3. Forma y Función (9618)

ARCOS
¿Alguna vez ha visto un arco? Un arco luce como una U de cabeza. El arco ha sido usado por muchos años. Los arcos ayudan a soportar puentes y portales. Se usan para puertas, ventanas y para sostener techos y pisos. Los arcos Todavía se usan en muchas estructuras hoy en día.

PRE-PRUEBA
El propósito de la pre-prueba simplemente es exponer algo de información sobre estructuras y tener una idea del conocimiento que ya tienen. No importa cuántas preguntas respondan correctamente. La prueba sirve para sólo como punto de inicio.

1. El contorno (o forma) de una estructura dice mucho sobre su: (marque una)
• Color
• Historia
• Función
• Costo

2. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el arco es verdadera? (marque tantas como desee):
• Se invento recientemente
• Necesita asegurarse en la parte inferior
• No se pueden conectar entre si
• Puede soportar cargas pesadas
• Permite que pasen cosas por debajo
• Se puede construir sólo de bloques de piedras

3. El colapso de un puente cuando está cargado se relaciona mayormente con (marque una opción)
• Estabilidad
• Fuerza de los materiales.
• Color
• Simetría.

4.. ¿Cuál es la estructura más estable?
• Una torre alta con una base ancha
• Una torre pequeña con una base estrecha
• Una torre pequeña con base ancha
•Una torre alta con base estrecha.

5. ¿Cuál de los siguientes se usa frecuentemente para hacer a las torres más estables.
• Postes de teléfonos
• Bolsas de aire
• Pilares de concreto
• Cables

6. ¿Cual de las siguientes personas tendría más equilibrio si intentara caminar en la cuerda floja:
• Señor Smith: brazos largos y piernas pequeñas
• Señor Jones: brazos y piernas largas
• Señor Brown: brazos y piernas cortas
• Señor Green: brazos cortos y piernas largas

7. ¿Cuál de las siguientes figuras es la más rígida?
• Rectángulo
• Paralelograma
• Cuadrado
• Triángulo

8. Cuando se ejerce tensión sobre un objeto (marque una opción):
• Las fuerzas que jalan tratan de aplastarlo
• Las fuerzas que empujan tratan de aplastarlo
• Las fuerzas que jalan tratan de estirarlo
• Las fuerzas que empujan tratan de estirarlo

9. Cuando un objeto se comprime (selecciona uno):
• Las fuerzas que empujan tratan de aplastarlo
• Las fuerzas que jalan tratan de aplastarlo
• Las fuerzas que empujan tratan de estirarlo
• Las fuerzas que jalan tratan de estirarlo

10. Un soporte diagonal (selecciona uno):
• Es una forma flexible
• Es un marco de vigas rígido
• Es un tipo de fundación
• Está localizada en la punta de un edificio

ACTIVIDAD No 1

1. Solicite al docente el Kit de Lego sobre estructuras 9618.
2. Construya el modelo de arco 1.1 del manual de construcción 1, pero deténgase en el paso 1.

3. ¿Cuantos niveles de ladrillos haya lo largo del centro del arco?___________________
4. Coloque el arco parado. Con los dedos presione firmemente en el centro del arco.
Qué sucede? _______________________

5. Repetir este experimento con otra persona sosteniendo las bases del arco.
6. ¿Qué sucede? _______________________
7. ¿Por qué? __________________________

8. Continúe construyendo el arco con el paso 2.

9. ¿Cuántos niveles de ladrillos haya lo largo del centro del arco ahora?
10. Coloque el arco parado Con los dedos presione firmemente en el centro del arco.
¿Qué sucede? ______________________________________________________________________
11. ¿Qué modelo de arco era el más fuerte?
O primero O segundo.
12. Porqué? ___________________________________________________________________________



ACTIVIDAD No 2

Ahora exploremos como los arcos trabajan juntos. Construya el modelo 1.2 del manual de construcción, pero deténgase en el paso 1. En este momento debe lucir como una Y.

1. Coloque el modelo en forma de Y de cabeza sobre la mesa. Presione firmemente en la parte central del modelo
2. ¿Qué sucede? __________________________________________________
3. Construya el paso número 2.
4. Coloque el modelo de cabeza nuevamente y presione como antes
¿Qué sucede esta vez? ___________________________________________________________
¿Por qué? ______________________________________________________________________
5. Termine de construir el modelo
6. Coloque el modelo de pie otra vez. Presione el modelo en diferentes partes a lo largo de la parte superior. Observe atentamente ¿Qué observa? _______________________________________________________



MAS ARCOS
Los puentes pueden construirse con diferentes tipos de materiales. Materiales permiten a los ingenieros diseñar puentes con distintas formas. Investiguemos como la forma de un puente construido con diferentes materiales afecta su función.

ACTIVIDADES No 3 y No 4


1. Construya una sección del modelo 1.3 tal como se muestra en el paso 1 del manual de construcción 1.
2. Coloque la sección en el borde con la plataforma azul mirando hacia arriba. Presione suavemente en la plataforma azul. Observe la fuerza en la lámina de plástico en el borde.
3. Continúe construyendo el paso 3 para terminar el modelo de un puente con una viga recta.
4. Tome el modelo con cuidado por el centro y presione hacia abajo con la mano. ¿Qué sucede a medida que presiona cada vez más fuerte? ______________________________________________________

5. Desarme el modelo. Ahora construya el puente con arco tal como se muestra en el modelo 1.4 del manual de construcción.


6. Tome el centro del modelo del arco y presiónelo hacia abajo con la mano. ¿Este modelo es más fuerte o más débil que el primero? __________________
¿Por qué? ________________________________________________________
7. Retire el modelo del arco de la plataforma verde y colóquelo verticalmente en el escritorio.
¿Qué cree que pasará si presiona otra vez en el centro? ________________
_______________________________________________________________________
8. Presione en el centro y explique lo que sucede _____________________
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QUE HAS APRENDIDIO
Un arco es: •un figura más fuerte • una figura más débil que una viga recta
¿Por qué? ____________________________________________________________
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2. Los Puentes

LOS PUENTES. CLASIFICACIÓN.
Los puentes son estructuras que los seres humanos han ido construyendo a lo largo de los tiempos para superar las diferentes barreras naturales con las que se han encontrado y poder transportar así sus mercancías, permitir la circulación de las gentes y trasladar sustancias de un sitio a otro.
Dependiendo el uso que se les dé, algunos de ellos reciben nombres particulares, como acueductos, cuando se emplean para la conducción del agua, viaductos, si soportan el paso de carreteras y vías férreas, y pasarelas, están destinados exclusivamente a la circulación de personas.

LOS PUENTES Y SUS FORMAS
Las formas que adoptan los puentes son tres, que, por otra parte, están directamente relacionadas con los esfuerzos que soportan sus elementos constructivos. Estas configuraciones son:

PUENTES DE ARCO.
Están constituidos básicamente por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero (arco bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero (arco sobre tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción.



Actividad: Dibuje o pegue en el cuaderno imágenes de puentes de arcos que demuestren sus diferentes usos (Acueductos, viaductos y pasarelas).

Proyecto para realizar en clase.

PROYECTO 1: CONSTRUCCIÓN DE UN PUENTE DE ARCO CON PAPEL.
Herramientas:
Tijeras
Regla
Lápiz

Materiales:
Papel
Cartón
Cartulina
Pegante

Proceso:

El barrio San Francisco primer sector se encuentra dividido del segundo sector por la quebrada Limas. es necesario crear mas rutas de acceso debido al creciente flujo vehicular y de personas durante los últimos años. diseñe un puente en forma de arco que permita el flujo de vehiculos y personas por la parte superior del puente y por la parte inferior pueda circular la quebrada sin ningun problema.

El proyecto consiste en realizar un puente de arco que este fabricado con papel, cartón o cartulina. La viga y pilares del puente pueden ir reforzados interiormente con un trozo de cartón, además debe soportar el peso de minimo 5 cuadernos. La figura es sólo un ejemplo, el grupo puede realizar el diseño que desee siempre y cuando represente un puente en forma de arco. (Utilizar material de reciclaje)





Nota: para la evaluación del proyecto se tendrá en cuenta:
- Utilización de materiales de reciclaje.
- Diseño del proyecto.
- Trabajo en equipo.
- Dejar el sitio de trabajo ordenado y limpio.

Pos-Prueba
Después de desarrollar el taller conteste las siguientes preguntas en el cuaderno.

1. Qué es una estructura? ___________________________________
_____________________________________________________________
2. Qué es un puente? ________________________________________
_____________________________________________________________
3. Qué es un puente de Arco? ________________________________
_____________________________________________________________
4. Describa como fue el proceso para la elaboración del puente _
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
5. Qué fue lo que más se dificulto en la elaboración del puente :___
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
6. Qué fue lo más fácil de realizar en el proyecto del puente: _
_____________________________________________________________
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7. Por qué utilizar un puente en forma de arco para solucionar
el problema planteado ? _____________________________________
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1. Estructuras

Es toda construcción destinada a soportar su propio peso y la presencia de acciones exteriores (fuerzas, momentos, cargas térmicas, etc.) sin perder las condiciones de funcionalidad para las que fue concebida.

¿PARA QUÉ SIRVEN LAS ESTRUCTURAS?
La estructura que construye el hombre tiene una finalidad determinada, para la que ha sido pensada, diseñada y finalmente construida.

Podemos hacer un análisis en función de la necesidad que satisface:

Soportar peso:
Se engloban en este apartado aquellas estructuras cuyo fin principal es el de sostener cualquier otro elemento, son los pilares, las vigas, estanterías, torres, patas de una mesa, etc.



Salvar distancias:
su principal función es la de esquivar un objeto, permitir el paso por una zona peligrosa o difícil, son los puentes, las grúas, teleféricos, etc.



Proteger objetos:
Cuando son almacenados o transportados, como las cajas de embalajes, los cartones de huevos, cascos, etc.



Para dar rigidez a un elemento:
Son aquellos en que lo que se pretende proteger es el propio objeto, y no otro al que envuelve, por ejemplo en las puertas no macizas el enrejado interior, los cartones, etc.