Anexo N° 1 Gravedad y agujeros negros

FICHA GENERAL DE MÓDULO: GRAVEDAD Y AGUJEROS NEGROS
Nombre del Módulo
Gravedad y agujeros negros
Tipo de Módulo
Análogo
Especificaciones Generales
Público Objetivo
12 años
Tiempo de interacción
2 minutos
Capacidad portante
1 usuario
Autónomo o Asistido
Autónomo
Accesibilidad
[si] Movilidad reducida
[si] Altura accesible
[si] Discapacidad auditiva
[no] No videntes
Concepto
Objetivo Educativo
Objetivo Secundarios
Experiencia
Agujero negro.
Velocidad de escape.
Aprender que en un
agujero negro la luz no
es capaz de escapar.
-Tamaño de objetos
para que se conviertan
en agujeros negros.
-Tipos de agujeros
negros: estelares,
supermasivos.
Asombro al descubrir
que en un agujero
negro, incluso la luz no
puede escapar.
Especificaciones estéticas y referentes
Izquierda: Esquema de la geometría que se busca representar en este módulo.
Derecha: Ejemplo de rieles espirales para transporte de bolitas.
FICHA GENERAL DE MÓDULO: GRAVEDAD Y AGUJEROS NEGROS
Reseña
Instalación en forma de embudo agudo, con disparador desde el vértice que simulan 3 velocidades de
escape (una de ellas la velocidad de la luz). Ninguna de las partículas lanzadas será capaz de subir más
allá de un cierto límite (horizonte de eventos).
Infografía complementaria expone los tamaños que debería tener el Sol y la Tierra para convertirse en
agujeros negros, se propone también exponer los efectos (o falta de éstos) de transformar el Sol en un
agujero negro.
Interacción (flujo)
La instalación consiste en un embudo agudo (forma/materialidad exacta a determinar) que simula la
curvatura del espacio en la vecindad de un agujero negro, con el nivel de ‘horizonte de eventos’
claramente marcado. Un disparador de gesto mecánico deberá ser capaz de lanzar una bolita desde el
vértice del embudo hacia arriba, por un riel curvo con forma de espiral (curvatura de la espiral a
determinar en prototipo). El disparador, deberá señalar niveles según el esfuerzo que se necesite para
lanzar la bolita.
Infografía complementaria expone los tamaños que debería tener el Sol (3 km de radio) y la Tierra (8.7
mm de radio) para convertirse en agujeros negros, se propone también exponer los efectos (o falta de
éstos) de transformar el Sol en un agujero negro.
Flujo esperado por visitante:
1. Mediante gráfica y preguntas se invita al visitante a sacar la bolita del fondo del agujero negro
2. Con la manipulación de un disparador de gesto análogo, el visitante intenta lanzar la bolita fuera
del embudo. El disparador debe poder tener niveles de esfuerzo. Se espera, invitando mediante
preguntas, que el visitante realice más de un intento para lograr el desafío.
3. Finalizada la interacción, la gráfica asociada al módulo entrega las pistas para descubrir el
fenómeno detrás del módulo.
SALA DE ASTRONOMÍA - MIM
Especificaciones diseño de prototipo análogo
Julio 2016
ÁMBITO 4 - MÓDULO 5:Gravedad y Agujeros Negros
PRIMER PISO EL UNIVERSO COMO LO ENTENDEMOS HOY
MÓDULO 4.5 Gravedad y Agujeros Negros
ENCARGO
Consiste en el diseño, fabricación e instalación en el Museo de un prototipo, en base a
esquemas generales de soporte y mecanismos
proporcionados por el equipo de Museografia
TIPO DE
MÓDULO
Electromecánico
DETALLE DEL
ENCARGO
Instalación en forma de riel espiral describiendo forma de embudo agudo, con un disparador desde el
vértice que simula distintas velocidades de escape
(una de ellas la velocidad de la luz). Ninguna de las
partículas lanzadas será capaz de subir más allá de
una cierta altura (horizonte de eventos).
TIPOLOGÍA
MUEBLE
Instalación
TECNOLOGÍAS
Mecánica, electrónica
ESPECIALIDADES Diseñador/a industrial con habilidad en elec-
tromecánica
Ingeniero/a electrónico
ESPECIFICACIONES DISEÑO DE PROTOTIPO
ESPACIO UNIVERSO - MIM
ÁMBITO 4 - MÓDULO 5:Gravedad y Agujeros Negros
PRIMER PISO EL UNIVERSO COMO LO ENTENDEMOS HOY
PROTOTIPO
OBJETIVO
REQUERIMENTOS ESPECIFICOS
RIEL ESPIRAL
Construcción de riel espiral
Construcción de riel espiral con forma de embudo agudo que representa la deformación en el espacio alrededor
de un agujero negro. Este riel es una guia para el recorrido de la bola lanzada desde su extremo inferior. La bola
nunca puede salir de riel. Evaluar materialidad que sea resistente al roce de la bola y que permita ver claramente
el trayecto de la bola. Las dimensiones y forma del riel deben ser las definitivas a lo que será el modelo final. Para
una mantención adecuada, evaluar acceso, número de partes y repuestos comerciales. Modelo debe atender a
necesidades de seguridad.
SISTEMA DE
LANZAMIENTO
Sistema de lanzamiento de la bola.
El sistema de lanzamiento debe ser capaz de producir tres niveles de altura claramente distinguibles (recorridos
de bola en el espiral). El gesto de lanzamiento por parte del usuario debe ser mecánico (ejemplo disparador tipo
fliper). El mecanismo de lanzamiento puede ser electromecánico para lograr las diferencias de altura señaladas. El
empuje debe ser proporcional a la tensión del resorte y debe lograr que la bola suba a distintas alturas claramente
distinguibles. Tres velocidades deben ser identificadas en el módulo como: velocidad con que los cohetes espaciales
escapan de la Tierra (12 km/s aproximadamente), velocidad con que el Sol orbita la Vía Láctea (230 km/s) y
velocidad de la luz (300,000 km/s). No se busca que el sistema genere estas velocidades, solo deben estar rotulados
con estos valores. El sistema debe tener puesta en cero. Para una mantención adecuada, evaluar acceso, número de
partes y repuestos comerciales. Modelo debe atender a necesidades de seguridad.
PRUEBAS DE
FENÓMENO
Comprobar efecto que buscamos
generar.
Comprobar que el módulo logre representar la deformación de espacio alrededor de un agujero negro. La bola
lanzada desde el vértice debe recorrer el riel espiral en forma de embudo agudo y nunca debe escapar del sistema, ni
llegar al extremo superior del riel (debe frenar con el propio peso antes de caer).
REFERENTES
ESPECIFICACIONES DISEÑO DE PROTOTIPO
ESPACIO UNIVERSO - MIM
ÁMBITO 4 - MÓDULO 5:Gravedad y Agujeros Negros
PRIMER PISO EL UNIVERSO COMO LO ENTENDEMOS HOY
SUGERENCIA DE SOLUCIÓN
Se presentan algunas ideas primarias de como resolverlo, pero se sugiere proponer ideas alternativas.
LANZADERA
DE DISTINTAS
VELOCIDADES
RIEL ESPIRAL
CON LARGO
APROPIADO PARA
QUE LA BOLA NO
ESCAPE
DIMENSIÓN MINIMA A PROTOTIPAR 2m
SOPORTE
ESTRUCTURAL
1
Montaje que consiste en un riel tubular con forma de elipse ascendente por el cual viaja una pelota que es impulsada por una lanzadera mecánica
tipo Pinball. La lanzadera deberá permitir lanzamientos a tres velocidades. Ninguno de los lanzamientos debe alcanzar a salir del recorrido del riel.
ESPECIFICACIONES DISEÑO DE PROTOTIPO
ESPACIO UNIVERSO - MIM
ÁMBITO 4 - MÓDULO 5:Gravedad y Agujeros Negros
PRIMER PISO EL UNIVERSO COMO LO ENTENDEMOS HOY
DIMENSIONES GENERALES
R 20
R 25
R 45
50
200
50
40
90
ESPECIFICACIONES DISEÑO DE PROTOTIPO
90
ESPACIO UNIVERSO - MIM
ÁMBITO 4 - MÓDULO 5:Gravedad y Agujeros Negros
PRIMER PISO EL UNIVERSO COMO LO ENTENDEMOS HOY
1
REFERENTES CONSTRUCTIVOS
SISTEMA
REFERENTE
OBSERVACIONES Y SUGERENCIAS
LANZADERA
Uso de lanzadera tipo Pinball adaptada con sensores de distancia o
posición.
SISTEMA
PROPULSOR 1
Uso de sistema electromecánico de bobina con núcleo y resorte, del
mismo tipo utilizado en los flipper.
Sistema de sensor flex para definir la velocidad de disparo de la
bobina. Sistema integrado a ARDUINO.
ESPECIFICACIONES DISEÑO DE PROTOTIPO
ESPACIO UNIVERSO - MIM
ÁMBITO 4 - MÓDULO 5:Gravedad y Agujeros Negros
PRIMER PISO EL UNIVERSO COMO LO ENTENDEMOS HOY
2
REFERENTES CONSTRUCTIVOS
SISTEMA
REFERENTE
SISTEMA
PROPULSOR 2
ESPECIFICACIONES DISEÑO DE PROTOTIPO
OBSERVACIONES Y SUGERENCIAS
Uso de accionador con sistema de palanca para el envío en vertical
ESPACIO UNIVERSO - MIM