Robótica Educativa usando LEGO Mindstorms Education XT Base Set

Robótica Educativausando LEGO Mindstorms

Education XT Base SetDr. Omar Meza

Departamento de Ingeniería MecánicaUniversidad Interamericana de Puerto Rico

+EstándaresCiencias 8vo Grado

• 8.5 Materia: Manifestaciones de EnergíaConductores y aisladores

• E.8.1.4 Establece diferencia entre materiales conductores y aisladores.

Ley de inercia y movimiento• C.8.5.1 Explica la ley de inercia.• C.8.5.2 Explica la ley de movimiento

Conexiones• I.8.1.3 Describe las Leyes del Movimiento de Newton

y cómo se relacionan con el reposo, la fuerza, la masa y la aceleración.

• I.8.1.4 Describe las causas del movimiento.• I.8.2.2 Identifica las fuerzas que producen cambio en

el movimiento como fricción, empuje y gravitacional.

Conductores y AisladoresPencil Graphite

+Conductores

• Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

+Conductores

+Conductores

+Aisladores

• Aisladores o malos conductores, son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy alta. Los mejores aisladores eléctricos son madera, plástico, vidrio, goma, hormigón, etc.

+Aisladores

+Aisladores

+Circuito Eléctrico

• Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada permiten el paso de electrones.

• Está compuesto por:– GENERADOR o ACUMULADOR.– HILO CONDUCTOR.– RECEPTOR o CONSUMIDOR.– INTERRUPTOR.

• El sentido real de la corriente va del polo negativo al positivo. Sin embargo, en los primeros estudios se consideró al revés, por ello cuando resolvamos problemas siempre consideraremos que el sentido de la corriente

+Circuito Eléctrico

+Circuito Eléctrico

+Pencil Graphite

• El grafito es un conductor eléctrico. Es un semimetal

+

Actividad 1‘‘Construcción de Pencil Resistor”

Pencil Resistor Circuit

+ MATERIALES

Reemplazar por bombillas del Set LEGO Mindstorms

+

Construir la cajita para las baterías

+

Cortar el lápiz a la mitad, de modo que se vea el carboncillo

+

Conectar un extremo del lápiz con el clip aligator

+

Construir el siguiente circuito

+

Realizar las pruebas respectivas

+

Actividad 2“Comprobar en un

circuito, si la longitud de un carboncillo

afecta la luminosidad de un bombillo”

+

1. Conocer los componentes de un circuito eléctrico.

2. Construir un circuito eléctrico.3. Comprobar que la longitud de un

carboncillo de lápiz efectúa el paso de los electrones en un circuito.

Objetivos

+

1. Los bombillos de LEGO Mindstorms (Caja Blanca)

2. 3 baterías AA3. Lápiz4. Regla, tijeras, pega caliente, cuchillas,

etc5. Clips aligators6. Cables

Materiales

+

1. Construir el Circuito2. Probar como funciona el Circuito3. Comprobar en un circuito, si la longitud

del carboncillo afecta la intensidad de la luz en un bombillo.

Construir y Probar el Circuito

+Resultados

• Los datos a recolectar son cualitativosLongitud Luminosidad del Bombillo

Corta

Mediana

Larga

+EstándaresCiencias 8vo Grado

• 8.5 Materia: Manifestaciones de EnergíaLey de inercia y movimiento

• C.8.5.1 Explica la ley de inercia.• C.8.5.2 Explica la ley de movimiento

Conexiones• I.8.1.3 Describe las Leyes del Movimiento de Newton

y cómo se relacionan con el reposo, la fuerza, la masa y la aceleración.

• I.8.1.4 Describe las causas del movimiento.• I.8.2.2 Identifica las fuerzas que producen cambio en

el movimiento como fricción, empuje y gravitacional.

Cantidad de Movimiento

Bola de Golf

+Las Leyes de Newton

• 1era Ley : Ley de inercia– Todo cuerpo permanece en su estado

de reposo o movimiento uniforme a menos que sobre él actúe una fuerza externa.

• 2da Ley : Definición de fuerza– La fuerza es igual a la masa por la

aceleración producida en el cuerpo.• 3era Ley : Ley de acción-reacción– Por cada acción hay una reacción

igual y de signo opuesto.

+Introducción

La expresión “cantidad de movimiento” suena extraña porque hasta el mismo movimiento no existe hasta tanto no se vea el objeto moverse de un lugar a otro o rotar sobre un eje. Generalmente se asocia movimiento con velocidad. Otro parámetro asociado a la cantidad de movimiento es la masa. Esto significa que a mayor masa mayor cantidad de movimiento. De igual forma si se aumenta la velocidad también aumenta la cantidad de movimiento.

v.m=P

Cantidad de Movimiento

La unidad de la cantidad de movimiento en el Sistema Internacional es el kg.m/s ó g.cm/s

+

Actividad 3“Cantidad de Movimiento”

+

1. Comprobar que la velocidad afecta a la cantidad de movimiento.

Objetivos

+

1. LEGO Mindstorms (Caja Azul)2. Bolas de Golf

Materiales

+

1. Construir el lanzador2. Probar como funciona el Lanzador3. Comprobar experimentalmente como se

cumple la ecuación de cantidad de movimiento.

Construir y Probar el Lanzador

+Construir el Lanzador

+Experimento

1.Colocar dos bolas A y B de golf juntas a una corta distancia.

A B

+Experimento

2. Lanzar la tercera bola C.

C

+Experimento

3. Medir la distancia recorrida por B

C A

B

+Experimento

4. Repetir el experimento a una distancia media y larga

+Resultados

Distancia Velocidad Distancia Recorrida

Cantidad de Movimiento

Corta

Media

Larga

• Los datos a recolectar son cualitativos