Caja de herramientas para profesores
-
El propósito de esta lectura
Este laboratorio STEM se centra en explorar el centro de gravedad (CoG) manipulando el brazo del Clawbot para cambiar la posición del peso sobre el robot (lo que afecta su CoG) mientras conduce sobre superficies irregulares. Esta primera lectura pretende introducir el concepto del centro de gravedad explorando cómo se puede inclinar la Torre Inclinada de Pisa sin caerse.
Considerando el centro de gravedad
Cada objeto tiene un centro de gravedad (CoG). Es la ubicación del objeto donde la gravedad que atrae en cualquier lado se equilibra con la gravedad que atrae en el lado opuesto. Otra forma de pensarlo es la ubicación promedio del peso de un objeto. Si el CoG permanece por encima de la base del objeto (la parte que descansa sobre el suelo), el objeto no se caerá.
La imagen muestra la famosa Torre Inclinada de Pisa. Esta torre se caracteriza por tener una inclinación muy visible, aproximadamente 4 grados desde ser perfectamente vertical (recto hacia arriba y hacia abajo). Puedes comparar la flecha en la imagen con las columnas de la torre para ver qué tan inclinada está. Aunque la torre está tan inclinada, el CoG todavía está por encima de la base de la torre y, por lo tanto, ¡la torre permanece en pie! Si empujas más la Torre Inclinada en la imagen de arriba para que se incline más y más hasta que la flecha pase la base de la torre, entonces se caerá.
También puedes pensar en un balancín o una báscula. El punto de apoyo, el punto del balancín donde descansa la tabla, está directamente debajo del centro de gravedad del balancín. Si no fuera así, el balancín caería hacia un lado en lugar de balancearse hacia arriba y hacia abajo.
Amplíe su aprendizaje
Para ampliar esta actividad, pida a sus alumnos que mantengan en equilibrio un lápiz sobre sus dedos índices. Dígales a sus alumnos que giren las manos con la palma hacia arriba y que equilibren un lápiz perpendicularmente a sus dedos índices. Si los estudiantes logran equilibrarlo, habrán encontrado el centro de gravedad del lápiz.
Los estudiantes también pueden observar el centro de gravedad de un objeto, como una taza, pegando una cuerda al centro del objeto y colocando peso en la parte inferior de la cuerda usando un borrador u otro objeto ligeramente pesado. Coloque la taza sobre un libro o escritorio e inclínela ligeramente. Pida a los estudiantes que observen cómo se mueve la cuerda en relación con la base del objeto.
Haga que los estudiantes observen dónde está la cuerda cuando el objeto comienza a caer. Los estudiantes deben notar que cuando la cuerda pasa la base del objeto, el objeto comienza a caer.