Robótica Educativa usando LEGO Mindstorms Education XT Base Set Dr. Omar Meza Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad Interamericana de Puerto Rico

Estándares Ciencias 8vo Grado 8.5 Materia: Manifestaciones de Energía Conductores y aisladores E.8.1.4 Establece diferencia entre materiales conductores y aisladores. Ley de inercia y movimiento C.8.5.1 Explica la ley de inercia. C.8.5.2 Explica la ley de movimiento Conexiones I.8.1.3 Describe las Leyes del Movimiento de Newton y cómo se relacionan con el reposo, la fuerza, la masa y la aceleración. I.8.1.4 Describe las causas del movimiento. I.8.2.2 Identifica las fuerzas que producen cambio en el movimiento como fricción, empuje y gravitacional.

Conductores y Aisladores Pencil Graphite

Conductores Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

Conductores

Conductores

Aisladores Aisladores o malos conductores, son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy alta. Los mejores aisladores eléctricos son madera, plástico, vidrio, goma, hormigón, etc.

Aisladores

Aisladores

Circuito Eléctrico Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada permiten el paso de electrones. Está compuesto por: GENERADOR o ACUMULADOR. HILO CONDUCTOR. RECEPTOR o CONSUMIDOR. INTERRUPTOR. El sentido real de la corriente va del polo negativo al positivo. Sin embargo, en los primeros estudios se consideró al revés, por ello cuando resolvamos problemas siempre consideraremos que el sentido de la corriente

Circuito Eléctrico

Circuito Eléctrico

Pencil Graphite El grafito es un conductor eléctrico. Es un semimetal

‘‘Construcción de Pencil Resistor” Actividad 1 ‘‘Construcción de Pencil Resistor” Pencil Resistor Circuit

Reemplazar por bombillas del Set LEGO Mindstorms MATERIALES Reemplazar por bombillas del Set LEGO Mindstorms

Construir la cajita para las baterías

Cortar el lápiz a la mitad, de modo que se vea el carboncillo

Conectar un extremo del lápiz con el clip aligator

Construir el siguiente circuito

Realizar las pruebas respectivas

Actividad 2 “Comprobar en un circuito, si la longitud de un carboncillo afecta la luminosidad de un bombillo”

Objetivos Conocer los componentes de un circuito eléctrico. Construir un circuito eléctrico. Comprobar que la longitud de un carboncillo de lápiz efectúa el paso de los electrones en un circuito.

Materiales Los bombillos de LEGO Mindstorms (Caja Blanca) 3 baterías AA Lápiz Regla, tijeras, pega caliente, cuchillas, etc Clips aligators Cables

Construir y Probar el Circuito Construir el Circuito Probar como funciona el Circuito Comprobar en un circuito, si la longitud del carboncillo afecta la intensidad de la luz en un bombillo.

Resultados Los datos a recolectar son cualitativos Longitud Luminosidad del Bombillo Corta Mediana Larga

Estándares Ciencias 8vo Grado 8.5 Materia: Manifestaciones de Energía Ley de inercia y movimiento C.8.5.1 Explica la ley de inercia. C.8.5.2 Explica la ley de movimiento Conexiones I.8.1.3 Describe las Leyes del Movimiento de Newton y cómo se relacionan con el reposo, la fuerza, la masa y la aceleración. I.8.1.4 Describe las causas del movimiento. I.8.2.2 Identifica las fuerzas que producen cambio en el movimiento como fricción, empuje y gravitacional.

Cantidad de Movimiento Bola de Golf

Las Leyes de Newton 1era Ley : Ley de inercia Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento uniforme a menos que sobre él actúe una fuerza externa. 2da Ley : Definición de fuerza La fuerza es igual a la masa por la aceleración producida en el cuerpo. 3era Ley : Ley de acción-reacción Por cada acción hay una reacción igual y de signo opuesto.

Introducción La expresión “cantidad de movimiento” suena extraña porque hasta el mismo movimiento no existe hasta tanto no se vea el objeto moverse de un lugar a otro o rotar sobre un eje. Generalmente se asocia movimiento con velocidad. Otro parámetro asociado a la cantidad de movimiento es la masa. Esto significa que a mayor masa mayor cantidad de movimiento. De igual forma si se aumenta la velocidad también aumenta la cantidad de movimiento.

Cantidad de Movimiento La unidad de la cantidad de movimiento en el Sistema Internacional es el kg.m/s ó g.cm/s

“Cantidad de Movimiento” Actividad 3 “Cantidad de Movimiento”

Objetivos Comprobar que la velocidad afecta a la cantidad de movimiento.

Materiales LEGO Mindstorms (Caja Azul) Bolas de Golf

Construir y Probar el Lanzador Construir el lanzador Probar como funciona el Lanzador Comprobar experimentalmente como se cumple la ecuación de cantidad de movimiento.

Construir el Lanzador

Experimento Colocar dos bolas A y B de golf juntas a una corta distancia. A B

Experimento Lanzar la tercera bola C. C

Experimento Medir la distancia recorrida por B B C A

Experimento Repetir el experimento a una distancia media y larga

Cantidad de Movimiento Resultados Los datos a recolectar son cualitativos Distancia Velocidad Distancia Recorrida Cantidad de Movimiento Corta Media Larga