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Predict where the wheel stops with rotation mathPrediga dónde se detiene la rueda con la matemática de las vueltas
Mark a wheel, measure how far one turn carries it, and predict where it stops after several turns; then go on a sensor safari and write an if-then rule for a human robot.Marque una rueda, mida cuánto avanza en una vuelta y prediga dónde se detiene después de varias vueltas; luego hagan un safari de sensores y escriban una regla de si-entonces para un robot humano.
- Ways in:Formas de empezar:
- Read, 3 minutesLeer, 3 minutos
- Do, 25 minutesHacer, 25 minutos
- Simulate, 5 minutesSimular, 5 minutos
- AgesEdades
- Every age. Best for ages 7 to 12.Todas las edades. Ideal de 7 a 12 años.
- CostCosto
- Things already at homeCosas que ya hay en casa
- From the curriculumDel currículo
- STEM-ES-08
The MESH'D components this item uses:Los componentes MESH'D que usa:SoftwareSoftware
Do, about 25 minutesHacer, unos 25 minutos
Build it at homeConstrúyalo en casa
StepsPasos
- Put a mark on the wheel's rim. Set the mark touching the floor right at the start line.Ponga una marca en el borde de la rueda. Coloque la marca tocando el piso justo en la línea de salida.
- Roll the wheel slowly until the mark touches the floor again: that is one turn. Measure the distance and write it down.Ruede la rueda despacio hasta que la marca vuelva a tocar el piso: eso es una vuelta. Mida la distancia y anótela.
- Each family member predicts how far five turns will go. Write every prediction on the sheet.Cada familiar predice cuánto avanzará en cinco vueltas. Anote todas las predicciones en la hoja.
- Count five turns by watching the mark, then measure. Let the wheel settle it: whose prediction was closest, and was it within ten percent?Cuente cinco vueltas observando la marca y luego mida. Que la rueda decida: ¿qué predicción quedó más cerca, y estuvo dentro del diez por ciento?
- Sensor safari: walk the house and list what a robot's touch or light sensor could sense, and what you can sense that it cannot, such as a smell or a joke.Safari de sensores: recorran la casa y hagan una lista de lo que podría sentir un sensor de toque o de luz de un robot, y de lo que usted puede sentir y él no, como un olor o un chiste.
- Write an if-then card: if touched, then stop. One person is the robot and rolls the car forward; another taps their shoulder. The robot checks the rule and stops.Escriba una tarjeta de si-entonces: si lo tocan, entonces se detiene. Una persona es el robot y empuja el carrito hacia adelante; otra le toca el hombro. El robot revisa la regla y se detiene.
- Make a run fail on purpose, with a slipping wheel or a wrong count, and diagnose out loud what went wrong.Haga que un recorrido falle a propósito, con una rueda que resbala o una cuenta equivocada, y diagnostique en voz alta qué salió mal.
What you needLo que necesita
- Something that rolls: a toy car, a can or a roll of tapeAlgo que ruede: un carrito, una lata o un rollo de cinta
- A piece of tape or a marker to mark one spot on the wheelUn pedazo de cinta o un marcador para marcar un punto en la rueda
- A tape measure or a rulerUna cinta métrica o una regla
- Paper and a pencil for the prediction sheetPapel y lápiz para la hoja de predicciones
- Masking tape for the start lineCinta de papel para la línea de salida
Things already at home.Cosas que ya hay en casa.
Keep the rolling area clear and mark it with tape; nobody steps into the robot's path while a run is on. Small wheels, bottle caps and toy cars stay away from children under three and from anyone who still mouths things. A grown-up handles a tape measure that snaps back, and fingers stay clear of its edge.Mantenga despejada el área donde rueda y márquela con cinta; nadie se mete en el camino del robot mientras hay un recorrido. Las ruedas pequeñas, las tapas de botella y los carritos se mantienen lejos de los niños menores de tres años y de cualquiera que todavía se meta cosas en la boca. Una persona adulta maneja la cinta métrica que se enrolla sola, y los dedos se mantienen lejos de su borde.
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The big ideaLa gran idea
A robot does not know how far it went. It counts how many times its wheel turned, and multiplication does the rest: turns times the distance of one turn equals the distance. That distance of one turn is the wheel's rim unrolled, so a bigger wheel goes farther each turn. Measure it once and you have a prediction machine. The second idea is the sensor. A sensor does not see like you do; it measures one thing, such as a touch or an amount of light, and reports a number. The robot checks that number against a rule you wrote, if touched then stop, and follows it, nothing more. If-then is not magic. It is your rule, and when a run fails, diagnosing why is part of the job.Un robot no sabe cuánto avanzó. Cuenta cuántas veces giró su rueda, y la multiplicación hace el resto: vueltas por la distancia de una vuelta es igual a la distancia. Esa distancia de una vuelta es el borde de la rueda desenrollado, así que una rueda más grande avanza más en cada vuelta. Mídala una vez y tendrá una máquina de predicciones. La segunda idea es el sensor. Un sensor no ve como usted; mide una sola cosa, como un toque o una cantidad de luz, y reporta un número. El robot compara ese número con una regla que usted escribió, si lo tocan entonces se detiene, y la sigue, nada más. El si-entonces no es magia. Es su regla, y cuando un recorrido falla, averiguar por qué es parte del trabajo.
Simulate, 5 minutesSimular, 5 minutos
Code the robotPrograme al robot
Build a program from cards and watch the robot follow it exactly. Use a repeat to run the same cards again and again, so a short program can drive a whole square.Arme un programa con tarjetas y vea al robot seguirlo al pie de la letra. Use una repetición para correr las mismas tarjetas una y otra vez, para que un programa corto trace todo un cuadrado.
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
- Get the robot to the star.Lleve el robot hasta la estrella. Not done yet.Todavía no.
- Drive the whole square with five cards or fewer.Trace todo el cuadrado con cinco tarjetas o menos. Not done yet.Todavía no.
- Climb the gem stairs and collect all four gems with five cards or fewer.Suba la escalera y recoja las cuatro gemas con cinco tarjetas o menos. 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.
Add a cardAgregue una tarjeta
The programEl programa
Squares movedCasillas avanzadas
Quarter turnsCuartos de vuelta
Angle turned in allÁngulo girado en total
The robot facesEl robot mira hacia
The robot does the cards in order, exactly as written. A green repeat block runs the cards inside it again and again, so a pattern written once can run many times. The arrow marks the card just done; a red card is where it bumped. Each little corner on the path is a right angle.El robot hace las tarjetas en orden, tal como están escritas. Un bloque verde de repetición corre las tarjetas que tiene dentro una y otra vez, así que un patrón escrito una vez puede correr muchas veces. La flecha marca la tarjeta que acaba de hacer; una tarjeta roja es donde chocó. Cada esquinita en el camino es un ángulo recto.
What is happeningQué está pasando
A program is a list of exact instructions, and a robot follows them literally. It only knows what it was told, not what we meant.Un programa es una lista de instrucciones exactas, y un robot las sigue al pie de la letra. Solo sabe lo que se le dijo, no lo que quisimos decir.
A loop repeats the cards inside it. A square is one side and one turn, four times over, so instead of sixteen cards you can write the side and the turn once and put them inside a repeat that runs four times: five cards in all. Finding the pattern that repeats is the heart of a loop.Un ciclo repite las tarjetas que tiene dentro. Un cuadrado es un lado y un giro, cuatro veces, así que en lugar de dieciséis tarjetas puede escribir el lado y el giro una sola vez y ponerlos dentro de una repetición que corra cuatro veces: cinco tarjetas en total. Encontrar el patrón que se repite es el corazón de un ciclo.
A quarter turn is a right angle. Two make a half turn and four make a full turn, so a square has four equal sides and four right angles, and the robot ends facing the way it began.Un cuarto de vuelta es un ángulo recto. Dos hacen media vuelta y cuatro una vuelta completa, así que un cuadrado tiene cuatro lados iguales y cuatro ángulos rectos, y el robot termina mirando hacia donde empezó.
Debugging is watching: step through one card at a time, see where the robot goes wrong, and fix that card.Depurar es observar: avance una tarjeta a la vez, vea dónde se equivoca el robot y arregle esa tarjeta.
Things to tryCosas para probar
- Drive the square without a repeat and count the cards, then drive it again with one.Trace el cuadrado sin repetición y cuente las tarjetas; luego trácelo otra vez con una.
- Change how many times the repeat runs and watch where the robot ends up.Cambie cuántas veces corre la repetición y vea dónde termina el robot.
- Make the robot bump on purpose, then step through and fix the card that failed.Haga chocar al robot a propósito, luego avance paso a paso y arregle la tarjeta que falló.
- Watch the turns under the grid: how many quarter turns make a full turn?Mire los giros debajo de la cuadrícula: ¿cuántos cuartos de vuelta hacen una vuelta completa?
This robot moves exactly one square and turns exactly a quarter turn every time, and its repeats do not go one inside another. A real robot drifts and slips, so its distance and its turns have to be measured and adjusted.Este robot avanza exactamente una casilla y gira exactamente un cuarto de vuelta cada vez, y sus repeticiones no van una dentro de otra. Un robot real se desvía y resbala, así que hay que medir y ajustar su distancia y sus giros.
Open the simulation on its own pageAbrir la simulación en su propia página
Your engineering challengeSu reto de ingeniería
Predict within ten percent where the wheel stops after five turns, and when a run misses, say out loud what went wrong before you run again.Prediga con un margen de diez por ciento dónde se detiene la rueda después de cinco vueltas, y cuando un recorrido falle, diga en voz alta qué salió mal antes de repetirlo.
Make it an experimentConviértalo en un experimento
Science is about changing one thing and watching what happens. Write down your guess, your hypothesis, before you start.La ciencia se trata de cambiar una cosa y observar qué pasa. Escriba su suposición, su hipótesis, antes de empezar.
- Change the wheel: a toy car, a can and a roll of tape, with the same number of turns. Predict each one and see which prediction comes closest.Cambie la rueda: un carrito, una lata y un rollo de cinta, con el mismo número de vueltas. Prediga cada uno y vea qué predicción queda más cerca.
- Change the floor: tile against carpet, with the same wheel and the same turns. Does the wheel slip?Cambie el piso: loseta contra alfombra, con la misma rueda y las mismas vueltas. ¿Resbala la rueda?
- Change the number of turns, two, four and eight, and graph distance against turns. Is the line straight?Cambie el número de vueltas, dos, cuatro y ocho, y grafique la distancia contra las vueltas. ¿La línea es recta?
Use it, share it, adapt itÚsela, compártala, adáptela
The credit to copyEl crédito para copiar
Free BYRD, CC BY. “Predict where the wheel stops with rotation math” from the Byrd Academy STEM Curriculum by Byrd EDU, byrdathome.org.Free BYRD, CC BY. “Prediga dónde se detiene la rueda con la matemática de las vueltas”, del Currículo STEM de Byrd Academy, de Byrd EDU, byrdathome.org.
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