La naturaleza es una fuente inagotable de inspiración para la ingeniería. Observando como vuelan las semillas o como se mueven ciertos animales, aprendemos a crear máquinas más eficientes y a comprender mejor las leyes del movimiento y del aire. En esta actividad construiremos un helicóptero de papel inspirado en las semillas voladoras de algunos árboles, para descubrir como la forma y el aire trabajan juntos para hacer posible el vuelo.
Esta microsecuencia está inspirada en los materiales educativos de la NASA, disponibles en https://www.jpl.nasa.gov/edu/resources/project/make-a-paper-mars-helicopter-2/.
Se respetaron los recursos infantiles de la NASA, adaptándolos y empleándolos exclusivamente con fines educativos, de acuerdo con sus condiciones de uso. El logotipo, el sello y el emblema oficiales de la NASA están protegidos y no deben emplearse sin autorización ni asociarse a actividades comerciales o de promoción.

Imaxe

Cesta de materiales

Presiona en los puntos interactivos de la imagen.

Manos a la obra

Paso 1

 

Observamos la naturaleza

1. Muestra imágenes o vídeos de semillas que “vuelan” (sámaras de arce, fresno, pino, etc.). Formula estas preguntas al alumnado:

• ¿Por que giran las semillas cuando caen?
• ¿Qué ventaja tiene moverse despacio?

   2. Explica que la forma de las semillas les permite utilizar el aire para desplazarse más lejos del árbol madre, aumentando así sus posibilidades de germinar.

 

 Paso 2

 

Un poco de ayuda

A partir del modelo

1. Prepara el papel:
Usa una plantilla impresa o la dibuja en una hoja de papel. Precisarás unas tijeras y cinta adhesiva.

2. Tala a plantilla:
Recorta la figura siguiendo las líneas de puntos.

3. Dobla las aspas:
Las aspas marcadas con diagonales en tonos azul y blanco deben doblarse en direcciones contrarias siguiendo las líneas continuas.

4. Da rigidez al cuerpo:
Dobla la solapa del lado contrario hacia arriba. Esto le acercará más rigidez y ayudará la que el helicóptero vuele de manera más estable.

5. Forma el cuerpo:
Dobla los paneles situados a los lados del logotipo de la Xunta de Galicia hacia el centro. De este modo formarás el cuerpo del helicóptero.

Paso 3

 

Experimentamos

• Suelta el helicóptero desde una altura fixo.
• Observa se gira, como cae y cuanto tarda en llegar al suelo.
• Registra los resultados.
• Repite el proceso.

Una vez que pruebes el vuelo, realiza algunas modificaciones en tu helicóptero: le añade peso, se lo quita o construye nuevos modelos empleando diferentes materiales.

Tips docentes

Los tips del profesorado son pequeñas ayudas para desarrollar la estrategia educativa de forma idónea.

Consejos metodológicos

 Observación de las semillas voladoras

Muestra a tu alumnado semillas de arce o de fresno para que puedan observar como vuelan. Si no es posible conseguir ejemplares reales, se pueden emplear vídeos disponibles en la red que muestren su movimiento. Esta actividad les ayudará a entender como ciertos elementos naturales aprovechan el aire para desplazarse.

 Explica un poco el fenómeno

Explíca que la forma de las semillas permite aprovechar el aire para desplazarse más lejos del árbol madre, aumentando así sus posibilidades de germinar en otro lugar. Relaciona esta idea con el funcionamiento del helicóptero de papel, que también utiliza el aire para girar y frenar su caída, imitando el comportamiento de estas semillas.

 Supervisa los pasos de construcción.
Es fundamental que el alumnado recorte y doble correctamente las alas del helicóptero. Una mínima diferencia en el ángulo o en la simetría puede alterar el giro y dificultar la observación del fenómeno.

 Verifica el equilibrio del modelo.
Comprueba que el clip o el peso estén bien centrados en la parte inferior. Si el helicóptero cae torcido o no gira, suele deberse la un desequilibrio en el peso.

 Explica visualmente las fuerzas.
Antes de lanzar los helicópteros, muestra con un esquema o con un gesto como actúan la gravedad, la resistencia del aire y la sustentación. Esto ayudará al alumnado a comprender que deben observar durante la experiencia.

 Favorece la observación activa.
Pide al alumnado que repita varias veces cada prueba, registrando tiempos y comportamientos. Así podrán reconocer patrones y diferenciar entre resultados casuales y consistentes.

 Relaciona con la naturaleza.
A ser posible, muestra semillas aladas (de arce, fresno u otras) o vídeos de su caída. Conectar el experimento con un fenómeno real aumenta la comprensión y el interés.

 (Opcional) Inicia una pequeña investigación científica. 

Si la actividad resulta motivadora para el alumnado, puede servir como punto de partida para una investigación científica en el aula o en el club de ciencia.

Anima tu alumnado a aplicar el principio de variación controlada, modificando solo una variable en cada experimento —por ejemplo, el peso, el tamaño o el ángulo de las a las— para observar como influye en el comportamiento del helicóptero.

Tras cada prueba, pueden registrar los tiempos de caída y la estabilidad del vuelo, comparar los resultados y analizar nuevos diseños.
De este modo, el grupo pasará de una simple experiencia manipulativa la una indagación científica completa, en la que formulará hipótesis, experimentará y extraerá conclusiones sobre el efecto del peso, de la forma y de la inclinación de las alas.

Invitar al alumnado a reflexionar sobre estas conexiones fomenta el pensamiento científico y la creatividad, reforzando la idea de que la observación del contorno natural es una fuente inagotable de innovación.

Explicación científica

En esta microsecuencia se proponen un experimento sencillo que permite observar principios físicos fundamentales asociados al movimiento, a la acción del aire y a la gravedad, mediante un modelo inspirado en procesos naturales.

La gravedad atrae el helicóptero hacia abajo, mas la configuración de las a las dobladas hace que el aire ejerza fuerzas en sentidos contrarios sobre cada lado, generando un par de torsión que produce el giro del dispositivo. Este movimiento rotatorio incrementa la resistencia aerodinámica y reduce la velocidad de caída.

Durante la rotación, las pás impulsan el aire hacia abajo; en respuesta, el aire ejerce una fuerza hacia arriba, de acuerdo con la Tercera Ley de Newton. Esta fuerza, conocida como sustentación, no es suficiente para contrarrestar completamente el peso del helicóptero, pero sí disminuye su aceleración de descenso.

El resultado es un movimiento estable y controlado, semejante al de las semillas aladas de algunas especies vegetales, que emplean esta misma estrategia aerodinámica para dispersarse con el viento.

Este fenómeno ofrece al alumnado a oportunidad de visualizar la interacción entre fuerzas gravitatorias y aerodinámicas, comprender el papel del aire en la sustentación de los cuerpos en movimiento y explorar la relación entre los principios de la física y el diseño bioinspirado.

Tu clase en un clic

Implementa esta microsecuencia en tu aula Moodle (Descarga disponible en gallego o castellano ).

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