Por Carrie Perles, actualizado el 30 de agosto de 2022
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Los proyectos de ciencias de la ingeniería de la escuela secundaria generalmente se centran en la ingeniería mecánica y eléctrica. Los proyectos mecánicos enfatizan el aprovechamiento de la energía mecánica para realizar el trabajo, mientras que los proyectos eléctricos cubren circuitos, fuentes de energía alternativas y generación de energía. Los estudiantes pueden elegir proyectos que se ajusten a sus intereses, limitaciones de tiempo y materiales disponibles.
Los proyectos de energía solar demuestran cómo la luz solar se puede convertir en calor o energía utilizable. Los ejemplos comunes incluyen calentadores de aire solares, calentadores de agua solares y hornos solares. Al pintar un componente de negro para absorber la luz solar, se puede canalizar el calor capturado hacia el aire, el agua o los alimentos. Un experimento basado en la investigación podría preguntar:"¿Cómo afecta la temperatura exterior a la temperatura interior de un calentador de aire solar?" o "¿Cómo influye el volumen de agua en un tanque solar en su velocidad de calentamiento?"
La construcción de una máquina RubeGoldberg (que lleva el nombre del caricaturista que diseñó mecanismos deliberadamente complejos para realizar tareas simples) ofrece una exploración práctica de la ingeniería mecánica. Incorpore palancas, poleas, ventiladores, bolas rodantes y engranajes para crear un sistema que, por ejemplo, sirva una taza de jugo o presione el botón de encendido de una computadora portátil. La atención debe centrarse en la coherencia y la precisión; la máquina debe realizar la tarea de forma fiable en cada prueba. Tenga en cuenta que algunas ferias científicas excluyen los proyectos de RubeGoldberg porque es posible que no demuestren explícitamente el método científico.
Una carrera de canicas es una forma atractiva de revisar la energía potencial y cinética. Usando aislamiento de espuma para tuberías como riel, puede diseñar bucles verticales. Formule una hipótesis:"¿Qué altura inicial mínima se requiere para que una canica complete un bucle de un radio determinado?" Construya la pista, pruebe la hipótesis y perfeccione el diseño en función de los resultados.
Las baterías caseras, aunque de potencia modesta, son excelentes para ilustrar la electroquímica básica. Construya una celda simple alternando monedas de un centavo, discos de níquel y toallas de papel empapadas en limón:centavo → toalla de limón → níquel → toalla de limón → centavo → toalla de limón → níquel. Mida el voltaje con un multímetro y luego experimente intercambiando el electrolito o los materiales de los electrodos para identificar qué combinaciones producen un voltaje medible.
