina el ángulo entre el vector de fuerza y el desplazamiento. A diferencia del ejemplo anterior, cuando una fuerza está en una dirección diferente al movimiento del objeto, es necesario determinar el ángulo formado por estas dos direcciones. Si no se proporciona esta información, puede que tengas que medirlo o deducirlo de otra información del problema. En nuestro ejemplo, supongamos que la fuerza se aplica a unos 60o por encima de la línea horizontal. Si el tren se está moviendo directamente hacia adelante (es decir, horizontalmente), el ángulo entre el vector de fuerza y el movimiento del tren es 60o. Imagen #2- Multiplica Fuerza × Distancia × Coseno(θ). Una vez que conozcas el desplazamiento del objeto, la magnitud de la fuerza que actúa sobre él, y el ángulo entre el vector de fuerza y su movimiento, resolver este problema es casi tan fácil como en el caso anterior. Simplemente, calcula el coseno del ángulo (esto puede requerir una calculadora científica) y multiplícalo por la fuerza y el desplazamiento, para calcular tu respuesta en julios. Resolvamos el problema de nuestro ejemplo. Usando una calculadora, encontramos que el coseno de 60o es 1/2. Reemplazamos los datos en la fórmula y calculamos del modo siguiente: 10 newtons × 2 metros × 1/2 = 10 julios.
- Puedes invertir la fórmula del trabajo para encontrar la distancia, la fuerza o el ángulo. La fórmula para el cálculo del trabajo no solo es útil para calcular esta magnitud. También es útil para calcular cualquiera de las variables en la ecuación, cuando ya se conoce el valor del trabajo. En estos casos, simplemente aísla la variable que quieres calcular y resuelve la ecuación de acuerdo a las reglas algebraicas básicas. Por ejemplo, supongamos que tiramos de nuestro tren con 20 newtons de fuerza, aplicada en un ángulo diagonal, por un recorrido de 5 metros, para producir un trabajo de 86,6 julios. Sin embargo, no sabemos el ángulo del vector de fuerza. Para calcular el ángulo, solamente aislamos la variable y resolvemos el problema de la siguiente forma: 86,6 = 20 × 5 × Coseno(θ) 86,6/100 = Cosine(θ) Arccos(0,866) = θ = 30o
- Deben tener su calculadora científica en grados no en radianes. W=20 x 10 x cos(60) W= 20 x 10 x 0.5 W= 100J
- Para calcular la potencia, divide el trabajo entre el tiempo empleado en realizar el movimiento. En física, el trabajo está estrechamente relacionado con otro tipo de medida llamada “potencia”. La potencia es, simplemente, una forma de cuantificar la velocidad a la que un trabajo se realiza en un sistema dado en el tiempo. Por lo tanto, para encontrar la potencia, debes dividir el trabajo usado para mover un objeto, entre el tiempo que se emplea para completar el movimiento. La unidad de medida de la potencia es el vatio (que equivale a julios por segundo).[5] Por ejemplo, en el problema del paso anterior, supongamos que para mover 5 metros al tren se usaron 12 segundos. En este caso, lo que se debe hacer para calcular la potencia es dividir el trabajo realizado para mover el tren 5 metros (86,6 julios) entre 12 segundos: 86,6/12 = 7,22 vatios. Utiliza la formula Ei + Wnc = Ef, para calcular la energía mecánica en un sistema. El trabajo también puede usarse para calcular la energía contenida dentro de un sistema. En la fórmula anterior, Ei = la energía mecánica total inicial dentro del sistema, Ef = la energía mecánica total final dentro del sistema, y Wnc = el trabajo realizado en el sistema debido a las fuerzas no conservativas.[6]. En esta fórmula, si la fuerza empuja en la dirección del movimiento, es positiva, y si empuja contra él, es negativa. Ten en cuenta que ambas variables de energía pueden calcularse con la fórmula (½)mv2, donde m = masa y v = volumen. Por ejemplo, en el problema presentado dos pasos antes, supongamos que el tren tenía una energía mecánica inicial de 100 julios. Ya que la fuerza en el problema está tirando del tren en la misma dirección de su movimiento, esta es positiva. En este caso, la energía final del tren es Ei + Wnc = 100 + 86,6 = 186,6 julios. Ten en cuenta que las fuerzas no conservativas son las fuerzas cuyo poder para afectar la aceleración de un objeto depende de la trayectoria seguida por este. La fricción es un buen ejemplo de estas fuerzas: los efectos de la fricción en un objeto que se mueve por un camino corto y recto son más bajos que los que experimenta un objeto que llega a la misma posición final, pero por un camino largo y sinuoso.
- P= W/T Para este ejercicio, se debe utilizar una pesa/balanza.
- http://10ejemplos.com/10-ejemplos-de-transformacion-de-energia
- Repartir una máquina simple a cada grupo. Permitir que exploren. Proyectar en pantalla el ejercicio.
- Maquina simple formada por una superficie plana que forma un ángulo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura. Posee la ventaja de necesitar menos fuerza para levantar un objeto verticalmente aunque aumenta la distancia que hay que recorrer.
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- Es una máquina simple con forma de plano inclinado. Es un plano inclinado en movimiento. Se puede utilizar para separar dos objetos o porciones de un objeto, levantar un objeto o mantener un objeto en su lugar.
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- Es un plano inclinado construido alrededor de un cilindro para formar surcos en espiral.
- Sirve para trasmitir una fuerza. Se compone generalmente de una rueda maciza con un canal en el borde. Se hace pasar una cuerda por el canal. Sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un objeto. Las poleas se pueden combinar para maximizar su función.
- Es una pieza mecánica circular con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en el movimiento y le sirve de soporte.
- Es una pieza mecánica circular con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en el movimiento y le sirve de soporte.
- Al momento es la única persona en el cual su nombre aparece como un adjetivo en el diccionario Merriam Webster. Cuando se busca la definición aparece la siguiente definición: haciendo algo simple de una manera muy complicada que no es necesaria.
- Nunca creó una máquina, solo las dibujó.
- Mostrar vídeo.
- Recibirán un kit inicial para comenzar a trabajar su máquina. Deben entregar hoy firmado acuse de recibo y compromiso de devolución de materiales.
- Para obtener más puntuación debe utilizar materiales adicionales a los provistos.
- Se le entregará un nombre de usuario y contraseña a cada colegio.
- Presentación- Presentación de ambos estudiantes Objetivo- Explicar el objetivo de la máquina Reflexión- relato de experiencias y de aprendizaje y cómo lo que aprendieron en el proceso se puede aplicar en nuestra vida diaria. Demostración de la máquina en pleno funcionamiento- mostrar el funcionamiento de la máquina en una sola toma sin corte de cámara