Cómo hacer un coche impulsado por globos

Introducción

¿Qué hace que un automóvil avance? ¿Y un cohete? ¿Cómo se pone en movimiento algo tan masivo? Aunque el combustible, como la gasolina, es probablemente su respuesta, hay algo de física detrás de por qué funciona la quema de ese combustible. La tercera ley de Newton dice que por cada acción hay una reacción igual pero opuesta. Para revisar la tercera ley de Newton antes de comenzar, eche un vistazo a esta lección: Tercera ley de movimiento de Newton: ejemplos de la relación entre dos fuerzas.

Para comprender cómo se aplica esto al movimiento, veamos el ejemplo del automóvil. Cuando el combustible se quema, crea una fuerza que empuja hacia atrás. La fuerza igual pero opuesta empuja el automóvil hacia adelante. Hoy, crearemos un modelo de esto usando un globo y una botella como automóvil y explicaremos cómo se aplica la tercera ley de Newton.

Materiales

• 1 globo
• 1 botella de plástico de 20 onzas (sin tapón)
• Cinta adhesiva
• tijeras
• 1 pajita
• 2 brochetas de madera
• 4 tapas de botellas de plástico
• 1 esponja
• Metro de madera

Pasos

1. Empiece pegando el globo a la pajita y sellándolo con cinta adhesiva. Es importante conseguir un buen sellado.

¡¡Consejo de Seguridad!! Pídale a un adulto que le ayude a perforar la botella; las tijeras pueden estar afiladas.

2. Haz dos agujeros en la botella. Uno a 2 ” de la parte superior de la botella y el otro a 2 ” del fondo de la botella.

3. Repita el paso 2 en el otro lado teniendo cuidado de que los agujeros queden alineados.

4. Corte aproximadamente 1/2 pulgada del fondo de la botella.

5. Haga un agujero en la parte superior de la botella a unas 3 pulgadas de la parte superior.

6. Corte la esponja en cuatro pequeños cuadrados que quepan dentro de las tapas de las botellas cuando estén comprimidos.

7. Inserte cada trozo de esponja en las tapas.

8. Desliza cada brocheta a través de los agujeros de las botellas para que tengas dos ejes en tu auto.

9. Pegue las brochetas en las esponjas dentro de las tapas de las botellas para sujetar las ruedas.

10. Deje que el globo permanezca fuera de la botella e inserte el otro extremo de la pajilla en el agujero en la parte superior de la botella. Deje que la pajita se extienda por el fondo de la botella.

Configuración del experimento

11. Ahora es el momento de probar su automóvil. Asegúrese de marcar su punto de partida para que pueda medir qué tan lejos viaja su automóvil. Infla el globo y déjalo ir.

12. Mide lo lejos que viajó tu auto. Puede inflar el globo más grande o más pequeño y ver cómo afecta la distancia recorrida.

Solución de problemas

Su globo debe estar bien sujeto a la pajita. Asegúrese de que no haya fugas en su sello. También asegúrese de que haya suficiente espacio en los agujeros de la botella para que giren las brochetas. El movimiento debe ser suave porque si los pinchos se atascan, su automóvil no llegará muy lejos.

Preguntas de discusión

¿Qué sucedió cuando soltó el aire en el globo?

¿Qué fuerzas impulsaron el automóvil hacia adelante?

¿Cómo crees que cambiar el tamaño del globo afectaría el movimiento del automóvil?

Cómo funciona

En nuestro ejemplo, no estábamos usando combustible como un automóvil, pero teníamos una fuerza aplicada que actuaba sobre el automóvil. El aire siempre quiere moverse de alta a baja presión para igualar la presión y crear un equilibrio. Los gradientes de presión del aire también afectan los patrones climáticos de manera similar. Puede obtener más información sobre los cambios en la presión del aire en esta lección: Lección de presión de aire alta y baja para niños.

Dado que la presión del aire era más alta dentro del globo, el aire quería escapar al exterior. Cuando soltó el globo, el aire salió corriendo. Este movimiento creó una fuerza que apuntó en dirección opuesta al automóvil. Entonces, ¿cómo empujó esa fuerza el globo hacia adelante si va en la dirección opuesta?

Volvamos a la tercera ley de Newton. Para cada acción, hay una reacción igual pero opuesta. Entonces, hubo una fuerza de reacción que empujó el automóvil hacia adelante.

La fuerza de reacción impulsa el automóvil hacia adelante.

Cuanto mayor sea la fuerza de acción, mayor será la fuerza de reacción y, por lo tanto, el automóvil viajará más lejos. Entonces, a medida que el globo se agranda, hay más aire y una mayor fuerza de acción, por lo que el automóvil viaja más lejos. Si todavía está interesado en la tercera ley de Newton, también puede probar este experimento: Experimento de la tercera ley del movimiento de Newton.