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Puente de madera de balsa

La construcción de puentes de madera de balsa como parte de una unidad sobre estática , estructuras, fuerzas u oficios de la construcción es utilizada por los profesores para ha...

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La construcción de puentes de madera de balsa como parte de una unidad sobre estática , estructuras, fuerzas u oficios de la construcción es utilizada por los profesores para hacer que el entorno de aprendizaje sea práctico y para dar a los estudiantes un ejemplo del mundo real del material cubierto en clase.

La construcción de puentes de madera de balsa se utiliza a menudo como tecnología educativa . Puede ir acompañada de un proyecto más amplio que abarque diversas áreas de estudio.

Por lo general, las clases que incluyen la construcción de un puente de madera de balsa abarcan las áreas de física , ingeniería , equilibrio estático o construcción, aunque también puede realizarse independientemente de cualquiera de estas materias. La construcción de un puente de madera de balsa puede llevarse a cabo después de completar una sección o unidad sobre un tema relacionado, o bien, el proceso de diseño y construcción puede servir para guiar a los estudiantes hacia una mejor comprensión del área temática deseada.

Requisitos

Aunque existe una gran variedad entre los diferentes proyectos de puentes de madera de balsa, los estudiantes generalmente intentan construir un puente que pueda soportar el mayor peso posible antes de colapsar. A menudo se aplican otras restricciones, pero estas varían mucho de un concurso a otro. Algunos ejemplos de requisitos son:

  • restringiendo la masa máxima del puente
  • que requiere un lapso mínimo
  • que requiere una altura mínima de la calzada
  • restringiendo las dimensiones físicas del puente
  • restringiendo el tamaño de las piezas individuales de madera de balsa
  • limitando la cantidad de pegamento o madera de balsa que se puede utilizar
  • que requiere una calzada transitable que permita el paso de un vehículo de tamaño especificado.
  • restringir la forma en que se colocan las piezas en el puente (por ejemplo, no se permiten piezas de unión paralelas).

Pruebas

Un puente de madera de balsa se rompió tras soportar una masa de 40,4 kg (89 lb) . El fallo de todo el puente fue consecuencia del fallo únicamente de la calzada .  

Los puentes suelen someterse a pruebas aplicando una fuerza hacia abajo. La forma y el punto de aplicación de la fuerza varían de una competición a otra. Existen dos métodos comunes para aplicar la fuerza de prueba al puente:

  • Se puede colgar un recipiente (como un cubo de basura ) del puente y cargarle pesos conocidos hasta que el puente se rompa. El evaluador también podría añadir lentamente agua o arena al recipiente hasta que el puente se rompa y luego pesarlo, lo que proporcionaría una forma más precisa de determinar la fuerza de ruptura.
  • Mediante un dispositivo de ensayo mecánico o neumático que ejerce una fuerza creciente sobre el puente hasta que este se rompe. Si se utiliza dicho dispositivo, suele estar equipado con un sistema para recopilar automáticamente datos de fuerza, como un sensor de presión o una célula de carga conectada a un ordenador. Este método es más preciso para medir puentes con una estructura secundaria que resulta ser más resistente que la estructura principal. Además, causa menos daños al puente, cuya estructura suele permanecer intacta, ya que la carga se libera automáticamente al producirse la rotura.

De los dos métodos, el del contenedor colgante proporciona, con diferencia, el efecto más dramático. Las pruebas con una prensa neumática o un pistón suelen completarse en cuestión de segundos. Los puentes excepcionalmente resistentes pueden tardar hasta treinta minutos en probarse, ya que se añade peso (a menudo se utiliza una combinación de pesas de acero y arena) al contenedor suspendido. [ 1 ]

Puntuación y calificación

Tanteo

Existen dos formas principales de puntuar las competiciones de puentes de madera de balsa. Una consiste simplemente en medir el peso que cada puente puede soportar. La segunda se basa en la eficiencia estructural, que suele expresarse como una relación resistencia-peso. El método basado únicamente en el peso es más eficaz cuando los participantes construyen con un conjunto específico de materiales y se espera que utilicen todos los disponibles. El método de relación resistencia-peso es más adecuado cuando se espera que los participantes utilicen sus materiales de la forma más eficiente posible.

Calificación competitiva

La evaluación competitiva compara el desempeño de cada puente con el de los puentes construidos por otros participantes para determinar una calificación. Al puente con la puntuación más alta se le asigna la calificación numérica máxima (por ejemplo, 100%), mientras que al puente con la puntuación más baja que aún cumple con todas las especificaciones básicas se le asigna la calificación mínima (por ejemplo, 70%). [ 2 ]

Este método garantiza que algunas puntuaciones serán altas incluso si la calidad general de los puentes es baja. A la inversa, también garantiza que algunas puntuaciones serán bajas, incluso en situaciones donde todos los puentes son de alta calidad.

Calificación basada en estándares

La evaluación basada en estándares establece ciertos criterios que deben cumplirse para obtener una calificación determinada. Un ejemplo de evaluación basada en estándares sería que todos los puentes que soportan 50 kilogramos (110 lb) obtienen la calificación completa; los puentes que soportan 25 kilogramos (55 lb) obtienen la mitad de la calificación, y los puentes que soportan menos de 10 kilogramos (22 lb) no obtienen ninguna calificación.   

Este método permite que cada puente pueda obtener la máxima puntuación si cumple con los estándares. En situaciones de escasa competencia, este método conlleva el riesgo de que muchos competidores no reciban ninguna puntuación.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Concurso de construcción de puentes de balsa de física
  2. ↑ "Concurso de puentes de balsa de la escuela secundaria Canyon" . Archivado del original el 18 de mayo de 2008. Consultado el 14 de mayo de 2008 .
  • Barron, BJ, Schwartz, DL, Vye, NJ, Moore, A., Petrosino, A., Zech, L., et al. (1998). Hacer con comprensión: Lecciones de la investigación sobre el aprendizaje basado en problemas y proyectos. The Journal of the Learning Sciences, 7, 271–311.
  • Dods, RF (1997). Un estudio de investigación-acción sobre la efectividad del aprendizaje basado en problemas para promover la adquisición y retención de conocimientos. Journal for the Education of the Gifted, 20(4), 423–437.
  • Schneider, RM, Krajcik, J., Marx, R., & Soloway, E. (2002). Rendimiento de los estudiantes en aulas de ciencias basadas en proyectos en una medida nacional de rendimiento científico. Journal of Research in Science Teaching, 39(5), 410–422.
  • BalsaBridge.com Fotos, récords y consejos del concurso que se celebra anualmente desde 1980 en la escuela secundaria regional Notre Dame en Vancouver, Columbia Británica.