La Unidad de Introducción a la Construcción VEX GO lo familiarizará a usted y a sus alumnos con el kit VEX GO. ¡Los estudiantes trabajarán para prepararse para un viaje científico para explorar Marte! Experimentarán con piezas VEX GO y explorarán cómo funcionan en una "construcción" STEM para adquirir razonamiento espacial y habilidades de construcción fundamentales.

Piezas del kit VEX GO

A los niños les fascina construir cosas y desmontarlas. Las construcciones VEX GO son estructuras físicas creativas creadas por estudiantes para investigaciones STEM. A los estudiantes se les presentarán las piezas del kit VEX GO a lo largo de la Unidad de Introducción a la construcción.

El póster del VEX GO Kit enumera las principales categorías de piezas: pasadores, separadores, ejes, engranajes, poleas, discos, conectores, ruedas, vigas, vigas angulares, vigas grandes, placas y componentes electrónicos. El cartel también menciona la herramienta Pin y las otras piezas incluidas en el kit.

Comprensión

Estos son los conceptos básicos para la construcción, que son válidos en casi todo lo relacionado con VEX, así como en el mundo real.

Orientación

Pruebe usted mismo, y pida a sus alumnos, que encuentren una pieza que se muestra en el cartel y oriéntela en su mano de la misma manera que se muestra. Aprender a hacer esto mientras se construye garantiza que las piezas se conecten en las ubicaciones correctas, además de mejorar su razonamiento espacial para futuras construcciones. Ser capaz de visualizar una pieza en una “caja de vidrio” es un concepto enorme en ingeniería, ya que depende de la imagen que estés creando en tu mente. Las instrucciones de construcción VEX se crean con estas vistas en mente, así que desafíese y reoriente la pieza en su mano para ver la mejor vista óptima al crear su robot.

Categorías de piezas

VEX Robotics utiliza cuatro categorías principales de piezas. Al comenzar en el laboratorio STEM, se utilizan instrucciones guiadas para facilitar su razonamiento espacial antes de comenzar a construir libremente o construir sin instrucciones guiadas con el fin de satisfacer sus necesidades. Todo lo que necesitas recordar en este punto es que cualquier construcción que puedas imaginar es absolutamente posible, ya que simplemente consta de un cierto orden de estas categorías. Intente reorganizar este orden en el futuro y ahora podrá construir libremente como los profesionales.

• Electrónica: aporta vida e inteligencia a tu robot.

• Componentes estructurales: se utilizan para unir piezas y contener la forma general de la construcción.

• Sujetadores: utilizados para conectar los componentes estructurales.

• Componentes de movimiento: proporcionan movimiento y capacidades adicionales a su robot.

¿Pueden usted y sus alumnos determinar qué partes pertenecen a cada categoría?

Edificio

El Edificio con VEX GO está diseñado pensando en la simplicidad. Se debe pensar que conectar las piezas es como conectar su teléfono a un cargador. No es necesario que aplique cantidades exorbitantes de presión, pero tampoco puede simplemente apoyarlo caprichosamente en otra parte. ¡Pruébalo tú mismo! Utilice un pin y conéctelo a cualquier viga. Debería poder sentir u oír un clic distintivo cuando la pieza esté completamente insertada. No conectar completamente las piezas puede provocar una falla estructural en un momento posterior, algo que los ingenieros intentan evitar.

Pasadores y separadores

Debido a que los pasadores y los separadores conectan otras piezas, los estudiantes pueden confundir sus usos. Los separadores conectan dos piezas pero dejan un espacio entre ellas. Cada tipo de enfrentamiento tiene un espacio de ancho diferente que se creará con su uso.

Los pasadores conectan dos o más piezas para que queden al ras entre sí. El Pin Rojo se puede conectar con una pieza en cada lado. Por el contrario, el Pin Verde puede conectar una pieza en un lado y con dos piezas en el otro lado.

	El beneficio de utilizar un separador frente a un pasador depende completamente de la situación. En la primera imagen de la izquierda, el enfrentamiento resaltado ofrece una integridad estructural mucho mayor que la que ofrecería un alfiler en esta situación.
	A continuación se muestra un ejemplo en el que los pines rojos funcionarían mejor que los separadores. Se utiliza para asegurar una viga de forma segura sin espacio entre ellas y otra viga.
	A continuación se muestra un ejemplo de un pasador verde que une tres vigas. Esta técnica de construcción podría utilizarse cuando el espacio no es un hecho.

Conectores

Los pasadores y los separadores crean conexiones entre piezas que están paralelas entre sí. Sin embargo, los conectores crean conexiones en un ángulo recto de 90 grados. El conector verde y el conector naranja permiten conexiones en ángulo recto y conexiones en paralelo.

A continuación se muestra un ejemplo de un conector utilizado, rodeado en rojo. Este conector une dos vigas. Los conectores son extremadamente importantes cuando se intenta construir diferentes ejes.

Vigas y Placas

Se utilizan vigas y placas para crear la base estructural de la mayoría de las construcciones. Se trata de piezas planas de distintos anchos y largos. El ancho y largo de una viga o placa se puede medir por el número de agujeros que tiene la pieza. Los estudiantes aprenderán a medida que comiencen a construir que las vigas (un orificio de ancho) no son tan estables como las vigas grandes (de 2 orificios de ancho) o las placas (de 3 o más orificios de ancho).

Engranajes y ruedas

Los estudiantes también aprenderán a usar una combinación de engranajes y ruedas a través de la Unidad. Los engranajes se utilizan para transferir fuerza de una posición a otra. Esto se puede hacer con engranajes del mismo tamaño para transferir la misma fuerza o usando engranajes de diferentes tamaños para crear una ventaja de velocidad o potencia a medida que se transfiere la fuerza. El pasador rosa se puede utilizar para conectar engranajes a vigas o placas y al mismo tiempo permitir que el engranaje gire libremente.

Se pueden ver tres ejemplos de uso de engranajes en la construcción del superdeportivo motorizado. Los estudiantes aprenderán en el laboratorio STEM adjunto la diferencia que pueden marcar los tamaños de engranajes.

Herramienta de pasador

Mientras los estudiantes se familiarizan con el kit VEX GO, inevitablemente necesitarán ayuda para separar las piezas. La herramienta Pin ayuda a los estudiantes a separar piezas mediante tres funciones diferentes: el tirador, la palanca y el empujador. El extractor es más adecuado para retirar pasadores que tienen un extremo libre.

Para usar el extractor, inserte el pasador en la ranura de la punta, apriete la herramienta para pasador y tire hacia atrás. El pasador debe retirarse fácilmente del agujero. En el caso de que un pasador no esté parcialmente expuesto, se puede utilizar el empujador para liberar parte del pasador. La palanca es más apropiada cuando se intenta desconectar dos vigas o placas que están al mismo nivel entre sí. La palanca se puede insertar entre las dos piezas y usarse para separar las piezas conectadas.

Misión a Marte

¿Cómo recopilan los científicos e ingenieros información de lugares del sistema solar que están lejos y son difíciles de alcanzar?

Sería impensable enviar humanos a la Luna o Marte sin la tecnología necesaria para viajar, investigar y mantener vida en el espacio exterior. El espacio y la superficie de Marte son entornos hostiles para los humanos. Los ingenieros tienen que diseñar y construir herramientas para proteger a los astronautas y facilitar la investigación científica en la dura atmósfera de Marte.

Datos curiosos sobre Marte a considerar al diseñar la unidad de Introducción a la construcción:

• La superficie de Marte es muy fría y seca; en la mayoría de los lugares, hace demasiado frío o seco para permitir el crecimiento y la reproducción de los organismos terrestres.
• Las temperaturas promedio en Marte están muy por debajo de -60°C (-83°F).
• Hay altos niveles de radiación solar, que pueden dañar los tejidos del cuerpo.
• Hay poca o ninguna atmósfera.
• No hay fuentes de comida ni de agua.

Iniciativas actuales

Las iniciativas actuales sobre Marte incluyen el programa Mars 2020 de la NASA y el programa Luna a Marte de la NASA. La misión Mars 2020 de la NASA está planificando actualmente un proyecto a largo plazo para la exploración robótica de la superficie y la atmósfera de Marte. La misión del rover Mars 2020 aborda objetivos científicos de alta prioridad para la exploración de Marte, incluido el potencial de vida en Marte. La misión también brinda oportunidades para recopilar conocimientos y demostrar tecnologías que aborden los desafíos de futuras expediciones humanas a Marte. El programa Luna a Marte de la NASA explora la expansión humana a través del sistema solar a través de socios comerciales e internacionales.

Cada día se producen nuevos y emocionantes avances en iniciativas espaciales. Los profesores y estudiantes pueden mantenerse actualizados en el blog Teachable Moments de la NASA. Teachable Moments es un recurso interactivo que incluye entrevistas con astronautas, videos y fotografías actuales y desafíos STEM que atraen tanto a adultos como a niños.

Estabilidad & Equilibrio

Estabilidad

En el Laboratorio 3, se pedirá a los estudiantes que construyan una plataforma de lanzamiento que sea estable y equilibrada. Una estructura estable es aquella que no se caerá, deslizará ni colapsará cuando actúen sobre ella fuerzas externas como empujones o tirones. La estabilidad es la resistencia de una estructura a movimientos indeseables como deslizamiento, vuelco o colapso. La forma y los materiales utilizados en una construcción determinan su resistencia a estas fuerzas e influyen en su estabilidad. Normalmente, las estructuras con una base ancha son más estables.

Balance

Los ingenieros están interesados ​​en cómo los objetos se equilibran para poder construir estructuras seguras (auditorios, norias y plataformas de lanzamiento). Una estructura equilibrada tiene un centro de gravedad fuerte y no se mueve con facilidad. Está diseñado y construido de manera que equilibre las fuerzas que actúan sobre él, como la gravedad. El equilibrio es especialmente importante en los casos en que una estructura puede verse afectada por cargas pesadas o fenómenos naturales impredecibles, como los viajes espaciales.

El proceso de diseño de ingeniería

Los estudiantes utilizarán el Proceso de Diseño de Ingeniería (EDP) para diseñar y construir una nave espacial y una base en Marte. El EDP es una serie de pasos que siguen los ingenieros para encontrar soluciones a los problemas. A menudo, la solución implica diseñar un producto que cumpla ciertos criterios o realice una determinada tarea.

Los Estándares Científicos de Próxima Generación dividen el EDP en los siguientes pasos: DEFINIR → DESARROLLAR SOLUCIONES → OPTIMIZAR.

• Definir problemas de ingeniería implica plantear el problema a resolver lo más claramente posible en términos de criterios de éxito y restricciones o límites.
• El diseño de soluciones a problemas de ingeniería comienza generando un número de soluciones posibles diferentes y luego evaluando las soluciones potenciales para ver cuáles cumplen mejor con los criterios y restricciones del problema.
• La optimización de la solución de diseño implica un proceso en el que las soluciones se prueban y perfeccionan sistemáticamente y el diseño final se mejora intercambiando características menos importantes por aquellas que son más importantes.

El PDE es de naturaleza cíclica o iterativa. Es un proceso de fabricación, prueba, análisis y refinamiento de un producto o proceso. Según los resultados de las pruebas, se crean nuevas iteraciones y se continúan modificando hasta que el equipo de diseño esté satisfecho con los resultados.

En esta unidad, los estudiantes utilizarán el EDP para idear, planificar y construir una base en Marte. Después de una construcción inicial, los grupos probarán y mejorarán su diseño base para cumplir con los criterios y restricciones de diseño.