Coche de goma retorcida
Un coche de cartón de 14 cm con ruedas de tapones y motor de goma elástica: al hacerlo rodar hacia atrás, la goma se enrolla en el eje trasero; al soltarlo, se desenrolla y el coche sale disparado recorriendo 2–4 metros.
Qué va a aprender
- Que una goma estirada guarda energía (energía potencial elástica) y la devuelve como movimiento (energía cinética).
- Que más vueltas de goma guardan más energía, pero solo hasta que la goma se estira al máximo.
- Que las ruedas empujan el coche gracias al rozamiento con el suelo: sin agarre, patinan.
- Que el rozamiento en los ejes y el aire frenan el coche hasta pararlo.
- A medir distancias y comparar resultados cambiando una sola cosa (suelo, goma, peso).
Prepara antes
- Imprime la plantilla al 100 % y comprueba la línea roja de 50 mm de la cabecera.
- Perfora los 4 tapones en el centro (3 mm, que la brocheta entre apretada).
- Corta 2 ejes de 90 mm y 1 pasador de 30 mm de brocheta, sin puntas.
- Corta un trozo de 15 mm del clip y dóblalo en L (8 mm + 7 mm) con los alicates.
- Busca un pasillo liso de al menos 4 m para las pruebas y una cinta métrica.
Materiales y herramientas
- Cartón corrugado — 1 trozo de 15 × 12 cm
simple, 3 mm (caja de envíos) - Tapones de plástico — 4
iguales, Ø 30 mm (agua o refresco) - Palitos de brocheta — 1 (para 2 ejes de 90 mm y 1 pasador de 30 mm)
Ø 3 mm, rectos - Gomas elásticas medianas — 2 (motor) + 2 finas (neumáticos)
motor: Ø 40–50 mm, 1,5–2 mm de grosor; neumáticos: gomas finas de oficina - Clip metálico — 1
de 32 mm, para el gancho del eje - Pajita — 1
Ø 6 mm, para 4 separadores de 3 mm - Monedas de 1 € — 2
lastre de 15 g sobre el eje trasero - Barritas de silicona — 1–2
para pistola de silicona caliente - Cinta adhesiva — 1 rollo
transparente o de carrocero - Rotuladores o témperas — a gusto
para decorar
Herramientas
- Cúter, regla y base de corte — cortar el chasis y la ranura del anclaje adulto
- Bolígrafo sin tinta — marcar los pliegues del chasis
- Punzón o clavo de 3 mm — perforar los tapones (3 mm) y los agujeros de los ejes del chasis (girándolo hasta 4 mm) adulto
- Pistola de silicona caliente — fijar tapones al eje y el gancho adulto
- Alicates pequeños — cortar y doblar el clip, cortar brochetas
- Cinta métrica — medir la distancia recorrida
Piezas y plantillas
- A · Chasis en U invertida ×1 — cartón corrugado 3 mm
- B · Centrador de tapones ×4 — papel
- C · Ejes ×2 — palito de brocheta Ø 3 mm
- D · Pasador del anclaje ×1 — palito de brocheta Ø 3 mm
- E · Separadores ×4 — pajita Ø 6 mm
- F · Gancho del eje ×1 — clip metálico
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Paso a paso
Corta el chasis adulto
Pega la plantilla A sobre el cartón con las ondas en la dirección indicada y corta el rectángulo de 140 × 110 mm con cúter y regla. Corta también la ranura de 10 × 3 mm en el centro del borde delantero (morro).
1 Pega la plantilla A con las ondas del cartón a lo ancho 2 Corta cada lado con regla y cúter, sin pasarte de las esquinas 3 Corta la ranura de 10 × 3 mm en el centro del morro Perfora los ejes adulto
Con el cartón aún plano, perfora los 4 agujeros de 4 mm marcados en los laterales, a 24 mm (delante) y 116 mm (detrás) del morro y a 7 mm del borde. Gira el punzón hasta que una brocheta pase y gire suelta.
1 Marca los 4 agujeros: a 24 y 116 mm del morro, a 7 mm del borde 2 Perfora cada agujero con el punzón, girándolo, sobre una base 3 Una brocheta tiene que pasar y girar suelta Comprueba: Una brocheta gira dentro del agujero sin esfuerzo.Dobla la U
Marca los dos pliegues a 25 mm de cada borde largo con bolígrafo sin tinta y regla, y dobla los laterales 90° hacia abajo. Quedará un túnel con techo de 60 mm y paredes de 25 mm.
1 Marca los dos pliegues a 25 mm de cada borde largo 2 Dobla los dos laterales 90° hacia abajo 3 Mete una brocheta por los agujeros: tiene que entrar recta Comprueba: Mete una brocheta por los dos agujeros delanteros: entra recta, perpendicular a los laterales. Repite detrás.Prepara las ruedas adulto
Si no están perforados, mete el centrador B en cada tapón, marca el centro y perfóralo con el punzón de 3 mm sobre una madera. El agujero debe quedar justo para que la brocheta entre apretada.
1 Mete el centrador B en el tapón y marca el centro 2 Perfora el centro con el punzón de 3 mm sobre una madera 3 La brocheta tiene que entrar apretada Monta el eje delantero adulto
Mete un eje de 90 mm por los agujeros delanteros, pon un separador de pajita de 3 mm a cada lado y clava un tapón en cada punta con la boca hacia dentro, enrasado con el extremo del eje. Fíjalos con una gota de silicona por dentro.
1 Mete un eje de 90 mm por los dos agujeros delanteros 2 Separador E y tapón en cada punta, boca dentro; gota de silicona 3 Haz girar una rueda: da varias vueltas sola Comprueba: Haz girar una rueda: da varias vueltas sola y las dos giran a la vez.Pon el gancho en el eje trasero adulto
Coloca el gancho F en el centro del segundo eje, con el tramo de 8 mm pegado a lo largo del palito y el de 7 mm de pie. Sujétalo con 3 vueltas de cinta apretada y una gota de silicona. Enrolla 3 vueltas más de cinta junto al gancho para que la goma agarre.
1 Corta 15 mm de clip y dóblalo en L: 8 mm y 7 mm 2 Pégalo en el centro con 3 vueltas de cinta y una gota de silicona 3 Añade 3 vueltas más de cinta: el gancho no debe girar Comprueba: El gancho no gira alrededor del palito al empujarlo con el dedo.Monta el eje trasero adulto
Pasa el eje con el gancho por los agujeros traseros dejando el gancho en el centro del túnel. Pon los separadores y pega los dos tapones traseros como los delanteros.
1 Pasa el eje con el gancho por los agujeros traseros 2 Pon los separadores y pega los tapones como en el eje delantero 3 El gancho queda en el centro del túnel y la rueda gira libre Comprueba: El gancho queda centrado entre los laterales y la rueda gira libre.Pon los neumáticos
Enrolla una goma fina alrededor de cada rueda trasera, con 2 vueltas si queda floja. Así las ruedas motrices no patinan al soltar el coche.
1 Pon una goma fina alrededor de cada rueda trasera 2 Si queda floja, dale dos vueltas: así no patina Haz la cadena de gomas
Une las 2 gomas medianas con un nudo de alondra: pasa una por dentro de la otra y tira de su extremo a través de sí misma. Obtendrás una cadena de unos 90–100 mm sin estirar.
1 Pasa la punta de una goma por dentro de la otra 2 Mete la otra punta de la 2 por su propio bucle y tira 3 Queda una cadena de 90–100 mm sin estirar Truco: Si solo tienes una goma grande (Ø 70 mm o más), úsala sola.Ancla la goma en el morro
Mete un extremo de la cadena por la ranura del morro desde abajo, pasa el pasador D de 30 mm por el bucle encima del techo y tira desde abajo para que el pasador quede apoyado. Pega el pasador al techo con un trozo de cinta.
1 Mete un extremo de la cadena por la ranura, desde abajo 2 Pasa el pasador D de 30 mm por el bucle, encima del techo 3 Tira desde abajo y pega el pasador al techo con cinta Engancha la goma al eje
Lleva el otro extremo de la cadena por dentro del túnel hasta el eje trasero y engánchalo en el gancho. La goma debe quedar ligeramente tensa, sin tocar el eje delantero.
1 Lleva el otro extremo por el túnel hasta el gancho trasero 2 Engánchala: debe pasar por encima del eje delantero Comprueba: Mira el túnel de lado: la goma pasa por encima del eje delantero sin rozarlo.Pon el lastre
Pega con cinta 2 monedas de 1 € sobre el techo, encima del eje trasero (línea «lastre»). Su peso aprieta las ruedas traseras contra el suelo y mejora el agarre.
1 Pega 2 monedas de 1 € sobre el techo, encima del eje trasero 2 El peso aprieta las ruedas traseras contra el suelo Carga el motor
Apoya el coche en el suelo y empújalo hacia atrás con la mano unos 55–60 cm: son unas 6 vueltas de rueda, porque cada vuelta de un tapón de Ø 30 mm avanza ≈ 9,4 cm (π × 30 mm). La goma se enrolla sobre el eje. No pases de 8 vueltas (unos 75 cm): la goma podría romperse.
1 Apoya el coche y empújalo hacia atrás unos 55–60 cm (6 vueltas) 2 Mira por debajo: la goma se enrolla en espiral sobre el eje 3 No pases de 8 vueltas de rueda: la goma podría romperse Comprueba: Al mirar por debajo se ve la goma enrollada en espiral sobre el eje y bien tensa.Suelta
Sujeta el coche quieto un segundo con el morro mirando hacia el pasillo y suéltalo sin empujar. Mide con la cinta métrica dónde se para y apúntalo.
1 Sujétalo quieto un segundo con el morro hacia el pasillo 2 Suéltalo sin empujar: sale solo hacia delante 3 Mide con la cinta métrica dónde se para y apúntalo Decora
Pinta o dibuja ventanillas, números y franjas en el techo y los laterales. No pintes los neumáticos ni los agujeros de los ejes. Deja secar antes de correr.
1 Dibuja ventanillas, números y franjas en el techo y los laterales 2 No pintes los neumáticos ni los agujeros de los ejes 3 Deja secar antes de correr
¿Funciona? La prueba
En un pasillo liso (baldosa o parqué), carga el coche con 6 vueltas de rueda (≈ 57 cm hacia atrás), suéltalo y mide la distancia desde el punto de salida hasta donde se para. Repite 3 veces y haz la media.
Qué debe pasar: Sale disparado en el primer segundo, la goma se suelta del gancho tras ≈ 0,6 m y el coche sigue rodando por inercia: en total 2–4 m en suelo liso. En alfombra se queda en 0,5–1 m.
Si algo falla
- Las ruedas giran pero el coche no avanza — Las ruedas traseras patinan. Solución: Pon los neumáticos de goma y el lastre de monedas sobre el eje trasero; carga menos vueltas para que arranque más suave.
- Avanza un poco y frena en seco — La goma no se suelta del gancho y se enrolla al revés. Solución: Acorta la pata del gancho a 4–5 mm o inclínala un poco hacia el lado por donde tira la goma.
- Va torcido — Agujeros de ejes desalineados o tapones descentrados. Solución: Comprueba que los agujeros están a 24 y 116 mm en los dos laterales; cambia el tapón que baila.
- Se para enseguida aunque la goma esté tensa — Rozamiento: tapón tocando el chasis o eje frenado en el cartón. Solución: Coloca los separadores de pajita y comprueba que los agujeros del chasis tienen 4 mm (gira el punzón para agrandarlos).
- La goma se sale del gancho al cargar — Goma sin tensión al empezar a enrollar. Solución: Usa una cadena más corta (2 gomas más pequeñas) para que quede tensa desde el principio.
- La goma roza el eje delantero — Cadena demasiado floja o anclaje bajo. Solución: Asegúrate de que la goma sale de la ranura del techo y no del borde inferior; tensa con gomas más cortas.
Seguridad
- Las gomas pueden romperse y golpear: no cargues más de 8 vueltas y aleja la cara al enrollar.
- Perforar tapones y usar la pistola de silicona: siempre un adulto.
- Corta las puntas de las brochetas antes de montarlas.
- Los clips cortados pinchan: cubre el gancho con cinta salvo la punta que engancha.
- Monedas, gomas y clips son piezas pequeñas: fuera del alcance de menores de 3 años.
La ciencia detrás
Para los niños
Cuando empujas el coche hacia atrás, la goma se enrolla y se estira, como cuando tensas un tirachinas: estás guardando tu fuerza dentro de la goma. Al soltarlo, la goma quiere volver a su tamaño y hace girar el eje y las ruedas. Las ruedas empujan el suelo hacia atrás y el suelo empuja el coche hacia delante, ¡pero solo si las ruedas agarran! Por eso les ponemos gomas como neumáticos.
Para el adulto
Al enrollar la goma se realiza trabajo que queda almacenado como energía potencial elástica (≈ ½·k·x² para estiramientos moderados). Al soltar, la tensión T de la goma aplica sobre el eje un par T·r (r ≈ 3 mm, el radio del tambor de cinta), que en la rueda de radio R = 15 mm se convierte en una fuerza de tracción T·r/R ≈ T/5. Esa tracción solo se transmite si no supera el rozamiento estático máximo μ·N entre neumático y suelo: de ahí los neumáticos de goma (μ mayor) y el lastre sobre el eje motriz (N mayor). Con una goma de ≈ 4 N, la tracción es ≈ 0,8 N y un coche de ≈ 60 g acelera bruscamente. El número de vueltas útil está limitado por el alargamiento máximo de la goma: con 116 mm de recorrido y un tambor de ≈ 6 mm de diámetro caben unas 7 vueltas (≈ 0,65 m con ruedas de Ø 30 mm, que avanzan ≈ 94 mm por vuelta). Cuando la goma se suelta del gancho, el coche continúa por inercia con la energía cinética adquirida hasta que la disipan el rozamiento de rodadura y de los ejes y la resistencia del aire. Ruedas motrices más grandes recorren más por vuelta pero dan menos tracción: es un compromiso, como las marchas de una bicicleta.
- energía potencial elástica: energía guardada en algo estirado o retorcido, como la goma.
- energía cinética: energía que tiene un objeto por moverse.
- rozamiento (fricción): fuerza entre dos superficies que se tocan; frena, pero también deja que las ruedas empujen.
- inercia: tendencia de un objeto a seguir moviéndose (o quieto) si nada lo cambia.
- tracción: fuerza con la que las ruedas empujan el coche hacia delante.
Por edades
- 5–7 años: El adulto corta, perfora y pega ejes y gancho. El niño dobla la U, pone separadores, neumáticos y la goma, carga el coche y mide con pasos. Céntrate en «estirar = guardar fuerza».
- 8–10 años: Siguen todos los pasos con ayuda en el punzón y la silicona. Que midan en metros y hagan la media de 3 intentos.
- 11–12 años: Que grafiquen vueltas–distancia, prueben ruedas traseras de Ø 40 mm y calculen la distancia por vuelta (π·D). Reto: optimizar el coche para la máxima distancia.
En grupo o en clase
Parejas, un coche por pareja. Antes de la sesión: perforar tapones, cortar ejes y doblar ganchos. Sesión de 60 min: 40 min de montaje y 20 min de carrera en un pasillo con línea de salida y marcas cada 50 cm con cinta de carrocero. Cada pareja anota sus 3 intentos en una tabla común en la pizarra. Ten gomas y tapones de repuesto.
Retos
- Haz que tu coche recorra más de 4 m en suelo liso.
- Construye un coche que suba una rampa de 5 cm.
- Cambia las ruedas traseras por tapas de Ø 40–60 mm y compara.
- Diseña una carrocería aerodinámica de cartulina que pese menos de 10 g.
- Haz un coche que vaya en línea recta durante 3 m sin desviarse más de 20 cm.