Terremoto: El Desafío Hay partes del mundo en que es importante edificar pensando en los terremotos. Los edificios deben estar diseñados para proteger sus estructuras como si fueran azotadas por uno de ellos. Los arquitectos han mejorado bastante el diseño de edificios desde el 1906, cuando un terremoto destruyó la mayor parte de San francisco y se observó que luego del terremoto en China los edificios permanecían con daños menores Cómo se logra esto? En esta actividad usarás malvaviscos y mondadientes para construir una estructura que pueda soportar un terremoto simulado. En el proceso descubrirás algunas de las técnicas de construcción usadas a tal fin. Método Científico 1. Qué características ayudan a un edificio a resistir un terremoto? Cómo puedo utilizar esta información para construir mi estructura? 2. Sugiere ideas con un compañero para diseñar una estructura que resista el terremoto simulado. Traza tu diseño en una hoja de papel y descríbelo en dos o tres oraciones. Escribe una inferencia y una predicción Comprueba la hipótesis 3. Sigue tu diseño para construir una estructura con los mondadientes y malvaviscos. 4. Ubica tu estructura en un cuadrado de gelatina 5. Sacude el cuadrado de gelatina para probar si el edificio se mantendrá en pie durante un terremoto. No levantes la gelatina. 6. Si tu primer diseño no funciona bien, cámbialo hasta que encuentres uno que lo logre. Para mejorar tu diseño, trata de determinar por que se cae el edificio. 7. Traza el diseño final en una hoja de papel. 8. Luego, el maestro probará cada estructura. Analiza los resultados 10. qué edificios aún estaban de pie tras el terremoto final? Qué características les dio más estabilidad? 11. Cómo cambiarías tu diseño para hacer la estructura más estable? Comunica los resultados 12. He aquí un modelo simple de un problema que los arquitectos afrontan en la vida real. Basándote en esta actividad, qué le recomendarías a quienes diseñan edificios en zonas sísmicas? 1
Despegue! Has sido contratado por la NASA como especialista en cohetes. Tu trabajo es diseñar un cohete que realice un vuelo controlado mientras transporta una carga útil. Recuerda que las leyes de Newton tendrán una fuerte influencia en tu cohete. Método Científico Observa las instrucciones y materiales, entonces, establece una pregunta que guíe tu diseño. La misma debe estar relacionada a la pregunta de investigación que formulaste. Escribe una inferencia y una predicción Comprueba tu hipótesis Procedimiento 1. Cuando comiences el experimento debes pegar con cinta adhesiva un extremo de cordel del techo. 2. Haz un pequeño agujero con un lápiz en cada lado del vaso cerca del borde superior. Pasa un trozo de 15cm de cordel a través de cada agujero y pega con cinta adhesiva hacia abajo los extremos que quedaron dentro. 3. Infla el globo y usa el cierre de alambre para bolsas para mantenerlo cerrado. 4. Une con cinta los extremos sueltos del cordel a los costados del globo cerca de la parte inferior. El vaso debe quedar colgando por debajo del globo. El modelo de cohete debe parecerse a un globo de aire caliente. 5. Pasa el cordón que cuelga del techo a través del sorbeto. Une bien con cinta adhesiva el globo al sorbeto. Pega con cinta adhesiva el extremo del cordón al piso. 6. Abre el cierre de alambre para bolsas a la vez que mantienes el extremo del globo cerrado. Cuando estés listo, suelta el extremo del globo. Marca y anota a altura máxima del cohete. 7. Repite el procedimiento agregando una moneda de un centavo al vaso por vez hasta que el cohete no pueda levantar más monedas. 2
Analiza los resultados Describe en un párrafo de qué manera influye la ley de gravedad en el vuelo de tu cohete. Concluye Dibuja un diagrama de tu cohete. Rotula las fuerzas que influyen en el movimiento del mismo. Aplicar los datos Explica en formas de modificar tu cohete para transporte la mayor cantidad posible de monedas de un centavo hasta la altura máxima. Selecciona el mejor diseño. Explica Qué variable modificaste? Qué efecto tuvo esta variable en el vuelo de tu cohete? 3
Separar líquidos en capas Has aprendido que los líquidos forman capas de acuerdo con la densidad que tienen. En este laboratorio determinarás si el orden en que agregas los líquidos importa para la formación de las diferentes capas. Interpreta la densidad!!!! Método Científico 1. El orden en que agregas los líquidos de diferentes densidades en un recipiente afecta el orden de las capas que forman esos líquidos? 2. Escribe una respuesta posible a la pregunta anterior. Establece una inferencia Redacta una predicción Comprueba la hipótesis 3. Con las probetas, agrega 10 ml de cada líquido al recipiente transparente. Recuerda que debes leer el volumen en la base del menisco. Anota el orden en que agregas el líquido. 4. Observa los líquidos en el recipiente. Haz un bosquejo de lo que ves. Seguro te dé con rotular las capas y los colores. 5. Agrega 10ml más del líquido C. Observa qué pasa y anota tus observaciones. 6. Agrega 20ml más del líquido A. Observa qué pasa y anota tus observaciones. Analiza los resultados 7. Cuál de los líquidos tiene la mayor densidad? Cuál tiene la menor densidad? Cómo lo sabes? 8. Las capas cambiaron de posición cuando agregaste más cantidad del líquido C? 9. Las capas cambiaron de posición cuando agregaste más cantidad del líquido A? Saca conclusiones 10. Evalúa la hipótesis que formulaste. 4
Buzo en la densidad Los tripulantes de un submarino controlan la densidad del submarino debajo del agua permitiendo que el agua entre y salga de tanques especiales. Estos cambios de densidad afectan la posición del submarino en el agua. En este laboratorio, controlarás a un buzo en la densidad para aprender cómo la densidad de un objeto afecta la posición en un fluido. 1. Cómo puede la densidad de un objeto determinar si el objeto flota, se hunde o mantiene su posición en un fluido? 2. Escribe una respuesta posible a al pregunta anterior Establece una inferencia Redacta una predicción Comprueba la hipótesis 3. Llena por completo la botella de plástico de 2L con agua. 4. Llena el gotero (buzo) con agua aproximadamente hasta la mitad y colócalo en la botella. El gotero debe flotar con sólo una parte del bulbo de goma por encima de la superficie del agua. Si el gotero flota muy arriba, retíralo con cuidado de la botella y agrégale una cantidad de agua. Vuelve a colocar el gotero en la botella. Si agregas demasiada agua y el gotero se hunde, vacía la botella y el gotero y regresa a la parte 3. 5. Coloca la tapa de la botella y ajústala bien para que no pierda agua. 6. Aplica presión sobre la botella varias veces. Observa con detenimiento el nivel del agua dentro del gotero a medida que sueltas y aprietas la botella. Anota lo que pasa. 7. Intenta hacer que el gotero se eleve, se hunda o se detenga en algún nivel. Anota tu técnica y los resultados. Analiza los resultados 7. Qué efecto tienen los cambios dentro del gotero con respecto a su posición en el fluido que lo rodea? 8. Qué relación observaste entre la densidad del gotero y su posición en el fluido? 5
Saca conclusiones 9. Explica en qué se parece el gotero a un submarino. 10. Explica de qué manera la presión sobre la botella se relaciona con la densidad del gotero. 6
Lo que el viento se llevó! Los pilotos del Aeropuerto de Aguadilla necesitan ayuda inmediata. Anoche, un relámpago destruyó la manga veleta naranja. Esta manga veleta ayudaba a los pilotos a medir la dirección del viento. Pero ahora el viento se la llevó y un avión necesita aterrizar. El piloto debe conocer la dirección del viento y cuenta con que tú construyas un dispositivo de medición. Relaciona la dirección del viento con el clima!!!!!! Método Científico 1. Cómo puedo medir la dirección del viento? Establece una posible respuesta a la pregunta anterior. Establece una inferencia Redacta una predicción Comprueba la hipótesis Procedimiento 2. Encuentra el centro del plato trazando alrededor de su borde con un compás. La punta del compás debe hacer un agujero en el centro del plato. 3. Con una regla traza una línea a través del centro del plato. 4. Con un transportador dibuja una segunda línea que pase por el centro del plato. Esta línea debe formar un ángulo de 90 grados con la línea que trazaste en el paso 3. 5. En el sentido de las manecillas del reloj, marca cada línea como N, S, E, y O. 6. Usa un transportador para dibujar dos nuevas líneas que pases por el centro del plato. Estas líneas deben formar un ángulo de 45 grados con las trazadas en los pasos 3 y 4. 7. En el sentido de las manecillas del reloj desde N, rotula estas líneas como NE, SE, SO y NO. El plato ahora se parece a la cara de una brújula magnética. Ésta será la base de tu indicador de la dirección del viento. Te ayudará a leerla de un vistazo. 7
8. Mide y marca un cuadrado de 5 X 5cm en una ficha. Recórtalo y dóblalo por la mitad para formar un triángulo. 9. Grapa un extremo abierto del triángulo al sorbeto. Para que una punta del triángulo toque su punta. 10. Sujeta el lápiz en un ángulo de 90 grados en relación al sorbeto. La goma de borrar debe tocar el punto de equilibrio del sorbeto. Pasa una tachuela a través del sorbeto hasta perforar la goma. El sorbeto debe girar sin caerse. 11. Busca un área apropiada en el exterior para medir la dirección del viento. No debe haber árboles y edificios. 12. Pasa la punta afilada del lápiz por el centro del plato y clávalo en la tierra. 13. Usa la brújula para colocar el plato acorde con las coordenadas. El triángulo apuntará en la dirección que sopla el viento. Analiza 14. De qué dirección sopla el viento? 15. Hacia dónde sopla el viento? Concluye 16. Será esta una manera efectiva para que los pilotos midan la dirección del viento? 17. Cuáles mejoras le sugerirías al aeropuerto para calcular la dirección del viento? 8