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Indicadores de logro:
5.3. Construye un modelo de puente rígido.
5.4. Registra valores de máxima resistencia para un modelo propio de estructura rígida.
Cuando una fuerza actúa sobre un material, se producen esfuerzos que pueden dar paso a deformaciones. Los esfuerzos pueden ser de tensión, compresión, flexión, torsión o corte. Como se puede notar en la siguiente figura, las deformaciones varían en función de cómo se aplique la fuerza.
Fíjate que...
Gran parte de los fenómenos mecánicos que se presentan en el día a día pueden ser explicados a través de las tres leyes del movimiento de Newton.
Observa las figuras a continuación y escribe qué tipo de esfuerzo consideras que se produce.
Lisa: La comprensión que ocurre al mover el acordeón es lo que permite que se generen los sonidos tan hermosos de este instrumento.
La resistencia de estructuras como casas, edificios y puentes depende de factores como el material de construcción, y de su forma. Debido a la utilidad y al clima, no todos tienen que ser iguales.
Carlos: A continuación, se muestran algunas construcciones, obsérvalas y responde las preguntas.
Irene: Me gusta caminar por donde vivo y observar los diferentes tipos de construcciones que hay en la comunidad.
A. Modelo de un puente rígido
Vamos a construir una estructura que sea capaz de resistir mucha carga, pero sin utilizar materiales como cinta adhesiva, clavos o pegamento.
Materiales: 3 bajalenguas o palillos para paletas de igual tamaño, 3 botellas plásticas del mismo tamaño, 1 vaso grande y 1 jarra con agua.
Procedimiento:
Toma las botellas, quítales el tapón y colócalas sobre la mesa de manera que formen un triángulo. La distancia que las separa debe ser aproximadamente igual a la longitud de los bajalengua.
Coloca un bajalengua encima de una botella haciendo que el otro extremo coincida en el centro del triángulo que formaste con las botellas. Apóyalos entre sí, de forma que queden entrelazados como en la figura de abajo.
Coloca el vaso en la intercepción de los bajalengua.
Toma la jarra y empieza a verter el agua en el vaso hasta que se llene. Observa como la estructura resiste.
Irene: ¡Ten mucho cuidado de no derramar agua fuera del vaso!
B. ¡Hagamos un puente de papel!
¿Qué tal si experimentamos con puentes? Pero no de los de hierro y concreto, sino con unos puentes de papel.
Materiales: hojas de papel bond tamaño carta, 1 regla, 2 cajas pequeñas iguales y monedas de una misma denominación.
Procedimiento:
Coloca las cajas sobre la mesa y, utilizando la regla, asegúrate de que sus extremos estén separados por una distancia de 20 cm.
2. Usa las cajas como soporte y sobre ellas coloca dos hojas de papel en forma de puente. Presta atención a que las hojas estén centradas. El resultado debe ser como en la siguiente figura.
3. Coloca cada moneda, una por una, a la mitad de las páginas hasta que el puente de papel se caiga. Anota la cantidad máxima de monedas soportadas en la tabla de abajo.
4. Reduce la separación de las cajas por 4 cm varias veces y repite el procedimiento.
Carlos: Registra cuántas monedas puedes colocar en las diferentes separaciones.
Carlos: Entre menor sea la separación de las cajas más monedas podrás colocar.
5. Retira las hojas de papel y regresa las cajas a su separación de 20 cm.
6. Ahora vamos a cambiar el diseño del puente de papel. Toma una página y forma un abanico haciendo pliegues; pon la página sin doblar sobre el abanico y coloca esto sobre las cajas. La forma del nuevo puente debe ser como se muestra a continuación:
7. Repite el procedimiento de colocar monedas hasta que la estructura se caiga y compara cuántas más soportó esta vez en comparación con la primera medida del caso anterior.
Carlos: ¡Este diseño servirá para optimizar y que nuestro puente pueda soportar más monedas!
Los puentes son estructuras que permiten conectar dos extremos de difícil tránsito, tales como: ríos, quebradas, barrancos, etc.
Esta semana hemos aprendido que cuando una fuerza actúa sobre un material, se producen esfuerzos que pueden dar paso a deformaciones. Los esfuerzos pueden ser de tensión, comprensión, flexión, torsión o corte. Además, pudimos observar estos esfuerzos con ejemplos de la vida cotidiana.
Conociendo estas fuerzas que actúan sobre los materiales pudiste construir un modelo de un puente rígido con materiales de fácil acceso y fáciles de utilizar.
Carlos: Recuerda que la cantidad de monedas que soportaba el puente, dependía de su estructura.
Luis: Mi puente fue genial.
C. ¡Es hora de comparar nuestros resultados!
El objetivo de esta actividad es revisar y comparar los resultados de la actividad B con nuestros compañeros de clase y descubrir quién pudo realizar el puente más resistente de la clase.
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