Equilibristas

Esta propuesta de actividad STEAM gira en torno al centro de masas de un cuerpo. Peques y no tan peques podremos disfrutar de equilibrios en apariencia imposibles y descubrir, jugando la ciencia, qué se esconde detrás de que un objeto se caiga o no

¡Hoy podremos hacer física e ingeniería construyendo unos muñecos que se podrán sostener y bailar sobre la punta de nuestro dedo!

¿Qué necesitamos?

  • 4 palos de helado  (depresores)
  • Pegamento fuerte o pistola de silicona
  • Plastilina
  • Material variado para decoración: papeles y cartulinas de colores, limpiapipas, cintas de colores, lanas, telas, ojitos, papel de aluminio, rotuladores… ¡cualquier cosa que nos motive servirá!
  • Pegamento o cinta adhesiva

Preparativos

Las familias crearemos el muñeco previamente, pegando los palos de helado (1) de la siguiente manera:

  1. Cogiendo uno de los palos en posición vertical, le pegaremos un palo por la parte de atrás (2) y otro por delante (3), haciendo de piernas del muñeco.
  2. Pegamos el último palo (4) en posición horizontal en el tercio superior al palo principal, simulando los brazos. Si tenemos palos de helados de diferente tamaño, se podría utilizar unos más pequeño para este cometido.
  3. Una vez esté preparado el muñeco, lo pondremos sobre la mesa junto con el resto de materiales, creando una bonita provocación que invite a comenzar la actividad.

¡¡Manos a la ciencia!!

Como veremos, al apoyar el extremo del palo sobre el dedo, el muñeco se caerá.

Reto: ¿Podríamos convertir a nuestro muñeco en un equilibrista profesional y hacer que se mantenga sobre nuestro dedo utilizando plastilina? Eso sí, no la podemos poner sobre nuestro dedo o sobre el culete del muñeco.

Posible solución: ¿Y si le ponemos zapatos al muñeco con dos bolas de plastilina? ¿Se mantendrá en equilibrio? ¿Qué pasará si le ponemos guantes? ¿Y si le ponemos solo uno?

Podemos decorar nuestro equilibrista y jugar con él, probando a posarlo sobre distintas superficies, aumentando o disminuyendo la masa de las bolas de plastilina, cambiando el lugar donde se encuentran, etc.

Para seguir experimentando

Existen multitud de experimentos relacionados con el equilibrio y el centro de masas con los que poder maravillarnos. Os dejamos algunas ideas:

Esculturas cinéticas

Con tan solo plastilina y algún soporte como palos, palillos, lápices…podemos crear esculturas cinéticas sorprendentes. 

Lata en equilibrio

¿Podrías mantener una lata en equilibrio apoyando solo el canto? ¿Sabes cuál es el truco?

Efectivamente, ¡jugar nuevamente con el centro de masas! Para ello, llenaremos la lata de agua hasta una cuarta parte de la misma. Podrás ir echando agua y experimentando hasta que encuentres el punto exacto en el cual la lata se sostiene.

Tenedores equilibristas

Y ahora, otro reto ¿podríais mantener en equilibrio dos tenedores sobre un palillo?

Solo tenemos que enganchar los dientes del tenedor e insertar dentro un palillo. Si no te sale a la primera, ten paciencia, lo acabarás consiguiendo.

¿Qué está pasando?

Como hemos visto, al apoyar el extremo del palo sobre el dedo, el muñeco se cae… Sin embargo, al ponerle los zapatos de plastilina… ¡se mantiene estable en equilibrio!

¿Por qué ocurre esto? Al ponerle peso en los pies, hemos conseguido desplazar su centro de masas hacia abajo, en concreto por debajo del punto donde se está apoyando, su base de sustentación.

Pero… ¡espera, espera! ¿Qué es eso del centro de masas?

El centro de masas de un objeto es el punto imaginario donde se “concentran” todas las fuerzas que actúan sobre él; en este caso, la fuerza de gravedad que estaría tirando del muñeco hacia el suelo.

Ahora imagínate que dibujamos una línea recta perpendicular al suelo que atraviesa el centro de masas ¿Atraviesa nuestra línea también el punto de apoyo? Si la respuesta es que sí, el objeto se encuentra en equilibrio (posición 1).

Aunque, realmente, es más complicado que esto; si el centro de masas está encima del punto de apoyo, decimos que es un equilibrio inestable y, en cuanto haya la más mínima perturbación (en nuestro experimento, el propio aire), el objeto dejará de estar en equilibro (posición 2) y se caerá.

Cuanto más bajo se encuentra el centro de masas de un objeto, su estabilidad será mayor y hará falta una perturbación mayor para hacerlo caer.

Pero… ¿qué ocurre cuando conseguimos situar el centro de masas por debajo del punto de apoyo, como hemos hecho en este experimento? En este caso, habremos conseguido un equilibrio hiperestable, y el muñeco finalmente consigue mantenerse en equilibrio sin caerse.

Esto lo saben muy bien los funambulistas, que utilizan una barra más pesada en los extremos para que baje el centro de masas y puedan mantener mejor el equilibrio.

La Universidad para peques/ Universidá pa guah.es / Children’s University es un proyecto de la Universidad de Oviedo, que cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología – Ministerio de Ciencia e Innovación, Caja Rural de Asturias y Lacera.