JUGUETES CIENTÍFICOS Y ARTILUGIOS CURIOSOS




Los juguetes científicos y artilugios curiosos tienen un gran potencial didáctico a la hora de motivar a los niños y niñas en el estudio de los principios científicos que involucran. En esta nota descubriremos el por que y todos sus beneficios.  

Seguramente la primera pregunta que nos invade al pensar en juguetes científicos es si son "divertidos". Y la respuesta es si, los juguetes científicos y los artilugios curioso son divertidos!
Pero en todo esto hay una variable con la que no hemos contado y es el sistema educativo aún emplea un sistema de enseñanza pasivo, donde el alumno solo escucha un discurso en el que en ningún momento intervienen o lo experimentan. Y entonces ¿cómo podemos entender que es una reacción química si no podemos verla o mejor aún provocarla?. No debemos olvidar que el principal método de aprendizaje de los niñ@s es el juego y a través de el investigan, exploran, experimentan y al final aprenden.

Los juguetes científicos vienen a cubrir estas necesidades, ya que de su juego resulta un aprendizaje activo que necesita de la implicación de los niñ@s para conseguir los resultados deseados; y es así como estos juegos consiguen dos de sus objetivos: entretener y al mismo tiempo el aprendizaje de nuevos conceptos. 

Con este tipo de juguetes se busca desarrollar diversas habilidades y conocimientos sobre los seres vivos y su medio ambiente, los materiales y sus propiedades o los procesos físicos como son la electricidad, el magnetismo, el sonido… . Necesitamos despertar en los niños el interés por el mundo que les rodea. Cuando observan a los animales y las plantas se mejora su comprensión sobre las necesidades de la vida, fomentando así el respeto por los seres vivos y alimentando su interés por el medio ambiente.

En especial los juguetes científicos fomentan y desarrollan:
  • Pensamiento crítico 
  • Pensamiento científico (porqué, cuando…) 
  • Desarrollar la Destreza del Pensamiento Lógico
  • Mejorar la Capacidad de Observación 
  • Predicción (investigar, experimentar, identificar…) 
  • Interpretación (llegar a conclusiones, buscar patrones…) 
  • Comunicación (informar a otros de los hallazgos, preguntar…)  
  • Fomentar su curiosidad natural
  •  Mejorar la Capacidad para Resolver Problemas       
  • Afianzar la Imaginación
Todas estas habilidades están estrechamente relacionadas con los procesos de aprendizaje de las matemáticas y la ciencia, y con distintos aspectos del lenguaje y de la escucha activa. Además son una herramienta excepcional como apoyo escolar ya que suponen un acercamiento positivo hacia el aprendizaje.

Aquí les proponemos algunos juguetes y artilugios interesantes:

Lámpara de lava

El primer modelo fue creado en 1963 por Edward Craven-Walker.
La que en un principio se llamó “Astrolámpara” fue presentada en una

feria de muestras de Hamburgo en 1965. 
Un empresario se interesó por ella y tras comprar los derechos la
 vendieron como “Lava Lite” o lámpara de lava, extendiéndose 
su popularidad en los 70.
El mecanismo está basado en una bombilla de iluminación, una botella de cristal que contiene agua (transparente o coloreada), cera translúcida, un rollo metálico de cable y un pequeño cono de metal que se coloca en la parte superior. 
Al ser la cera fundida y el agua dos líquidos inmiscibles, se mantienen separados. La diferencia de calor entre la parte superior e inferior provoca el singular efecto visual.

Slinky
Este juguete fue inventado por Richard James cuando trataba de desarrollar un muelle que pudiera ayudar a mantener fijos los elementos sensores en un barco en el mar. El Slinky, cuyo diseño se modificó rematando
los bordes por seguridad, ha permanecido prácticamente inalterado. El Slinky, como todos los objetos, tiende a resistir los cambios en su movimiento.
Los modelos básicos son en acero o en colores, como un arco iris, de modo que los tonos hagan más efecto al moverse el muelle.
Por su inercia, si se coloca en la parte alta de una escalera se mantendrá en reposo sin moverse. En este punto tiene energía potencial. Pero una vez que ha empezado a bajar las escaleras y la gravedad le afecta, la energía potencial se convierte en energía cinética y el Slinky desciende espira por espira escaleras abajo. La energía se transfiere a lo largo de su longitud en una onda de compresión o longitudinal, que se parece a una onda sonora que viaja a través de una sustancia transfiriendo un pulso de energía a la siguiente molécula. Lo rápidamente que la onda se mueve depende de la constante del muelle y de la masa del metal.
 Su popularidad hizo que se incluyera en la lista del National Toy Hall of Fame.
Permite realizar numerosos tipos de experimentos caseros sobre la propagación de ondas longitudinales y transversales.
Péndulo de Newton
El péndulo de Newton o cuna de Newton es un dispositivo que demuestra la conservación de la energía y de la cantidad de movimiento. Está constituido por un conjunto de péndulos idénticos (normalmente 5) colocados de tal modo que las bolas se encuentran perfectamente alineadas horizontalmente y justamente en contacto con sus adyacentes cuando están en reposo. Cada bola está suspendida de un marco por medio de dos hilos de igual longitud, inclinados al mismo ángulo en sentido contrario el uno con el otro. Esta disposición de los hilos de suspensión permite restringir el movimiento de las bolas en un mismo plano vertical.
El péndulo de Newton ha sido un popular juguete de escritorio desde su invención, nombrado y producido en 1967 por el actor inglés Simon Prebble. En un principio se vendía una versión en madera por Harrods de Londres y luego se diseñó una versión cromada creada por el escultor y luego director de cine Richard Loncraine.
El péndulo de Newton más grande del mundo fue diseñado por Chris Boden y es propiedad de The Geek Group y se encuentra en Kalamazoo, Michigan. Se encuentra en exhibición pública y es utilizado para demostraciones tecnológicas y científicas. Consiste en un conjunto de 20 esferas idénticas con un peso de 6,8 kilogramos (15 libras). Las esferas están suspendidas de cables de metal apuntalados al techo. Los cables poseen una longitud de 6,1 metros (20 pies) y las esferas cuelgan a 1 metro (3 pies) del suelo.

Figura de arte cinético

Un imán moviéndose sobre un circuito genera una
 corriente eléctrica inducida. A su vez, esa corriente 
eléctrica induce la aparición de un campo magnético
 (leyes de Faraday y Lenz). Cuando ambos fenómenos 
se combinan, se alimentan entre sí.
Es lo que sucede en esta figura, gracias al imán presente 
en el “apéndice” de la estructura móvil y a la bobina que 
hay en el interior de la base.
El resultado: e
l movimiento “se perpetúa”. 
El Tiki-Taka
El tiki taka, en algunas regiones conocido también como 
tiki taka amarillo 2.50
“tronadora”, se trata de un juguete de malabares que consiste 
en dos esferas de plástico sostenidas por un mismo 
cordel entrelazado especialmente con un aro, considerado como eje, 
que proporciona simetría entre las esferas y el cordel.
El objetivo del juego consiste en sostener el mayor tiempo posible 
el golpeteo en equilibrio rotacional del par de esferas, controlado desde el 
eje mediante una serie de movimientos rítmicos del brazo y/o la muñeca. Se aplican una serie de principios de mecánica clásica y equilibrio intuitivo en 
este curioso juego. 
Esto hace que la fuerza se transmita de la primera esfera a la otra al chocarse entre sí, 
haciendo que ambas tomen direcciones opuestas, dando la ilusión de que se repelen 
cuando en realidad se intercambian los sentidos de las fuerzas. 
Cada esfera asciende al principio rápidamente y luego pierden impulso rápidamente por gravedad. 
Lo ideal es que en cada enfrentamiento, cuando las esferas estén en la parte más exterior respecto a la 
pestaña, se suba muy leve y brevemente ésta para aumentar la velocidad y, por consiguiente, la fuerza del 
impacto, haciendo que en cada bajada y subida se aumente más la fuerza.
Según la habilidad del practicante, lo primero es controlar que ambas esferas se muevan como si fuesen 
reflejos de sí mismas y que su movimiento diese la ilusión de medio disco, con el centro en la pestaña. 
Cuando ya el movimiento se logre controlar, se le aplica un movimiento y velocidad de por lo menos el 
doble a la pestaña, reiterando que este movimiento siempre debe ser completamente vertical respecto 
al suelo. 
Si todo sale bien las esferas saldrán hacia arriba, y arriba también se enfrentan, haciendo que truenen, 
volviendo a intercambiarse entre sí las fuerzas y por tanto volviendo a bajar y comenzando de nuevo 
el ciclo, sólo que a partir de aquí suben por sí solas si todavía se les sigue aplicando la mísma fuerza, 
velocidad y movimiento.

La increíble roca flotante



Aquí no hay más ciencia que la repulsión entre imanes.
Pero gracias a este juguete se puede constatar una de las grandes 
propiedades del magnetismo: permite acumular energía,
del mismo modo que un muelle.
Si se empuja la roca hacia abajo, ésta se opone al 
desplazamiento, y al dejar de presionarla será ella 
la que “empuje” hacia arriba.

El Termómetro de Galileo


Es un termómetro formado por un tubo de vidrio que contiene un líquido transparente con un coeficiente de dilatación mayor que el del agua y un conjunto de ampollas de vidrio soplado sumergidas en él.

Cuando la temperatura aumenta, la densidad del líquido cambia pero no la de las ampollas, por lo que la flotabilidad de las ampollas se ve afectada. La ampolla con flotabilidad neutra indica la temperatura.
Para obtener una temperatura más o menos exacta, el dispositivo debe contener cinco ampollas como mínimo.




Tubos sonoros

Son tubos flexibles de plástico corrugado de 76 cm de longitud y 2'5 cm de diámetro. Si lo cogemos por un extremo y lo hacemos girar emite un sonido de aproximadamente 220 hercios. Es su tono fundamental. Si aumentamos la velocidad de giro aparece su primer armónico, una nota de 440 hercios. Dándole todavía más deprisa conseguimos los siguientes múltiplos de 660, 880, 1100 y hasta el de 1320 hercios, seis notas en total. Los tubos suenan al ser empujado el aire La vibración en los tubos se consigue por el coarrugado de los mismos y el aire fluye por los tubos por efecto Venturi, de nuevo la Física. La diferencia de velocidad entre un extremo casi fijo, el que sujetamos con la mano, y el otro que está girando produce una diferencia de presión que empuja al aire. Cuando aumentamos la velocidad, aumenta esa diferencia de presión, el flujo es más intenso y el tubo pasa a vibrar con el siguiente armónico.
Giróscopo


Los numerosos aviones de las grandes líneas aéreas vuelan con pilotos automáticos y navegan con admirable precisión alrededor del globo; los buques mantienen su estabilidad en mares agitados, y los submarinos encuentran su ruta a través de las profundidades del océano, todo gracias a un juguete infantil y a la imaginación de dos hombres: uno, el francés Léon Foucault, inventor del giroscopio en 1852; y el otro, el estadounidense Elmer Ambrose Sperry, que lo empleó en la navegación.
La utilidad de un giroscopio como estabilizador se basa en que el eje constante del mismo compensa los movimientos del barco, y reduce su tendencia al balanceo. En 1908, utilizando el mismo principio, Sperry inventó el giroscopio unidireccional, cuyo eje se mantenía orientado al norte y no era afectado por ninguna influencia magnética. Las ideas de Sperry encontraron numerosas e importantes aplicaciones: el piloto automático que, mediante un sistema de diminutos giroscopios, puede mantener el rumbo de un avión envuelto en nubes o en la oscuridad; un instrumento orientador para perforaciones, y un indicador de vuelo que señala si un avión sigue un derrotero directo o en qué medida se aparta del mismo. Este efecto puede observarse con estos giroscopios de juguete.
Energetic 
El Energetic o PowerBall es un dispositivo diseñado por la NASA para que los astronautas puedan realizar ejercicios en ingravidez. Se trata de un giroscopio dentro de una pelota, que al hacerlo girar con la muñeca puede generar fuerzas equivalentes 18 Kg alcanzando las 15.000 revoluciones por minutos.
Además aprovecha esa fuerza de giro para emitir luces y sonidos.
Hidrogyro
El Hidrogyro es un modelo de giroscopio similar al anterior, pero con un líquido coloreado por dentro. Puede hacerse girar con gran velocidad y en su giro crea unos sorprendentes efectos ópticos. Gracias al fluido coloreado que tiene en su interior, podemos recrearnos en la contemplación de la fuerza centrífuga. Además su pivote de sustentación posibilita hacerle girar hasta encima de la cabeza.
Coche con globo 
Este cochecito lleva acoplado un globo que cuando lo hinchamos y lo soltamos hace andar al coche en el sentido contrario al que está saliendo el aire. La tercera ley de newton explica claramente lo que está pasando. Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.
Barco Pot-Pot

Este pequeño barco utiliza un sorprendente "motor de vapor",
pero no tiene hélices o partes móviles. El calor proporcionado
 por una pequeña mecha, vela, calienta el agua atrapada en tubo
metálico, cuando el agua hierve el vapor creado expulsa el agua
dando un empujón.
.
Un poco de agua entra nuevamente y el ciclo se repite. Puede 
observarse la tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción.


Fuente de fibras ópticas
Este artilugio se puede utilizar para mostrar el fenómeno de la reflexión total dentro de las fibras ópticas que permite que la luz se transmita a través de ellas.

Prismas

La luz blanca que nos llega del sol está formada por luz de varios colores. Con los prismas puedes observar que la luz que penetra por una cara, se refleja en la cara opuesta y sale por la tercera cara. Los telescopios y los binoculares utilizan estas lentes.


Meccano


El Meccano, patentado en 1901 por Frank Hornby,  fue un juguete muy popular entre jóvenes y no tan jóvenes.
Basado en un sistema de construcción de objetos formados por piezas de diversos tamaños, forma y color fabricadas en metal y con filas de agujeros para sujetarlas a otras piezas por medio de tornillos.
En la actualidad muchos profesores lo utilizan para instruir a sus alumnos en las clases, para construir aparatos que ayuden a explicar principios físicos como la ley de la palanca, la ley del péndulo o la ley de la polea.

Pájaro bebedor


En este juguete la clave es el líquido que se encuentra en el cuerpo del pájaro.
Es tan volátil que las ligeras variaciones de temperatura que se producen al mojarse y secarse 
el sombrero consiguen que se evapore o se condense, lo que altera la posición de equilibrio del pájaro y hace que oscile hacia adelante y hacia atrás.




Cubo de Rubik

Un rompecabezas mecánico tridimensional, ideado en 1974 por el
escultor y arquitecto Ernö Rubik.
En su inicio fue concebido para ayudar a los alumnos de arquitectura 

a obtener una mejor perspectiva visual de las tres dimensiones.
Su popularidad en los 80 alcanzó cotas increíbles (tanto entre el 

público más joven como el más adulto), convirtiéndolo en el juguete 
más vendido del mundo (con más de 350 millones de unidades). 
Permite 43.252.003.274.489.856.000 permutaciones; y gracias a un algoritmo más moderno es posible resolverlo en tan solo 20 
movimientos.

Juego de las olas

El secreto es la composición del “mar”.
Un líquido coloreado sobre el que se dispone una película de 
otro líquido de menor densidad y viscosidad. Las figuras pesan lo 
justo para flotar sobre el primero, pero sin hundirse en el segundo.
El líquido más viscoso tarda más en reaccionar ante el movimiento, 
lo que crea un breve desconcierto, pero enseguida vuelve a su lugar 
natural, el fondo, y reflota a los “surfistas”. 

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