CurriculumCurrículoSTEMGrades 3 to 5Grados 3 a 5STEM-ES-01
Standing Strong: Towers and BridgesBien firmes: torres y puentes
Build towers and bridges from paper and craft sticks, then test them fairly with washers to find out why triangles make things strong.Construya torres y puentes con papel y palitos de madera, y luego póngalos a prueba con arandelas para descubrir por qué los triángulos dan firmeza.
- Ways in:Formas de empezar:
- Read, 1 minuteLeer, 1 minuto
- Do, 270 minutesHacer, 270 minutos
- Simulate, 5 minutesSimular, 5 minutos
- GradesGrados
- Grades 3 to 5, and any learner ready for itGrados 3 a 5, y cualquier persona lista para ello
- TimeTiempo
- 6 sessions of about 45 minutes6 sesiones de unos 45 minutos
- CostCosto
- Under a few dollarsMenos de unos pocos dólares
The MESH'D components this unit uses:Los componentes MESH'D que usa esta unidad:ManufacturingManufacturaHolistic DesignDiseño integral
The driving questionLa pregunta central
How does shape make things strong?¿Cómo logra la forma que algo sea resistente?
Paper and craft sticks take on gravity. Learners discover that shape, not tape, is what holds a structure up. Along the way they learn to run a fair test and to treat every collapse as information.Papel y palitos de madera contra la gravedad. Los estudiantes descubren que lo que sostiene una estructura es la forma, no la cinta adhesiva. En el camino aprenden a hacer una prueba justa y a ver cada derrumbe como información.
Learners will be able toAl terminar se podrá
- Show that a triangle holds its shape when pushed, while a square folds.Demostrar que un triángulo mantiene su forma al empujarlo, mientras que un cuadrado se dobla.
- Run a fair load test, counting washers as the unit.Hacer una prueba de carga justa, usando arandelas como unidad de conteo.
- Explain a design choice using shape words.Explicar una decisión de diseño con palabras sobre las formas.
Where the math isDónde están las matemáticas
Shape properties, especially rigidity: a triangle's three sides allow only one shape, so it cannot lean without a side changing length, while a square's corners can lean and fold. Plus measuring height and span in standard units.Las propiedades de las figuras, sobre todo la rigidez: los tres lados de un triángulo permiten una sola forma, así que no puede inclinarse sin que cambie la longitud de un lado, mientras que las esquinas de un cuadrado pueden inclinarse y doblarse. Además, medir la altura y la distancia que cubre un puente en unidades estándar.
Texas standards, strand levelEstándares de Texas, por componente
- Math: Geometry and MeasurementMatemáticas: Geometría y medición
- Science: Scientific and Engineering PracticesCiencias: Prácticas científicas y de ingeniería
- Science: Force, Motion, and EnergyCiencias: Fuerza, movimiento y energía
Session by sessionSesión por sesión
What to doQué hacer
- Build as tall as you can with paper alone and discover the fold: rolled tubes and accordion folds stand where flat paper flops.Construya lo más alto que pueda solo con papel y descubra el truco del doblez: los tubos enrollados y los dobleces de acordeón se sostienen donde el papel plano se cae.
- Shape strength lab: make triangles and squares from craft sticks, push on each one, and tally which ones hold their shape.Laboratorio de fuerza de las formas: arme triángulos y cuadrados con palitos de madera, empuje cada uno y anote cuáles conservan su forma.
- Bridge types: compare a flat paper beam with a paper truss made of triangles, and measure the span of each.Tipos de puentes: compare una viga plana de papel con una armadura de papel hecha de triángulos, y mida la distancia que cubre cada uno.
- The load test: washers are the counting unit, the rules stay the same for every bridge, and every result goes in a data table.La prueba de carga: las arandelas son la unidad de conteo, las reglas son iguales para cada puente y cada resultado se anota en una tabla de datos.
- Build a tournament bridge with a limited supply of materials.Construya un puente para el torneo con una cantidad limitada de materiales.
- Hold the load tournament, post the data, and get ready to explain each shape choice.Realice el torneo de carga, publique los datos y prepárese para explicar cada decisión de forma.
What you needLo que necesita
- PaperPapel
- Craft sticksPalitos de madera para manualidades
- TapeCinta adhesiva
- Washers, for counting the loadArandelas, para contar la carga
EquipmentEquipo
- A rulerUna regla
- ScissorsTijeras
Under a few dollars.Menos de unos pocos dólares.
Scissors safety: cut slowly and away from fingers and bodies, and carry and pass scissors closed.Seguridad con tijeras: corte con calma y lejos de los dedos y del cuerpo, y lleve y pase las tijeras cerradas.
What learners make and showLo que se hace y se muestra
A bridge load tournament with the data posted: each bridge's load counted in washers under the same fair rules, and each shape choice explained in the builder's own words.Un torneo de carga de puentes con los datos a la vista: la carga de cada puente contada en arandelas con las mismas reglas justas, y cada decisión de forma explicada con las propias palabras de quien lo construyó.
Mix-ups to expectConfusiones que esperar
- More tape means stronger. Test it: a well-shaped structure with little tape holds more than a weak shape wrapped in tape. Structure beats tape.Más cinta adhesiva significa más fuerza. Póngalo a prueba: una estructura con buena forma y poca cinta aguanta más que una forma débil cubierta de cinta. La estructura le gana a la cinta.
- Heavier means stronger. The load test shows that how the material is arranged matters most, so a light truss of triangles can hold more than a heavier flat beam.Más pesado significa más fuerte. La prueba de carga muestra que lo que más importa es cómo se acomoda el material, así que una armadura ligera de triángulos puede aguantar más que una viga plana más pesada.
- It broke, so I failed. The break is the data: where and when it gave way shows the weak spot to fix next.Se rompió, así que fallé. La ruptura es el dato: dónde y cuándo cedió muestra el punto débil que hay que reforzar.
At homeEn casa
Try it at the kitchen tablePruébelo en la mesa de la cocina
Make a triangle and a square from craft sticks, with tape at the corners. Push on each one: the triangle holds its shape and the square folds flat. Ask why.Arme un triángulo y un cuadrado con palitos de madera y cinta adhesiva en las esquinas. Empuje cada uno: el triángulo conserva su forma y el cuadrado se aplasta. Pregunte por qué.
Simulate, 5 minutesSimular, 5 minutos
How shape makes paper strongCómo la forma hace fuerte al papel
Fold one sheet of paper four ways, set it across two cups and load it block by block. Watch where the bridge bends hardest and where it gives way, then move the cups and try again.Doble una hoja de papel de cuatro maneras, póngala entre dos vasos y cárguela bloque por bloque. Observe dónde se dobla más el puente y dónde cede, y luego mueva los vasos y pruebe otra vez.
The drawing shows where it starts. It runs here once its script has loaded.El dibujo muestra dónde empieza. Funciona aquí una vez que carga su código.
Your challengeSu reto
- Find a gap where even a flat sheet holds the empty cup.Encuentre una distancia en la que hasta una hoja plana aguante el vaso vacío. Not done yet.Todavía no.
- Load a folded bridge until it crumples, and see where it gives way.Cargue un puente doblado hasta que se aplaste, y vea dónde cede. Not done yet.Todavía no.
- Fold the sheet so it holds ten blocks.Doble la hoja para que aguante diez bloques. Not done yet.Todavía no.
- With the cups as far apart as they go, hold five blocks.Con los vasos lo más separados posible, aguante cinco bloques. Not done yet.Todavía no.
Every challenge done. Now try it for real at home.Todos los retos logrados. Ahora pruébelo de verdad en casa.
Strength used in the middleResistencia usada en el centro
The load, cup and blocksLa carga, vaso y bloques
How far it sagsCuánto se hunde
The most it holds hereLo más que aguanta aquí
The red wedge under the bridge shows how hard the paper is bent at each place: hardest in the middle, under the cup. The dashed line is as much bending as this fold can take; past it, the bridge gives way. The box in the corner shows the sheet from its end.La cuña roja bajo el puente muestra cuánto se dobla el papel en cada lugar: más en el centro, debajo del vaso. La línea punteada es lo más que aguanta este doblez; si la pasa, el puente cede. El recuadro de la esquina muestra la hoja vista desde un extremo.
What is happeningQué está pasando
A sheet of paper laid flat across two cups bends under almost nothing. It is so thin that even its own weight makes it sag. Folding it over into a thicker strip barely helps, because the loose layers slide past each other and each one bends on its own.Una hoja de papel puesta plana entre dos vasos se dobla casi con nada. Es tan delgada que hasta su propio peso la hace hundirse. Doblarla para hacer una tira más gruesa casi no ayuda, porque las capas sueltas se deslizan una sobre otra y cada una se dobla sola.
Folding walls up its edges, or folding it into zigzags, stands paper up, away from the middle of the sheet. That is what makes a bridge stiff: the farther the paper sits from the middle, the harder it is to bend, and that distance counts three times over.Doblar paredes en sus bordes, o doblarla en zigzag, pone el papel de pie, lejos del centro de la hoja. Eso es lo que hace rígido a un puente: entre más lejos del centro queda el papel, más cuesta doblarlo, y esa distancia cuenta tres veces.
A bridge is bent hardest in the middle, right under the load, so that is where it gives way. A flat sheet sags until it folds through; a folded one crumples where the tops of its folds are squeezed the most.Un puente se dobla más en el centro, justo debajo de la carga, así que ahí es donde cede. Una hoja plana se hunde hasta doblarse por completo; una doblada se aplasta donde la parte de arriba de sus dobleces se aprieta más.
Every bridge gets weaker as the gap grows. With the cups twice as far apart, a folded bridge holds about half as much before it crumples, and a flat one sags eight times as far.Todo puente se debilita a medida que crece la distancia. Con los vasos al doble de separación, un puente doblado aguanta como la mitad antes de aplastarse, y uno plano se hunde ocho veces más.
Things to tryCosas para probar
- Start with walls and press Add a block until it crumples. Watch the red wedge reach the dashed line first.Empiece con paredes y presione Agregar un bloque hasta que se aplaste. Observe cómo la cuña roja llega primero a la línea punteada.
- Switch to zigzags at the same gap: how many blocks does it hold now?Cambie a zigzag con la misma distancia: ¿cuántos bloques aguanta ahora?
- Choose a flat sheet, then move the cups as close as they go.Escoja la hoja plana y luego acerque los vasos lo más que se pueda.
- Look at the box in the corner: the deeper the fold seen from the end, the stronger the bridge.Mire el recuadro de la esquina: entre más alto es el doblez visto desde el extremo, más fuerte es el puente.
This is a model. The bending uses the real beam formulas for paper, with the sheet's own weight, but the squeeze at which folded paper crumples is a rule of thumb chosen so the folds rank the way they did in the episode, not a measurement. Each block counts as ten grams, and the blocks are drawn smaller than real ones. Real paper also slips on the cups and its walls spread apart, so your own bridge will hold a different number.Esto es un modelo. El doblez usa las fórmulas reales de una viga de papel, con el peso de la propia hoja, pero el apretón con el que el papel doblado se aplasta es una regla práctica elegida para que los dobleces queden en el mismo orden que en el episodio, no una medición. Cada bloque cuenta como diez gramos, y los bloques se dibujan más pequeños que los reales. El papel real también se resbala sobre los vasos y sus paredes se abren, así que su puente aguantará otro número.
Open the simulation on its own pageAbrir la simulación en su propia páginaBuild a tower the fan cannot tipConstruya una torre que el ventilador no pueda volcar
Use it, share it, adapt itÚsela, compártala, adáptela
The credit to copyEl crédito para copiar
Free BYRD, CC BY. “Standing Strong: Towers and Bridges” from the Byrd Academy STEM Curriculum by Byrd EDU, byrdathome.org.Free BYRD, CC BY. “Bien firmes: torres y puentes”, del Currículo STEM de Byrd Academy, de Byrd EDU, byrdathome.org.
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