Un proyecto de feria de ciencias exitoso inspira creatividad, provoca que los estudiantes cuestionen sus suposiciones y, en general, implica algo que desafía la gravedad. Puede construir un aerodeslizador con platos de papel a partir de unos pocos materiales simples, y sirve para demostrar varias leyes importantes de la física. El proyecto ofrece muchas oportunidades para que los estudiantes tomen medidas, registren datos y diseñen nuevas modificaciones para mejorar el rendimiento del aerodeslizador.
Materiales, construcción y pruebas de campo
Reúna algunos materiales, incluidos un plato de papel desechable, un globo, un par de tijeras y una botella de pegamento. Un plato de pastel desechable es ideal para el experimento debido al borde elevado y la durabilidad del material. Pega un pequeño cuadrado de cartón al fondo del plato. Corta este trozo de un plato de papel separado y colócalo en el centro del aerodeslizador. Usando sus tijeras, cree un pequeño agujero en el centro del plato y el cuadrado de cartón. Tire de la abertura del globo a través de la superficie inferior del orificio del plato. Si el agujero no es lo suficientemente grande, intente agrandarlo lo suficiente para que quepa el globo. No tire la mayor parte del globo a través del orificio. Es posible que deba ajustar la posición del globo mientras procede a inflarlo. Infle el globo y cierre la abertura para evitar que se escape el aire. Usando una mesa plana y grande, coloque el plato boca abajo de modo que la abertura del globo se dirija hacia el suelo. Cuando suelte el globo, el aire fluirá inmediatamente hacia afuera y hacia abajo, lo que obligará a la placa a flotar sobre la superficie de la mesa.
La ciencia de los aerodeslizadores
La tercera ley del movimiento de Newton establece que para cada acción hay una reacción igual y opuesta. En el caso del aerodeslizador con plato de papel, la acción inicial es el flujo de aire, que el globo proyecta hacia abajo, hacia la mesa. A medida que el globo exprime el aire, aumenta la presión debajo de la placa. La reacción opuesta en este caso es el vuelo del aerodeslizador fuera de la superficie de la mesa. Esta reacción solo es posible porque el aerodeslizador tiene mucha menos inercia que la mesa, por lo que el aerodeslizador reacciona al movimiento del aire fuera del globo flotando hacia arriba contra la fuerza de gravedad.
Experimentación
Una vez que tenga un aerodeslizador en funcionamiento, intente experimentar con el modelo ajustando algunas variables importantes. Por ejemplo, el tamaño del orificio afectará la velocidad del flujo de aire que sale del globo. Intente agrandar el agujero en un segundo aerodeslizador y compare qué tan bien vuelan los dos modelos. Otra modificación interesante consiste en hacer pequeños agujeros en el borde del plato de papel. En lugar de que el aire se escape por debajo de la placa en todas las direcciones por igual, esto concentrará una corriente de aire en una sola dirección. Refiriéndonos nuevamente a la tercera ley de Newton, la acción del aire que escapa por el orificio lateral de la placa impulsará a la nave a moverse en la dirección opuesta, en lugar de simplemente flotar en su lugar.
Medidas y recopilación de datos
Puede medir cuantitativamente la potencia de elevación de su aerodeslizador colocando pequeñas pesas en la superficie superior de la placa. Comience este experimento recolectando algunos pesos uniformes; las monedas funcionarían bien para esto. Comience a agregar pesos, equilibrando la distribución de masa a lo largo de la superficie, hasta que la nave ya no se eleve de la mesa. Anote el peso como su primera medida y compárelo con la potencia de elevación de los otros modelos de aerodeslizador. Si ha intentado colocar agujeros en el costado para crear una corriente de aire de propulsión, intente medir la distancia que su aerodeslizador puede viajar a través de la habitación y compare sus resultados con los de los otros estudiantes.
Otros proyectos
No hay nada más satisfactorio que los estudiantes tengan su propia idea única que funcione. Entregue a los estudiantes algunos materiales básicos, como cartulina, cinta adhesiva, palitos de helado, lo que crea que pueda ser útil en la modificación de aerodeslizadores con platos de papel. Por ejemplo, inspirándose en la naturaleza, los estudiantes pueden intentar colocar una aleta de papel, o alas, para darle estabilidad a la nave durante el vuelo.