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Robótica Educativausando LEGO Mindstorms
Education XT Base SetDr. Omar Meza
Departamento de Ingeniería MecánicaUniversidad Interamericana de Puerto Rico
+EstándaresCiencias 8vo Grado
8.4 Manifestaciones de EnergíaEnergía
• E.8.3.3 Reconoce que en los sistemas la materia y la energía se conservan.
• E.8.4.1 Identifica las diferentes formas de energía y cómo se transforma en energía útil.
• E.8.4.2 Distingue y compara entre energía potencial y energía cinética.
• E.8.4.4 Explica e identifica las formas de energía, como: la química, la lumínica, la eléctrica, la mecánica, la sonora y la de calor.
EnergíaTransformación de Energía
Potencial a Energía Cinética
+Energía Cinética y Energía Potencial• Los objetos tienen dos tipos básicos de
energía: una es la energía de posición y condición, también llamada almacenada o energía potencial (PE), y la otra, es la energía de movimiento, que es conocida como energía cinética (KE).
+Energía Cinética y Energía Potencial
+ Energía Potencial (PE)
Energía Cinética (KE)
+Energía Cinética y Energía Potencial• La energía no se crea ni se destruye,
como dice la ley de conservación de la energía, sino que se transfiere de una forma a otra. Por ejemplo, si usted está de pie sobre una plataforma alta, has ganado energía potencial por el trabajo realizado en subir la escalera contra la fuerza de gravedad de la plataforma. De pie en la plataforma, se tiene la máxima energía potencial debido a su posición, y tiene cero energía cinética, ya que no se mueve.
+Energía Mecánica= Energía Potencial + Energía Cinética ME = PE + KE
PE = MaxKE = 0
PE = KE
PE = 0KE = Max
+Energía Cinética y Energía Potencial• Al saltar desde la plataforma, se
producen cambios de energía potencial a energía cinética. A medida que se acerca a la tierra, su energía potencial disminuye y su energía cinética aumenta. Al tocar la tierra la energía potencial es cero y máxima la energía cinética.
+Test
Observe la figura y determine:
¿Cuál posición A, B o C representa la máxima energía potencial y Cual representa la máxima energía cinética?
+
Actividad 1‘‘Construcción de una
rana de papel - Origami”
Rana de papel
+
• Objetivo: Demostrar la relación entre la energía cinética y potencial.
• Materiales:– 8-by-8-inch (20-by-20-cm) hoja de
papel– regla– lápiz
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
• Procedimiento:
+
+
Actividad 2‘‘Construcción de un
Rubber Band Car”
Simple Rubber Band Car
+
+1
+2
+2
+3
+3
+3
+4
+5
+5
+5
+6
+6
+
Actividad 3“Probar como trabaja el Rubber Band Car”
+
1. Colocar la liguilla en el carro2. Estirar la liguilla al otro extremo y
enrollar el numero de vueltas que crea conveniente (no suelte la liguilla)
3. Coloque el carro en el punto de partida4. Suelte la liguilla enrollada5. Repita el proceso hasta estar seguro de
que su carro no tiene problemas.
Procedimiento
+
+
+
Actividad 4“Conversión de la
Energía Potencial a Energía Cinética”
Energía Potencial Energía Cinética
+
1. LEGO Mindstorms Robot2. Liguillas de 2 tipos3. Cinta metrica4. Reglas5. Papel6. Lapiz
Materiales
+
1. Inferir que la condición de un objeto puede determinar la energía potencial.
2. Entender que las liguillas tienen energía potencial cuando se estiran.
3. Diseñar y desarrollar un experimento con un Rubber Band Car.
4. Recopilar, organizar y analizar los datos gráfica del experimento.
5. Definir inercia e inferir que la inercia debe ser superada antes de que un objeto se puede mover.
Objetivos
+
1. Saca una liguilla y sosténgala en tu mano para que los estudiantes la vean. Pregunte a los alumnos si la liguilla tiene alguna energía. Algunos los estudiantes podrían sugerir que tiene energía potencial debido a su altura. Afirmar esta respuesta, y pregunte cómo puede aumentar la energía potencial de la liguilla sin levantarla más alto.
Si los estudiantes no sugieren estirando la liguilla, tire suavemente de la banda elástica para hacerla estirar. Los estudiantes pronto identificaran que la goma tieneenergía potencial cuando se estira.
Introducción de los Conceptos
+
Saca una liguilla y sosténgala en tu mano para que los estudiantes la vean. Pregunte a los alumnos si la liguilla tiene alguna energía. Algunos los estudiantes podrían sugerir que tiene energía potencial debido a su altura. Afirmar esta respuesta, y pregunte cómo puede aumentar la energía potencial de la liguilla sin levantarla más alto.Si los estudiantes no sugieren estirando la liguilla, tire suavemente de la banda elástica para hacerla estirar. Los estudiantes pronto identificaran que la goma tieneenergía potencial cuando se estira.Preguntar: “¿Existe otro forma de incrementar la energía a parte de estirándola?” (Alguno debe sugerir torciéndola)
Introducción de los Conceptos
+
2. Pregunte a los estudiantes por una lista de objetos o juguetes que trabajen con energía almacenada en una liguilla.
Introducción de los Conceptos
+
1. Construir el Rubber Band Car: Actividad 22. Probar como funciona el Rubber Band Car:
Actividad 33. Incrementar la energía potencial del Rubber
Band Car: Actividad 3
Construir y Probar el “Rubber Band Car”
+Preparar una tabla para obtener datos del experimento
Número de Vueltas de la Liguilla
2 3 5
Distancia Recorrida por el Rubber Band
Car
Intento 1
Intento 2
Intento 3
Promedio de Distancia Recorrida
+Análisis de los Datos
Número de Vueltas
Dis
tan
cia
Recorr
ida
[Cen
tím
etr
os]
+Análisis de los Datos
• Podemos predecir la distancia a recorrer usando la siguiente ecuación:
vueltasdeNumero=T
corridaReciatanDisTotal=D
vueltaporcorridaReciatanDis=RTD
=R
+Análisis de los Datos
• La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo o movimiento, mientras no se aplique sobre ellos alguna fuerza. Ecuación corregida dado la inercia
inercialavencerparavueltasdeNúmero=I
vueltasdeNúmero=T
corridaReciatanDisTotal=D
vueltaporcorridaReciatanDis=R
I_TD
=R
Energía Potencial ?
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