Acerca de este experimento
Corta una tira de papel, dobla dos alas y añade un sujetapapeles: al soltarlo, gira lentamente hasta el suelo como una semilla de arce. ¿Qué hace que caiga más despacio? Haz helicópteros de papel con alas más largas o más cortas, más clips o papel más grueso; déjalos caer desde una vara de medir y cronometra la caída. Anota cada caída, repite las pruebas y comprueba que cada prueba sea justa cambiando solo una cosa cada vez.
Objetivos de aprendizaje
- Planifica una prueba justa cambiando una variable y manteniendo las demás iguales
- Mide los tiempos de caída y anótalos en una tabla
- Repite las mediciones y calcula el promedio
- Describe cómo afectan la longitud de las alas y el peso al tiempo de caída
- Explica que la resistencia del aire frena los objetos que caen
Cómo usarlo
- 1Deja caer el helicóptero con alas de 8 cm y 1 clip tres veces. ¿Los tiempos son exactamente iguales? ¿Por qué no?
- 2Cambia solo la longitud de las alas a 6 cm y déjalo caer tres veces. Después, prueba con 10 cm y 12 cm.
- 3Observa el gráfico. ¿Qué ocurre con el tiempo de caída a medida que las alas se alargan?
- 4Mantén las alas a 8 cm y prueba con 0, 2 y 3 clips. Primero haz una predicción y luego compruébala.
- 5Prueba con cartulina en lugar de papel de impresora. ¿Un helicóptero más pesado cae más rápido o más despacio?
- 6Activa la línea de predicción. ¿Tus resultados coinciden con ella?
El modelo
Supuestos
- El helicóptero se recorta en papel: dos alas de 3 cm de ancho y un cuerpo de 3 cm × 8 cm. Cada clip tiene una masa de 0,5 g.
- Las alas giratorias actúan como un disco cuyo radio equivale a la longitud de las alas y cuyo coeficiente de arrastre es de 1,3. Esto produce velocidades de caída similares a las de los helicópteros de papel reales.
- Cada lectura del cronómetro incluye un pequeño error humano aleatorio al medir el tiempo, pero el mismo helicóptero y el mismo número de caída siempre dan la misma lectura.
- El helicóptero empieza a girar de inmediato y el aire está en calma. Los helicópteros reales sin clip pueden bambolearse o dar volteretas en vez de girar.
Pruébalo en clase
- Q1¿Por qué deberías dejar caer cada helicóptero más de una vez?
- Q2Un alumno cambió al mismo tiempo la longitud de las alas y el número de clips. ¿Por qué no es justa la prueba?
- Q3Un helicóptero tardó 2,4 s, 2,6 s y 2,5 s. ¿Cuál es el tiempo promedio?
- Q4¿Qué helicóptero permanecería más tiempo en el aire: uno con alas largas y sin clips, o uno con alas cortas y tres clips?
- Q5¿Cómo utilizan la misma idea las semillas de arce y de sicómoro?
Preguntas frecuentes
¿Por qué gira el helicóptero?
Al caer, el aire empuja hacia arriba por debajo de las alas. Como las alas están dobladas en direcciones opuestas, el empuje sobre cada ala es ligeramente lateral, y ambos empujes hacen girar el helicóptero. Las alas giratorias atrapan más aire y ralentizan la caída.
¿Por qué cae más despacio con alas más largas?
Al girar, las alas más largas barren un círculo de aire mayor, por lo que hay más resistencia del aire. También añaden algo de peso, pero la resistencia adicional del aire tiene un efecto mayor.
¿Por qué añadir un clip de papel?
El clip mantiene el peso abajo, así que el helicóptero permanece vertical y gira en lugar de dar tumbos. Demasiados clips lo hacen pesado, por lo que cae más rápido.