Balancing Act

Chris on treeIn the late 1980’s in Houston, I created activities for the HISD’s “Say Yes to a Youngster’s Future: Math and Science for the Family” program sponsored by Shell. Students met on Saturday with an adult family member and explored different concepts using everyday materials. Participants were from the lowest performing elementary schools at that time. At the end of the year, all the schools had raised their test scores. Here are some of the activities we did around the concepts of GRAVITY and BALANCE. (Still fun!)

Body BalancePhoto on 5-11-17 at 2.29 PM

  1. Sit in a chair with your feet on the floor and your back straight and touching the back of the chair. Do you think you can stand up without leaning forward—even a tiny bit? Try!
  2. Stand with your back to a wall and with both heels touching the wall. Do you think you can bend over and touch the floor and stand back up without moving your heels. Try!
  3. Stand with your side to a wall. Your left foot and left cheek should touch the wall. Without moving your left foot or cheek, do you think you can raise your right foot? Try!

What’s the Science?

Gravity pulls all of us toward the ground. We have to learn how to balance in order not to fall over. Little babies spend a long time working on sitting up, crawling, standing and walking without being pulled to the floor by gravity. We all have a center of gravity that we must keep centered right over our legs or whatever we are using to hold ourselves up. If we put out a leg on one side, we must balance it by leaning to the other side or by putting out the opposite arm.

Photo on 5-11-17 at 2.32 PM

Balancing a pencil

Important questions:

  • What is the easiest way to balance a pencil?
  • What is the hardest way to balance a pencil?
  • What part of the pencil touches you when you try to balance it?
  • What happens to the way you balance a pencil when you tape a penny or paper clip to one end?
  • How is this similar to the Body Balance activity?

Activities: (NOTE: Use a pencil without a point for safety sake!)

  1. Balance the pencil horizontally on your finger.
  2. Balance it vertically on your finger.
  3. Balance it on the back of your hand.
  4. Balance it on your chin.
  5. Balance it on your elbow.
  6. Balance it on your nose.
  7. Balance it on your head.
  8. Balance it on your foot.
  9. Balance it on your forehead.
  10. Balance it on your knee.

Do these activities again. But, first, tape a small weight, like a penny or paper clip, to one end. What happens to the center of balance?

Try other objects: a book, an index card, a ruler, a marker. What happens?

What’s the Science?

Since gravity is always pulling down on an object, a wide one is easier to balance than a narrow one. That is why the pencil is easier to balance horizontally than vertically. Jugglers and others who balance objects are good at finding a center of balance and keeping it right above their finger or head or wherever they are balancing it. This makes the balancing easy—but it takes a lot of practice. (Try balancing a spinning ball!)

Balancing a pushpin.

Important questions:

  • Why do wide things stay balanced more easily than narrow things?
  • When do you need to stretch out your arms to make yourself wider so you will balance better?

Activities:

  1. Try to balance a pushpin on its point on the end of a pencil. (Do not stick the pin into the pencil!)
  2. Next, cover the head of the pushpin with clay. Stick three forks into the clay on an angle, so they hang down below the pushpin.
  3. Now try to balance the pushpin on the pencil. What happens?

What’s the Science?

A wide object is easier to balance than a narrow one—just like it is easier to walk across a board with your arms stretched out at your sides. The forks make the pushpin “wide” and so easier to balance.

CH BalanceBalancing Strange Shapes.

Questions:

  • Why do objects have only one center of balance?
  • Is the center of balance always in the same place?
  • What happens if you add more weight to one part of an object or shape.

Activities:

  • Balance an irregular shape on your finger. (Cut it from cardstock.)
  • Make a small “x” where your finger touches the shape as it balances it. Is this the center of balance?
  • Find the center of balance using math: Take a foot of string. Tie one end to a large paper clip and the other to a pushpin. Stick a pushpin into the shape near an edge. Let the weight hang freely as you hold the edge with the pushpin. Draw a line where the string crosses the shape. Turn the shape so that another edge is up and repeat these activities. The place where the two lines cross should be the center of gravity.

Compare: Does the center of gravity match the little “x” you made. If not, try balancing the “x” on your finger, then the intersection of the two lines. Which works best?

Take a penny or other small weight to a place on the shape close to an edge. Will the center of gravity change? Try the activities again to see! Try using this knowledge to create objects that balance in weird ways and amaze your friends.

What’s the Science?

You can use this math to find the center of balance of most objects that are even in thickness, like a book or piece of cardboard. If you add a weight, the center of balance will change.

boia-macarro-inflavel-para-piscina-brincar-doodles-D_NQ_NP_19090-MLB20164402403_092014-FIn the pool: Try balancing different ways on a noodle: Put it under your arms in front. Put it under your arms in back, Hold it stretched out in front of you. Sit on it sideways. Sit on it like you are sitting on a horse. Stand on it with one foot. Stand on it with both feet. Kneel on it. Try to move back and forth, up and down and sideways. Which activities are hardest? How does water change your  balance?

 

Ley de equilibrio

A finales de los años ochenta en Houston, creé actividades para el programa “Diga sí al futuro de un joven: matemáticas y ciencia para la familia” de HISD patrocinado por Shell. Los estudiantes se reunieron el sábado con un miembro adulto de la familia y exploraron diferentes conceptos usando materiales cotidianos. Los participantes eran de las escuelas primarias de más bajo rendimiento en ese momento. Al final del año, todas las escuelas habían aumentado sus calificaciones. Aquí están algunas de las actividades que hicimos alrededor de los conceptos de GRAVEDAD y EQUILIBRIO. (Todavía diversión!)

El equilibrio del cuerpo

  1. Siéntese en una silla con los pies en el suelo y la espalda recta y tocando la parte posterior de la silla. ¿Cree usted que puede ponerse de pie sin inclinarse hacia adelante, incluso un poco? ¡Tratar!
  2. De pie con la espalda a la pared y con los dos talones tocando la pared. ¿Cree que puede doblarse y tocar el suelo y levantarse sin mover los talones. ¡Tratar!
  3. Párese con su lado a una pared. El pie izquierdo y la mejilla izquierda deben tocar la pared. Sin mover el pie izquierdo ni la mejilla, ¿crees que puedes levantar el pie derecho? ¡Tratar!

¿Cuál es la ciencia?

La gravedad nos saca a todos hacia el suelo. Tenemos que aprender a equilibrar para no caer. Los bebés pequeños pasan mucho tiempo trabajando en sentarse, gatear, pararse y caminar sin ser tirados al suelo por gravedad. Todos tenemos un centro de gravedad que debemos mantener centrado justo sobre nuestras piernas o lo que sea que estamos usando para sostenerse. Si ponemos una pierna a un lado, debemos equilibrarla apoyándonos en el otro lado o sacando el brazo opuesto.

Equilibrio de un lápiz

Preguntas importantes:

  • ¿Cuál es la forma más fácil de equilibrar un lápiz?
  • ¿Cuál es la forma más difícil de equilibrar un lápiz?
  • ¿Qué parte del lápiz te toca cuando intentas equilibrarlo?
  • ¿Qué sucede con la forma en que equilibra un lápiz cuando graba un penique o un clip de papel en un extremo?
  • ¿Cómo es esto similar a la actividad de Balance Corporal?

Actividades: (NOTA: Use un lápiz sin un punto por razones de seguridad!)

  1. Equilibre el lápiz horizontalmente en su dedo.
  2. Equilibrarlo verticalmente en su dedo.
  3. Equilibre en el dorso de la mano.
  4. Equilibre en su barbilla.
  5. Equilibre en el codo.
  6. Equilibre en su nariz.
  7. Equilibrarlo en su cabeza.
  8. Equilibrarlo en su pie.
  9. Equilibrarlo en la frente.
  10. Equilibre en su rodilla.

Haga estas actividades de nuevo. Pero, en primer lugar, cinta un pequeño peso, como un penique o clip de papel, a un extremo. ¿Qué pasa con el centro del equilibrio?

Pruebe otros objetos: un libro, una tarjeta de índice, una regla, un marcador. ¿Lo que pasa?

¿Cuál es la ciencia?

Puesto que la gravedad siempre está tirando hacia abajo sobre un objeto, uno ancho es más fácil de equilibrar que uno estrecho. Es por eso que el lápiz es más fácil de equilibrar horizontalmente que verticalmente. Malabaristas y otros que equilibran objetos son buenos en encontrar un centro de equilibrio y mantenerlo justo encima de su dedo o la cabeza o dondequiera que están equilibrando. Esto hace que el equilibrio fácil, pero se necesita mucha práctica. (Trate de balancear una pelota giratoria!)

Equilibrio de un pasador.

Preguntas importantes:

  • ¿Por qué las cosas anchas permanecen equilibradas más fácilmente que las cosas estrechas?
  • ¿Cuándo necesita estirar los brazos para hacerse más ancho para que pueda equilibrar mejor?

Ocupaciones:

  1. Trate de equilibrar un pasador en su punto en el extremo de un lápiz. (¡No pegues el alfiler en el lápiz!)
  2. A continuación, cubra la cabeza del pasador con arcilla. Coloque tres tenedores en la arcilla en un ángulo, por lo que cuelgan por debajo del pasador.
  3. Ahora trate de equilibrar el pasador en el lápiz. ¿Lo que pasa?

¿Cuál es la ciencia?

Un objeto ancho es más fácil de equilibrar que uno estrecho, igual que es más fácil caminar sobre una tabla con los brazos estirados a los lados. Los tenedores hacen que el pasador sea “ancho” y tan fácil de equilibrar.

Equilibrio de formas extrañas.

Preguntas:

  • ¿Por qué los objetos tienen sólo un centro de equilibrio?
  • ¿El centro de equilibrio está siempre en el mismo lugar?
  • Qué sucede si añade más peso a una parte de un objeto o forma.

Ocupaciones:

  • Equilibre una forma irregular en su dedo. (Cortarlo del cartulina.)
  • Haga una “x” pequeña donde su dedo toque la forma mientras la equilibra. ¿Es este el centro del equilibrio?
  • Encuentre el centro de equilibrio usando matemáticas: Tome un pie de cuerda. Ate un extremo a un clip de papel grande y el otro a un pasador. Pegue un pasador en la forma cerca de un borde. Deje que el peso cuelgue libremente mientras sostiene el borde con el pasador. Dibuja una línea donde la cadena cruza la forma. Gire la forma para que el otro borde esté hacia arriba y repita estas actividades. El lugar donde las dos líneas cruzan debe ser el centro de gravedad.

Compare: ¿El centro de gravedad coincide con la pequeña “x” que hiciste? Si no, trate de equilibrar la “x” en su dedo, luego la intersección de las dos líneas. ¿Cuál trabaja mejor?

Tome un centavo u otro peso pequeño a un lugar en la forma cerca de un borde. ¿Cambiará el centro de gravedad? Prueba las actividades de nuevo para ver! Trate de usar este conocimiento para crear objetos que equilibren de manera extraña y sorprender a sus amigos.

¿Cuál es la ciencia?

Usted puede utilizar esta matemática para encontrar el centro de equilibrio de la mayoría de los objetos que son incluso de espesor, como un libro o un pedazo de cartón. Si agrega un peso, el centro de equilibrio cambiará.

En la piscina: Trate de equilibrar diferentes maneras en un fideo: Póngalo bajo los brazos en el frente. Ponlo debajo de tus brazos en la espalda, Manténgalo tendido frente a ti. Sientate en eso. Párese con un pie. Párese con ambos pies. Arrodílleselo. Trate de moverse hacia adelante y hacia atrás, arriba y abajo y hacia los lados. ¿Qué actividades son las más difíciles? ¿Cómo el agua cambia su equilibrio?

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