Prueba de resistencia del panal de abejas construido con libros

Escriban en su cuaderno qué ocurre.

1. Al centrar el objeto sobre la pieza con el eje vertical (de pie), la carga se distribuye a lo largo de las paredes del tubo.
2. Las paredes del tubo trabajan a compresión y la pieza se mantiene de pie sin deformarse, porque la forma circular/célula reparte la fuerza hacia abajo de manera pareja.
3. Si la pieza es muy delgada o el objeto está descentrado, la pared cede, se dobla lateralmente y la pieza se aplasta.

Respuesta orientativa: La pieza se mantiene de pie y soporta el objeto mientras esté centrada y en posición vertical; el cartón es fuerte hacia abajo (a compresión), pero se dobla si la carga cae descentrada o en un costado.

Cuando coloquen la pieza en una posición distinta, pongan el libro encima y anoten en su cuaderno qué sucede.

1. Con la pieza acostada (con su eje horizontal), el libro queda sobre una superficie lateral: el cartón no tiene forma que resista y se deforma con facilidad; el libro se hunde o la pieza se aplana.
2. Con la pieza inclinada, la carga ya no pasa por el eje del tubo: aparece una fuerza lateral que dobla la pieza y ésta se cae o se arruga.
3. Comparando: la pieza en posición vertical resiste mucho más peso que acostada o inclinada.

Respuesta orientativa: Acostada o inclinada, la pieza se deforma y no sostiene el libro; comprueba que la resistencia depende de la dirección de la carga.

Con lo que acaban de experimentar, ¿qué tan difícil será aplastar el panal que construyeron?

1. Su panal está formado por muchas celdas unidas, todas verticales, como las que hicieron en la prueba.
2. El peso se reparte entre todas las celdas en vez de concentrarse en una sola.
3. Además, el panal usa la figura hexagonal: con poco material cubre mucho espacio y cada pared se apoya en las vecinas, lo que aumenta la resistencia.

Respuesta orientativa: Será bastante difícil de aplastar: el panal es fuerte porque está formado por muchas celdas verticales que reparten el peso entre todas, igual que las celdas del panal de abejas.

¿Cuántos libros consideran que soportará el panal antes de aplastarse?

1. Observen la nota del libro: unos 100 \, \text{g} de panal soportan hasta 4 \, \text{kg}.
2. Eso equivale a sostener unas 40 veces su propio peso: \frac{4 \, \text{kg}}{0{,}1 \, \text{kg}} = 40.
3. Su panal tiene muchas celdas, así que la respuesta es una estimación que deben contrastar con el experimento del ejercicio 5.

Respuesta orientativa: Es una predicción: por ejemplo, si el panal tiene 20 celdas, cada una podría aguantar varios libros; estimen un número (p. ej., entre 5 y 20 libros) y compruébenlo midiendo en el ejercicio 5. No hay un único valor correcto: se verifica experimentando.

Guíense con lo siguiente: reúnan varios libros iguales, colóquenlos de uno en uno sobre el panal, registren qué ocurre y continúen hasta que la pila se venga abajo.

1. Pongan el primer libro centrado en el panal: las celdas se comprimen un poco pero no se rompen.
2. Añadan el segundo, el tercero, ... con cada libro la carga total aumenta: F = n \cdot P_{\text{libro}}, donde n es el número de libros.
3. Sigan anotando: al principio casi no se deforma; después verán que las celdas empiezan a arrugarse.
4. Cuando el panal se aplaste y la pila se caiga, cuenten los libros y ese es el resultado: por ejemplo, si cayeron con el libro número 8, el panal soportó 7 libros completos.

Respuesta orientativa: El panal soporta varios libros (decenas en muchos casos); al final las celdas se arrugan y colapsan. El número obtenido es el valor experimental que confirma o corrige la predicción del ejercicio 4.b.