1. El Proyecto de Heurística Lúdica Aplicada para Pupilos Sagaces
(Suspicaces, Sabihondos y Sabelotodo) es un proyecto de
tecnología para niñas y niños donde ellos arman juguetes y artefactos
con sus propias manos, a la vez que se divierten y aprenden principios
de mecánica, electromagnetismo, electricidad, etc. Los juguetes que
se hacen en el PHLAPS son de materiales reutilizables de fácil
adquisición. La idea es que las niñas y los niños tengan la oportunidad
de mejorar sus modelos y por ello se hace énfasis en la utilización de
materiales reciclables como el cartón, las taparroscas de las botellas
de PET y las mismas botellas. También se aprovechan partes de
juguetes rotos como motores y engranes para hacer nuevos juguetes.
Armar cosas con las manos aumenta la autoestima de las niñas y los
niños y es una ventana a un “momento ¡Eureka!” Entender cómo
funcionan las cosas e internalizar ese conocimiento aumenta la sed de
conocimientos posteriores. Los juguetes con movimiento involucran la
utilización de algún tipo de energía. A largo plazo el PHLAPS pretende
que los hoy niños desarrollen nuevas tecnologías que sean amigables
con el medio ambiente.
¡Bienvenid@s al PHLAPS!
El PHLAPS es un espacio para el desarrollo integral de l@s niñ@s. Es un
proyecto para la difusión de la ciencia y la tecnología, la cultura y el
entretenimiento. Busca sensibilizar sobre la belleza de la ciencia, el
conocimiento, la creatividad y la ecología.
PHLAPS es un acrónimo que significa:
Proyecto de (un proyecto es algo que se quiere lograr)
Heurística (es el arte de inventar)

2. Lúdica (ludus, ludi; “escuela” y “juego” a la vez en latín, se refiere a que es
divertido)
Aplicada para (se elaboran artefactos y juguetes basados en principios
científicos)
Pupilos (una forma antigua de decir niñ@s; la pupila es “la niña del ojo”)
Sagaces (resultaron ser además: Suspicaces, Sabelotodo, Sabihondos y
Salvajes…)
Esto significa que es un proyecto donde la inventiva se aplica de forma
divertida a hacer algo. Generalmente las cosas que hacemos en el PHLAPS
están relacionadas con la ciencia y la tecnología, ya que nos interesa indagar
el funcionamiento de las cosas. Cuando armamos algo con las manos y lo
vemos funcionar, nos sentimos muy bien y nos dan ganas de saber más y
hacer más cosas. Armar cosas con las manos aumenta la autoestima y
desarrolla destrezas físicas y mentales. Además es muy divertido y es una
forma de aprender. La tecnología es la forma de hacer algo. Puede haber
varias formas distintas de hacer una misma cosa. El hombre ha desarrollado
formas de hacer las cosas o tecnologías que no son amigables con el planeta
y le hacen daño. El PHLAPS a largo plazo busca desarrollar tecnologías
energéticas limpias, concientizar sobre las posibilidades de reutilización de
los materiales y resolver los problemas de las comunidades con sus propios
recursos locales.
Fundamentos y filosofía
El juego
Lúdica: Ludus en latín refiere a la vez a juego y escuela. El juego es la
principal forma de aprendizaje no sólo en el ser humano, sino en casi todos
los animales, a excepción posiblemente de los arácnidos y los insectos. En el
ser humano, el juego forma un papel fundamental en el desarrollo y en el
aprendizaje. Los niños juegan a que son personajes y juegan con el entorno.
La premisa más importante del PHLAPS, es que todas las actividades deben
de ser divertidas y estimulantes para las niñas y los niños.
Los niños cuando juegan e investigan cosas aplican de forma empírica un
modelo muy similar al del Método Científico, el cual se basa en la
observación, la deducción y la comprobación, es la forma natural en la que
los niños se relacionan con su medio como una de las principales estrategias
de aprendizaje. A los niños les encanta hacer experimentos, pruebas,
deducciones, y en general, jugar a la exploración del medio que les rodea, ya

3. sea que se encuentren en ambientes urbanos o rurales. El proyecto intenta
fomentar esta manera de aprendizaje en los niños, para que ellos aprendan a
resolver problemas prácticos que se relacionen con las necesidades reales
de su comunidad. Siempre que es posible, al final del taller se organiza una
carrera donde los niños pueden poner a prueba los modelos que
construyeron. En todas las competencias tienen tres oportunidades de
rediseño de su modelo.
Heurística: "El arte de inventar". Uno de los fundamentos pedagógicos del
proyecto es el llamado aprendizaje basado en modelos, donde se muestran
al participante diversos modelos de aparatos basados en principios similares,
para que él los copie después de estudiar su funcionamiento. Se espera que
si el alumno copia 10 modelos, por decir algo, el décimo primero, será de su
propia invención y diseño. Con ello se espera también un desarrollo a largo
plazo de una tecnología mexicana, estructurada por los propios pupilos una
vez que hayan crecido, que sea amigable con el medio ambiente y
aproveche diversos tipos de energía que hasta ahora no han sido
suficientemente explotados. Por otro lado, al hacer las niñas y los niños
aparatos y juguetes con las manos, se espera que se vayan relacionando no
sólo con los distintos materiales y técnicas que pueden realizar a la vez que
aumenta el entendimiento que tienen sobre los procesos cómo funciona el
mundo que les rodea y la forma de resolver problemas en sus propias
comunidades.
El momento Eureka!
El momento ¡Eureka!, también conocido como momento ¡Ajá!, es lo que
en México llamamos "caer el veinte", pero no sólo eso. Cuando nos
enfrentamos a un problema de difícil solución, que nos tiene obsesionados
por algún tiempo, y damos con la respuesta, se detona una liberación de
químicos dentro del cerebro, como dopamina, efedrina y serotonina que
provocan el "momento Eureka" a nivel tanto anímico como fisiológico. El
nombre de este fenómeno hace alusión al sabio de Siracusa llamado
Arquímides, quien al descubrir el principio de densidad de los cuerpos que
lleva su nombre, salió desnudo de la tina por la calle gritando Eureka!, que
en griego significa "lo he encontrado". El momento Eureka va acompañado
de un estado de éxtasis caracterizado por una euforia que llena al individuo.
El PHLAPS pretende provocar esta euforia en las niñas y los niños de manera
sistemática, lo que coadyuva a un excelente desarrollo de la autoestima,
facilita la internalización del conocimiento y provoca una especie de "sed"
por resolver nuevos retos, cada vez más complicados.

4. Insight
El aprendizaje por medio de insight se basa en la interiorización de
nociones y conceptos complicados que difícilmente se pueden explicar con
palabras, o incluso son imposibles de verbalizar. Piense por ejemplo en cómo
le enseñaría a su hija o hijo a andar en bicicleta; en realidad no hay
explicación alguna, lo que comúnmente se hace, desde hace muchos años,
es sentar a la niña o al niño en una bicicleta, darle un ligero empujón, y
esperar a que por sí solo interiorice destrezas tales como desarrollar reflejos
inmediatos, mantenerse en equilibrio, lograr un pedalear armonioso, lograr
frenar y dar vuelta, ir derecho, etcétera. En realidad si tratáramos de explicar
todo esto, ellos no nos entenderían y seguramente nosotros mismos nos
encontraríamos con que es más sencillo que adquieran estas nociones
mediante la práctica que intentar una explicación, por sistemática que ésta
sea. De la misma manera aprendemos un gran número de cosas a lo largo
de nuestra vida, desde operaciones matemáticas, deportes, manejar, leer
poesía, dibujar y un largo etcétera.
Hacer, no describir
Siguiendo estos principios básicos, pensamos que las cosas se aprenden
mucho mejor si se las hace que si se las describe, además de que es mucho
más divertido. Es muy distinto hacer que algo funcione a solamente describir
su funcionamiento. Al hacer que los juguetes y los artefactos funcionen, las
niñas y los niños internalizan los conceptos y procesos asociados. También
tienen la oportunidad de experimentar con los nuevos conceptos aprendidos
y mejorar sus modelos y prototipos.
El deshuesadero de juguetes
El Deshuesadero de Juguetes fue ideado para poder dar una segunda vida a
los juguetes rotos y/o descompuestos como suministro de piezas para
nuevos juguetes que serían armados por los niños. Y como un centro de
acopio para pilas usadas. Aunque si recibió algunas aportaciones en ese
sentido, la mayor parte de las donaciones fueron en computadoras
obsoletas, las cuales fueron aprovechadas para sacarles imanes de
neodimio, discos, circuitos para hacer lámparas, LED’s, motores, etc…

5. Las tres leyes
En el PHLAPS no hay calificaciones ni evaluaciones. Existe, sin embargo, una
forma de evaluación tácita que puede ser bastante dura por sí sola. Los
artefactos y juguetes que se construyan, al final tienen que funcionar y esto
es muchas veces más fácil de decirlo que de llevarlo a cabo, por ello, al
principio de los cursos se les inculcan a los participantes las tres leyes que
les ayudarán a mantener una actitud positiva frente a los retos que
encontrarán en su proceso de aprendizaje:
1ª Nunca, nunca, nunca darse por vencid@: Muchas veces en el PHLAPS
hacemos cosas que pueden ser difíciles incluso para un adulto, es muy
importante perseverar para alcanzar las metas fijadas.
2ª Prohibido gimotear: Está prohibido quejarse y lloriquear, hay que tener
una buena actitud para afrontar los retos y vencerlos.
3ª No burlarse: Si podemos hacer algo mejor o más rápido, ayudamos a los
que no pueden, no nos burlamos de ellos.
Los materiales
Los materiales que se utilizan en el PHLAPS son básicamente PET, cartón,
taparroscas, alambre de cobre, imanes de neodimio, motores de 3V, LEDs,
baterías (de preferencia recargables), mondadientes y cosas que las niñas y
los niños pueden encontrar fácilmente en su localidad. También se pueden
substituir los materiales como el cartón por aluminio, bambú, madera,
plástico, fierro o acero inoxidable, en el caso de los carritos y los
mondadientes por clavos o alambres rectos, para dar mayor durabilidad a los
modelos. Es importante también tomar en cuenta los costos de los
materiales.
Temario
Los temas del PHLAPS están relacionados principalmente con diferentes tipos
energías y su aprovechamiento. Se han dado talleres sobre mecánica de los
materiales, electricidad, electromagnetismo, energía solar, energía térmica,
relojes de sol, óptica, superconductores, dinámica de fluidos, motores de
reacción, reacciones químicas, etc…

6. Artefactos que se han elaborado en el PHLAPS:
A Continuación se presenta una lista de algunos de los juguetes y artefactos
que se han elaborado en el PHLAPS durante los primeros dos años de su
aplicación en la ciudad de Cuernavaca:
Modelo del átomo Carrito de imán
Motor de imanes 1.5-12V Motor horizontal de un polo 1.5V
Motor vertical de un polo, 1.5V Motor vertical de un polo, 9V
Motor de péndulo de un polo Carrito con motor de 3V
Lancha de motor de 3V Radio de trinchera (Foxhole radio)
Carrito de hélice Lancha de hélice
Tren que levita Generador manual de 3V de cartón
Pilas de limón para encender calculadora Pila de limón para encender reloj digital
Pila de vinagre Pila de popote
Ventilador Gorra con ventilador
Gorra con ventilador solar Cohete de cerillos (motor de reacción)
Carrito de globo (motor de reacción) Ludión de Descartes
Globo de cantoya para escritorio Globo de cantoya (globo aerostático)
Principio de Bernoulli: Pelotita con popote, (1) aviones
de cartulina (2) y Avión de madera de balsa y ligas (3)
Electricidad: Circuitos: Lámpara de circuitos
Tanque de cartón (dispara lápices de colores) Espada láser
Grúa electromagnética Teléfono electromagnético (con imanes, genera corriente
eléctrica a partir de la vibración de la voz)
Teléfono de hilos (el clásico, con dos latas y un hilo) Pelotas de ligas
Catapultas de clips Resorteras de globo
Relojes de sol Peluche con ojos de LED
Máquina Stirling casera (energía térmica) Animales con movimiento (Kinder Wallaby)
Caleidoscopios Pistola de Gauss
Cañón de keroseno Boxeadores
Equilibristas Hielo instantáneo con acetato de sodio (se congela a
temperatura ambiente, al golpearlo, en reacción
exotérmica)
A continuación se presentan algunos apuntes y artefactos elaborados en el
PHLAPS. Los temas abordan algunos tipos de energías, se muestra cómo
hacer un carrito sencillo de imán, un motor de una sola fase, un carrito de
motor de 3V y una máquina Stirling casera. Los artefactos con asterisco no
se incluyen en la presente.
Apuntes del PHLAPS
El Átomo

7. Todo comienza con el átomo. Todo lo que nos rodea, incluso nosotros mismos,
estamos hechos de átomos. El aire que respiramos también está hecho de átomos.
Los átomos son muy, muy pequeños y no los podemos ver por ser tan pequeños.
Los átomos son como los ladrillos de las cosas. En un edificio
muy grande no puedes ver los ladrillos, pero sabes que el
edificio está hecho de millones de ladrillos. Lo mismo ocurre con
los átomos. No puedes verlos pero todo está hecho de millones
de átomos unidos. Los átomos están hechos de un núcleo que
contiene protones (+) y neutrones (0) orbitado por electrones
(-). Lo que nos interesa en el PHLAPS en este momento son los
electrones.
*Construye un modelo del átomo con alambres y cuentas.
La energía
La energía es un concepto bastante difícil, sofisticado y abstracto. Sin embargo,
podemos decir sencillamente que la energía es lo que hace que las cosas se
muevan o que cambien. Existen muchos tipos de energía según la fuente de la que
se aprovecha: Energía eléctrica, electromagnética, térmica, eólica, solar, animal,
hidráulica, etc. Actualmente casi toda la energía que usamos proviene de la

8. combustión de hidrocarburos, lo cual es muy dañino para el medio ambiente y
contribuye al calentamiento global.
Energía solar
La tierra recibe del sol una radiación equivalente a 1000 watts por m2
por segundo.
Eso es muchísima energía que realmente no se está aprovechando. Con la energía
solar se puede producir electricidad, cocinar los alimentos y calentar el agua para
bañarse, entre otras cosas.
*Elaboración de una celda solar simple.
*Elaboración de una gorra con ventilador solar.
Energía eléctrica
¿Recuerdas el modelo del átomo que hiciste? Los electrones (-) orbitan alrededor
del núcleo del átomo (+), ¿recuerdas? Son como pequeñas lunas alrededor del
núcleo que sería el planeta. Los electrones pueden brincar de un átomo a otro. A
estos brincos de electrones de un lugar a otro se le llama electricidad o energía
eléctrica. Los metales son los mejores conductores de la electricidad, siendo el
mejor de ellos el oro, seguido por la plata y luego por el cobre. Los cables eléctricos
están hechos de cobre por razones económicas, pero muchos estéreos finos tienen
el cableado de oro y los circuitos de las computadoras también están hechos de oro.
Dentro de un cable los electrones saltan por la superficie del alambre, como si se
tratara de agua dentro de una manguera; lo hacen muy rápido, a la velocidad de la
luz. Por eso muchas veces el cable se calienta. Circuitos eléctricos: ejercicios de
cerrar circuitos; elaboración de una lámpara de circuitos de computadora, con
switch de encendido y apagado.
Energía magnética

9. En los átomos de los imanes, los electrones (-) están todos alineados de un lado, lo
cual hace que tengan una polaridad opuesta de cada extremo y también esto hace
que atraigan a los metales magnéticos, como el fierro. Los polos opuestos se
atraen, mientras que los polos iguales se repelen.
Los imanes de neodimio
El neodimio es un elemento nuevo que forma parte de las tierras
raras. Es entre 8 a 40 veces más potente que un magneto de
ferrita, o sea, un imán común. Por eso lo utilizamos en casi todos
los proyectos, sobre todo en los que involucran energía
electromagnética, la cual veremos más adelante. Dada la
potencia de los imanes de neodimio, tenemos que tener varias consideraciones de
seguridad. Primero: estos imanes muerden, no es broma, te pueden pellizcar tan
duro que te lastimarán bastante si no tienes cuidado con ellos. También son tan
potentes que suelen romperse al ser atraídos uno con
otro violentamente. Si lo pegas en una superficie plana
de metal, difícilmente podrás despegarlo. Y, si lo acercas
a una tarjeta de crédito va a borrar la cinta magnética de
esta, dejándola inservible. De la misma manera, si lo
acercas a una computadora, le puedes borrar el disco
duro. Hay que tener mucho cuidado con el manejo de los
imanes de neodimio. Una fuente de imanes de neodimio
de buena calidad, por cierto, son los discos duros obsoletos de computadoras viejas
Juegos con imanes: la polaridad
Juega con los imanes para que veas sus características. Puedes hacer pulseras,
estructuras ¡y hasta motores!!! Los niños juegan con imanes de porcelana de
formas esféricas y ovales para que se familiaricen con el concepto de polaridad, ya
que lo usaremos más adelante: Los polos distintos se atraen; polos iguales se
repelen.

10. Elaboración de un carrito con imán:
Necesitarás:
4 taparroscas,
2 mondadientes,
1 rectángulo de cartón
1 imán
Procedimiento:
Haz una pequeña perforación en las taparroscas con la ayuda de unas tijeras con
punta. Pide ayuda a un adulto

11. Inserta un mondadientes en la taparrosca: Puedes usar un alambrito en lugar de
mondadientes.
Aprovecha el corrugado interior del cartón para meter los ejes de las llantas:

12. De la siguiente manera:

13. Luego coloca la otra taparrosca en el mondadientes:

14. El carrito ya está terminado, recuerda darle un poco de juego entre las llantas y el
cartón para que no se atoren.
Y para terminar, le pegamos un imán de neodimio para poder moverlo a través de
cartón, vidrio, etc…
Recuerda que los imanes tienen polos, así que tu carrito será atraído o repelido
según voltees de lado el imán con que lo empujes.

15. Energía electromagnética
La Energía electromagnética se utiliza para muchas cosas hoy en día. Casi todos los
aparatos electrodomésticos la utilizan, así como los automóviles. Se basa en la
aplicación prácticas de fuerzas magnéticas (polaridad) y electricidad, vamos a ver
cómo funciona:
Observaciones:
Al enrollar un alambre de cobre u otro material sobre sí mismo estás haciendo una
bobina. Las bobinas tienen algunas propiedades especiales. Cuando haces pasar
electricidad a través de ellas, se forma un electroimán:
Como puedes apreciar, los balines no son atraídos ni por el clavo ni por el cobre.
Coloca en cada borne (extremo del alambre) un extremo de la batería, de inmediato
los balines serán atraídos hacia el clavo.

16. Ahora el clavo atrae los balines como un imán, si sueltas algún extremo del
alambre, abriendo el circuito, los balines caen al suelo. Puedes aprovechar este
principio y construir una grúa electromagnética como las grúas que cargan la
chatarra en la vida real.
¿Viste cómo al pasar una corriente eléctrica por una bobina se forma un campo
magnético alrededor de ésta? Podemos aprovechar este principio y la polaridad de
los imanes para construir un pequeño motor de una fase.
Necesitarás: una pila (puede ser AA, AAA, C, D o cuadrada), un imán de neodimio,
dos clips y un alambre de cobre.
Enrolla el alambre de cobre en una pila AA.

17. Haz un doblez en cada extremo de manera que quede hecha la bobina. Estira muy
bien las patitas del alambre porque serán el eje del motor.
Dobla los clips y pégalos con cinta adhesiva a los bornes de la pila.
Monta el imán sobre la pila. Monta la bobina en los clips.

18. ¡Comenzará a girar por sí sola! Listo, tu motor está terminado. No dejes la bobina
montada en los clips cuando no lo uses porque se calentará el alambre y la pila se
descargará en minutos.
Puedes hacer un motor vertical con una pila, un alambre y un imán de neodimio
redondo.
Este corazón girará tan rápido que formará una manzana.

19. Otras formas de motores homopolares verticales.

20. Intensidad, Líneas de campo magnético y fuerza de Lorentz en el motor Homopolar
Motor homopolar de péndulo: El tornillo está suspendido por el campo magnético.

21. También se puede hacer un motor homopolar de péndulo con esta estructura que
cuelgue de otra esfera a la que se le aplica la corriente eléctrica, toda la pirámide
gira suspendida.
*Elaboración de un generador manual de cartón de 3V.
Los campos electromagnéticos de la bobina y del imán se empujan y hacen posible
que la bobina gire. El mismo principio se aplica a los motores eléctricos. Vamos a
ver cómo funciona un motor de 3V:

22. Todos los motores eléctricos siguen el mismo principio que acabamos de observar.
Los motores de 3 volts tienen dentro un par de imanes y una bobina triple alrededor
de laminitas de hierro, las cuales se imantan al electrificar la bobina, que gira en el
interior de los imanes por las fuerzas magnéticas que se repelen al electrificar el
rotor y hacen que el motor empiece a girar. Los motores de 3 volts están dentro de
casi todos los juguetes que tienen movimiento. Antes de tirarlos a la basura, los
puedes aprovechar para darle vida a nuevos juguetes. Se pueden hacer muchísimas
cosas con un motor de 3V: Carritos, tanques, trenes eléctricos, ventiladores, gorras
con ventilador, barcos y lanchas y un largo etcétera.
Imanes al interior del motor de 3V.

23. Rotor y embobinado interior alrededor de plaquitas de hierro.
Interior del motor de 3v.
En este modelo, el cual es muy ligero y de doble eje, se pueden apreciar los
componentes del motor de 3V: imanes, bobina y rotor.

24. Aquí podemos apreciar las escobillas, que son las que transmiten la corriente al
rotor.
Construcción de un ventilador con motor:
Pega un cartón al eje de un motor. Fíjate muy bien que si conectas la pila de un lado
o del otro, el motor girará en distintas direcciones, a esto se le llama polaridad
también. ¿Por qué?

25. Puedes hacer un ventilador como el de la foto pegando piezas de cartón.
Para cerrar el circuito, puedes añadirle un switch de tres patitas como este:

26. Construcción de un carrito con motor de 3V:

27. Necesitarás:
1 motor de 3V de doble eje,
4 taparroscas,
1 pila,
1 mondadientes
Cinta adhesiva
Cable
Cartón
Monta los alambres y las llantas al motor. Para hacer los hoyos sigue los primeros
pasos del carrito de imán. Pide a un adulto que te ayude.
Pega el motor al chasis de cartón.
Monta el segundo eje, sigue los pasos del carrito de imán para hacer el eje
delantero.

28. Pega los alambres a la pila con cinta adhesiva, recuerda que los motores tienen
polaridad, así que haz pruebas primero para ver hacia dónde girarán las llantas.
Puedes ponerle también un switch de tres patitas si quieres cerrar el circuito
cómodamente, o puedes hacer un switch tú mismo con el alambre y la cinta
adhesiva.
Ya está listo tu carrito para ponerlo a andar o para hacer una carrera con tus
compañeros. También puedes adornar tu carrito o hacerle una carrocería de cartón
o el material del que lo hayas elaborado y lo puedes pintar, puedes experimentar
con diferentes tipos de llantas, de motores, ponerle más de un motor o hasta un
LED. Sólo recuerda que si lo que quieres es ganar la carrera, el auto debe ser lo más
ligero y potente posible. Tienes tres oportunidades en las que puedes mejorar el
diseño o incluso volver a hacer el carrito (en los PITS).
Si no tienes un motor de doble eje, puedes hacer el siguiente modelo de
carrito, sólo recuerda balancear la pila con el motor a cada lado del
carrito:

29. Todos los componentes son casi los mismos que los del carrito anterior, pero éste es
de 3 llantas.
Haz los agujeros a las taparroscas con la ayuda de un adulto como en los primeros
pasos del carrito con imán. Monta la taparrosca en el eje del motor de 3V.
Pega el motor al chasis, la rueda debe librar el hoyo cuadrado del cartón.

30. Alambra el motor a la pila, puedes usar cinta adhesiva para hacer el switch, o un
switch de tres patitas.
Monta el eje trasero. Pasa el cableado por arriba de manera que no estorbe con las
llantas

31. ¡Listo, a jugar, experimentar y competir o tal vez adornar más tu carrito!
Dinámica de fluidos
Densidad
Hoy vamos a contar una historia muy antigua de un sabio griego que vivía en
Siracusa (lo que hoy es Sicilia). Este señor se llamaba Arquímides y le gustaba
mucho inventar cosas y hacer cálculos. Siracusa era una isla que los romanos
querían conquistar, así que Arquímides ideó unos espejos, llamados "espejos
ustorios", que nadie sabe cómo eran, pero que yo creo que eran como antenas
parabólicas hechas con escudos pulidos. Dicen que cuando los barcos romanos se
acercaban a la costa para desembarcar, Arquímides les echaba la luz del sol con sus
espejos y quemaba toda la flota, de la misma forma que nosotros podemos quemar
una hoja de papel con una lupa y la luz del sol...
En otra ocasión, al rey de Siracusa se mandó hacer una corona de oro muy bonita,
pero el rey desconfiaba del orfebre que la hizo, pues pensó que lo había engañado
con el oro que le dio para hacer la corona, así que le encargó a Arquímides que
determinara si la corona era de oro macizo o no, con la única condición de que no
podía destruirla para ver de qué estaba hecha.
Arquímides pensó y pensó, pero no daba con la forma de probar si la corona era de
oro o no. Un día, Arquímides se estaba bañando en una tina, y se metió al agua y se
dio cuenta de que al meterse, su cuerpo desplazaba el agua derramándola.
Arquímides salió corriendo de la bañera, encuerado y se dirigió al palacio del rey así
encuerado gritando: "Eureka!!!, Eureka!!!!", que en griego quiere decir: "¡Lo he
encontrado!". Arquímides descubrió el principio que lleva su nombre, y que dice
esto: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un
empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». O
sea, a Arquímides se le ocurrió que si en dos recipientes llenos de agua, del mismo
volumen, al meter la corona de oro en uno, esta debía desplazar la misma cantidad
de agua hacia arriba que otro objeto de oro macizo que tuviera el mismo peso de la
corona, digamos, un lingote. Arquímides descubrió un principio de los cuerpos y de
la materia que llamamos masa, y eso es lo que vamos a estudiar hoy, vamos a ver
cómo la masa (no el peso) cambia en algunas circunstancias:
Vamos a hacer algunas observaciones:
Todos los cuerpos cuando se calientan, se hinchan (hasta tus pies), esto quiere decir
que la densidad entre sus moléculas disminuye y por eso el cuerpo se ensancha.
Otra cosa que le ocurre a las cosas calientes es que como su densidad es menos
que la de las cosas frías, tiende a irse hacia arriba, o sea, todo lo que se calienta
sube, todo lo que se enfría baja. Vamos a hacer un globo de cantoya hoy. Es como

32. un globo aerostático, pero de papel. Lo que vamos a hacer es que vamos a calentar
el aire que llena el globo con esta secadora de cabello, para que vean que se
levanta, y cuando lo volemos, le vamos a poner una antorcha que le caliente el aire
por la entrada de la boca, con este alambre. ¿Por qué se eleva? Dijimos que el aire
caliente es menos denso que el frío, y por eso el globo se eleva, es tan ligero, que el
aire caliente lo levanta al elevarse él mismo. También hay gases que de por sí son
más ligeros que el aire, como el helio, que es el gas con el que llenan los globos en
las plazas los globeros.
Esto pasa con todos los cuerpos, no sólo con el aire. Fíjense bien en las vías del tren
y en las juntas de los puentes, si ven las juntas de las vías o del puente de noche o
cuando hace frío, éstas están separadas, pero si ven la misma junta a medio día en
un día soleado, éstas están pegadas, como empujándose. Esto es porque el metal
también se hincha y se contrae con el calor, o sea que le cambia la densidad.
Ahora, les dije que todos los cuerpos se comportaban así, se hinchan cuando se
calientan (y van hacia arriba) y se encogen cuando se enfrían (y van hacia abajo),
pero hay una sola cosa en la naturaleza que hace precisamente todo lo contrario: EL
AGUA, el agua se hincha cuando se enfría y se contrae cuando se calienta. ¿Alguna
vez han dejado un refresco en el congelador? El agua de su interior revienta el
envase cuando se congela, porque se expande, además, el hielo flota. Nadie sabe
por qué el agua hace eso, es un misterio. Pero el agua es una sustancia bastante
misteriosa en muchos sentidos, que después veremos, ahora, ¡A experimentar!
Cuando terminen haremos una carrera, a ver cuál llega más alto más rápido...
A los niños les gustan mucho las historias, y odian la teoría, por eso les cuento
historias o los pongo a hacer observaciones y experimentos, pero lo más importante
es que hagan ellos juguetes o aparatos que sigan esos principios y que ellos los
entiendan y los puedan explicar.
*El motor de reacción:
*Elaboración de un cohete con cuatro cerillos y un pedacito de papel aluminio
Elaboración de un carrito de globo:
El carrito de globo es otro ejemplo de un motor a reacción, dentro de él, sube la
presión del aire al inflarlo, éste tratará de buscar una salida para aliviar la presión,
de la misma forma que lo haría un gas en combustión dentro de un motor a
reacción, como en el ejemplo anterior del cohete hecho con cerillos.
Necesitarás:

33. 1 popote con codo
1 rectángulo de cartón
4 taparroscas
2 mondadientes
1 globo
Cinta adhesiva
Haz un agujero en el cartón para que el popote pase por él, pide a un adulto que te
ayude.

34. Asegúrate de que el popote pase por el hoyo fácilmente.
El agujero queda así.
Corta el popote del lado más largo para que no se arrastre y frene el carrito.

35. Mete el popote por el hoyo y dóblalo de esta manera.
Pega el popote con cinta adhesiva al chasis de cartón.
Pega por el otro lado la cinta sobre sí misma.

36. Corta el cuello del globo con unas tijeras. Pide a un adulto que te ayude.
El cuello del globo estorbaba para sellar la junta del globo y el popote y evitar fugas
de aire.

37. Mete el popote en el cuello del globo. El cuello del globo es más grande que el
popote.
Dobla el cuello del globo sobre el popote de esta manera. Que quede bien pegadito.
Pega el cuello al popote sobre el doblez que hiciste, asegúrate de que no haya fugas
inflando el globo.

38. Si hubo fugas retira la cinta adhesiva y repite el último paso. Ahora monta los ejes
de las ruedas siguiendo los pasos del carrito con imán. ¡Listo, el carrito está
terminado!
Infla el globo por la parte trasera del popote y evita que salga el aire poniendo tu
dedo sobre el popote.

39. Haz más carritos con tus amigos para que puedan hacer una carrera. En el PHLAPS
siempre hacemos una carrera. Prueba a mejorar tu carrito para que vaya más
rápido, corra más tiempo o salte obstáculos. Estos carritos pueden bajar escaleras,
subir rampas y hacer piruetas. Puedes probar con distintas llantas, distintos
tamaños de globos, de cartones, popotes, etc.

40. Variante de carrito para mejorar la velocidad. Autor anónimo. Museo de Ciencias de
Morelos, 2010.