Las máquinas simples son construcciones mecánicas que aumentan una fuerza simple cuando se aplican a una carga o cambian la dirección de esa fuerza. Todas las máquinas compuestas están hechas de combinaciones de máquinas simples. Tradicionalmente, las seis máquinas simples básicas son el plano inclinado, la palanca, la polea, el tornillo, la cuña y la rueda y el eje. Los estudiantes de tercer grado pueden comprender estas máquinas y cómo funcionan al realizar experimentos científicos que las involucran.
El plano inclinado
Para ayudar a los estudiantes de tercer grado a aprender sobre el plano inclinado, pídales que muevan pesos con y sin la ayuda de un plano inclinado. Coloque un peso moderadamente pesado en una báscula de resorte y haga que los niños levanten el peso directamente del piso a una mesa baja. La báscula de resorte mide la cantidad de fuerza necesaria para mover el peso hacia arriba sin ayuda. Luego, coloque una rampa hecha de cartón pesado o madera desde la mesa hasta el piso. Use la báscula de resorte para subir el peso por la rampa hasta la mesa y mida la menor cantidad de fuerza necesaria.
La palanca
Las palancas son máquinas simples colocadas en un punto de apoyo que ayudan a magnificar la fuerza para mover la carga colocada en el extremo de la palanca. Los estudiantes de tercer grado pueden disfrutar entendiendo la palanca construyendo una catapulta simple que dispara monedas u otros objetos livianos al aire. Para hacer esto, equilibre una regla sobre un lápiz y coloque una moneda en el extremo de la regla para que sirva de carga. Deje caer un peso ligero u otra moneda en el extremo superior de la regla y observe cómo salta la carga. Pruebe el mismo experimento con pesos de diferentes tamaños, dejando caer pesos desde diferentes alturas y con el punto de apoyo en diferentes posiciones.
La polea
Muchos niños en edad escolar ven una polea en el trabajo todos los días cuando se iza y se baja la bandera de su escuela. Puede ayudar a los estudiantes de tercer grado a darse cuenta del papel que desempeña la polea llevándolos al asta de la bandera. Pídales que salten a la parte superior del asta de la bandera para colocar la bandera. Por supuesto, no podrán hacerlo, pero se divertirán intentándolo. Pídales que coloquen la bandera y la levanten, notando que mientras tiran hacia abajo, la bandera sube, mostrando cómo la polea cambia la dirección de la fuerza.
El tornillo
Los estudiantes de tercer grado pueden entender que un tornillo es simplemente un plano inclinado envuelto alrededor de un poste central creando su propia forma de tornillo. Haga que corten triángulos de papel largos y delgados. Si ya han realizado un proyecto sobre el plano inclinado, deberían poder explicar cómo el papel podría ser un plano inclinado. Haga que envuelvan el papel alrededor de un lápiz y luego saque el lápiz. El papel tendrá la forma de un tornillo.
La cuña
Para el tercer grado, los niños a menudo ya están familiarizados con la cuña como una máquina simple debido a los bloques de construcción con los que juegan. Haga que los niños se pongan de pie dos bloques rectangulares uno al lado del otro, tocándose entre sí. Luego pídales que empujen un bloque en forma de cuña entre los dos bloques y vean qué sucede cuando se separan. Pruebe el experimento con diferentes anchos de cuñas para ver las diferentes reacciones.
La rueda y el eje
Los niños ven las ruedas y los ejes en funcionamiento todos los días, ya sea en forma de bicicleta o como pomo de la puerta que giran para salir de sus dormitorios. Para ayudarlos a ver cómo funcionan una rueda y un eje de una manera simple, déles a cada uno un tornillo, un destornillador y un trozo de madera blanda. Haga que intenten presionar el tornillo en la madera con las manos; no llegarán muy lejos y requerirá mucho esfuerzo. Luego, pídales que usen el destornillador, explicando que el mango del destornillador es una rueda. Cuando giran la rueda, el eje, que es el destornillador en sí, aplica una mayor fuerza al tornillo, lo que facilita su inserción en la madera.