Objetivo
Demostrar que los juguetes se pueden utilizar para estudiar ciencia.
Estudiar algunos conceptos de la física como el rozamiento a través de los juguetes.
Construir un juguete sencillo cuyo funcionamiento se basa en el rozamiento.
Introducción
Vamos a experimentar con un pequeño juguete madera con forma de figura humana que cuelga sostenido por dos cordeles, que atraviesan sus manos, y que cuelgan de una varilla rígida (pero que puede bascular), fijada al techo u otro lugar. Al estirar alternadamente de cada uno de los cordeles, la figura asciende (por los agujeros de sus manos, se podría decir). Cuando se dejan sueltos los cordeles, se desliza hacia abajo.
Materiales
Figuras escaladoras
Cartón
Cuerda
Listón de madera
Pajitas
Sierra de pelo para madera
Tijeras
Realización práctica
1.- Observa el escalador comercial y mira como funciona y como está construido.
2.- Recorta un trozo de cartón y dibuja la figura que quieras.
3.- Pega por la parte de atrás del dibujo 2 trozos de pajitas inclinadas más o menos con un ángulo de 20 grados dispuestas simétricamente a izquiera y derecha.
4.- Corta un trocito de madera del listón y hazle una muesca en cada extremo.
5.- Pasa la cuerda por las pajitas y por las muescas del trocito de madera dejando un trozo largo en cada extremo.
6.- Cuelgado y disfruta del juguete construido.
Explicación científica
Al tirar de un cordel (el derecho, por ejemplo,) el agujero de la mano derecha del escalador permanece vertical y por él se desplaza el cordel hacia abajo gracias al balanceo de la varilla rígida. Al mismo tiempo, donde el cordel izquierdo roza la madera del agujero de la mano, la tensión del cordel tiene una componente que es perpendicular a la superficie en contacto, lo que produce una fuerza de rozamiento entre la madera y el cordel izquierdo. Esto hace que la mano izquierda del osito se desplace unos centímetros hacia arriba arrastrada por el cordel izquierdo, que ha ascendido al inclinarse la varilla rígida hacia la derecha.
Seguidamente se repite el mismo proceso, pero intercambiando izquierda por derecha. De este modo, la figura va trepando hacia el lugar donde está colgada la varilla basculante.
Este juguete muestra cómo la fuerza de rozamiento depende no sólo de la naturaleza de las superficies en contacto (cordel y madera, en este caso), sino también de la fuerza normal entre ambas superficies. También ilustra la descomposición vectorial de una fuerza (en este caso, la tensión del cordel).
