Máquinas. Planos inclinados.

Con la entrada anterior se cerró el bloque relacionado con la energía. De esta manera se dará comienzo con el tema de las máquinas en Educación Primaria. Este bloque se encuentra inserto en el currículo de Educación Primaria, es el 5º bloque exactamente, el cual contempla la realización de proyectos que incluyen la alfabetización digital y el uso de las tecnologías en la construcción de máquinas sencillas que den respuesta a alguna necesidad o problema planteado.

Este concepto de máquinas es algo complejo y abstracto para los niños y niñas, ya que comprenden que se tratan de dispositivos tecnológicos construido para la realización de una tarea concreta, los cuales deben tener cables, botones…y no tienen en mente la idea de máquinas simples. Se suelen centrar en máquinas complejas, normalmente del ámbito doméstico.

De esta forma, es recomendable enseñar a los alumnos y alumnas que existen tres niveles donde se pueden clasificar las máquinas. En el primero de ellos tendríamos los planos inclinados, palancas, poleas, rueda…En el segundo encontramos la bicicleta por ejemplo; y en el tercero, los automóviles.

Una vez introducido el tema de las máquinas, resulta de gran interés realizar algún que otro experimento en las aulas, y más con alumnado de Educación Primaria. Es por ello, que en clase hemos realizado el siguiente experimento.

Esta imagen muestra una pequeña idea de lo que se pretendía realizar en el experimento.

Los materiales que se necesitan para realizar el experimento son los siguientes:

-Una tabla plana que nos sirva de plano

-Un vehículo de juguete (un tren coche…)

-Un dinamómetro (el instrumento necesario para medir fuerzas o calcular el peso de un cuerpo)

-Diferentes materiales para cambiar de altura la tabla

Los pasos a seguir son:

• En primer lugar se calcula la Fuerza de carga del tren, uniendo el dinamómetro al vehículo. En este caso es de 2,6 N.

• Después, se coloca el objeto de una altura determinada debajo de la tabla para crear el plano inclinado. Poniendo el tren en la parte inferior del plano inclinado, se engancha el dinamómetro al vehículo y lo elevamos por el plano inclinado. De esta forma, podemos medir la Fuerza Esfuerzo que se necesita para elevar el tren.

• Además, hay que medir la longitud de la tabla que hemos utilizado para formar el plano inclinado, esto es, la Distancia de esfuerzo, que en este caso son 100cm. También los diferentes objetos (ladrillos) para elevar dicho plano.

Una vez que tenemos estos datos, se irá rellenando la tabla que se muestra a continuación. El objetivo principal de este experimento es calcular la ventaja mecánica que se obtiene en las diferentes ocasiones. Para ello, contamos con una variable, que es la altura del “ladrillo”, tal y como se puede observar en las fotografías.

1º cambio. El ladrillo es un conjunto de libros.

2º cambio. El ladrillo es una papelera

3º cambio. El ladrillo es el conjunto de libros más la papelera.

Tal y como he comentado anteriormente, es el momento de calcular la ventaja mecánica. Esta se entiende como la relación entre la resistencia y el esfuerzo, y se calcula a partir de la siguiente fórmula:

Ahora sí se puede completar la tabla con todos los datos. Recordando que la fuerza de carga del tren es de 2,6 N.

Como todo experimento, tras realizarlo, llegamos a una pequeña conclusión. Esto es, se observa como si se va aumentando la altura del plano inclinado (con los diferentes ladrillos), la fuerza de esfuerzo aumenta y la ventaja mecánica resultante disminuye. De esta forma, afirmamos que la ventaja mecánica depende del ángulo que el plano inclinado forma con la horizontal. Cuanto mayor sea este ángulo, la ventaja mecánica será menor. Esto es, cuanto más vertical esté el plano inclinado mayor esfuerzo hay que hacer para mover el tren.

Para terminar, me gustaría comentar que este primer acercamiento al tema de las máquinas es imprescindible y fundamental para el alumnado de Educación Primaria. Hacerles ver que no sólo existen las máquinas que ellos tienen en sus cabezas, sino hasta la cosa más simple para ellos también pude ser considerado una máquina. Además, realizar este tipo de experimento con ellos es muy atractivo y entretenido, ya que trabajan con material tangible, visual y maleable. También, son ellos mismos los que tiene que realizar la relación entre la ventaja mecánica y la altura del ladrillo, para que vean en qué momento obtenemos una mayor o menor ventaja.