Construcció i funcionament del bozo-bozo
Guia del professorat
Un bozo-bozo és una joguina que es pot fabricar amb una barreta de fusta,
en la qual s'han de fer unes osques regulars i la punta de la qual es posa una
hèlix clavada amb un clau. Quan freguem les osques, l’hèlix
gira. Podem dir que transforma un moviment rectilini altern en un de circular
sense cap mena d’engranatge.
Fem la proposta de construcció d'un bozo-bozo amb materials
que estan a l’abast de tothom, després plantegen unes qüestions
i un enigma per ajudar a comprendre dels principis físics que intervenen
en el funcionament.
Dades sobre l’activitat
Objectius: construir un bozo-bozo i experimentar-hi, introduir
els conceptes de composició de forces, ressonància, rodaments
i freqüència de rotació.
Lloc i temps: una opció és fer-lo al taller de
tecnologia; l’altre és portar uns 5 o 6 bozo-bozo, fer-ne una petita
explicació i donar pas a les qüestions. En el primer cas, necessitem
unes dues hores i en el segon, una hora, aproximadament.Valoració:
és una experiència força curiosa, agrada bastant als alumnes
perquè ho veuen com una experiència diferent i sembla que els
és beneficiós, ja que poden aplicar conceptes teòrics en
un objecte tangible. Quan es fa en una classe, es comprova que hi ha alumnes
als quals no els costa gaire fer girar l’objecte i controlar-ne el sentit
de gir i que n'hi ha altres als quals els costa forç. Entre ells s’estableix
una mena de competència.
Apunts sobre el funcionament
El forat que es fa a l’hèlix és una mica
més gran que el diàmetre del clau i el moviment que es produeix
és semblant al del hula-hoop.
Quan freguem amb la barreta produïm una oscil·lació en l’eix
vertical Y—vegeu
la figura 2—, però també fem una força en l’eix
X mitjançant
la mà amb la qual l'aguantem i amb la qual la freguem. La composició
d’aquestes dues forces produeix un moviment circular o el·líptic
en el clau, que fa rodar l’hèlix.( La barreta està sobre
l’eix Z
i l’hèlix gira en el pla X-Y).
Si
fixem el bozo-bozo en una taula o en un cargol de manyà, podem veure
que no es produeix cap mena de rotació, ja que eliminem un dels components
del moviment. Si premem a sobre de la barreta, n'eliminem el component Y;
si la fixem en un cargol, n'eliminem el component X
. El sentit de gir només depèn de la inclinació de la barreta
amb la qual freguem, si està inclinada cap amunt o cap avall. Si canviem
la posició relativa de les mans, l’efecte és el mateix.
Segons com posem la barreta i els dits de la mà podem controlar el sentit
del moviment. Vegeu les figures 4 i 5 de les solucions. L’explicació
d’aquest últim fet encara no es coneix prou bé.
Si iniciem el moviment a poc a poc, ens adonarem que, si volem
que l’hèlix giri més ràpid, hem de fregar en ressonància.
També podem donar un copet a l’hèlix i mantenir-ne el moviment
només fregant.
Si es mesura el diàmetre del clau i el diàmetre de l’hèlix,
es pot comprovar que el moviment correspon al d’una rodament sense que
hi hagi lliscament; qualitativament podem veure que la freqüència
d’oscil·lació és més gran que la de rotació
de l’hèlix.
Aquest mecanisme també explica per què els cargols sotmesos a
vibracions s'afluixen.
Per aprofundir més podeu consultar la revista Investigación
y Ciencia , Juliol 2007, pàg 86 i 87.
Autor
d'aquesta pągina: Basili Martínez,
professor de física i química a l'IES Miquel Martí i Pol
de Roda de Ter.
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
