Ciencia y espacio 3D
Cronología universal de la historia humana: de la prehistoria a la actualidad
Línea de tiempo total • De los orígenes líticos a la inteligencia artificial • Ciencia y cultura
Pieza
Piezas modulares 3D disponibles (haz clic o arrastra al circuito)
Catálogo de desafíos cinemáticos (12 niveles)
¡Meta alcanzada en 3D!
★
★
★
Has completado el recorrido con éxito.
¿Estás seguro?
Se eliminarán las piezas añadidas a la pista.
Guardar circuito
Asigna un nombre a tu diseño para recuperarlo en este navegador o descargarlo en archivo JSON.
Mis circuitos guardados
Selecciona una pista guardada para cargarla en el taller o importa un archivo JSON externo.
Fundamentos de física cinemática 3D aplicados
Conservación de la energía mecánica
La energía potencial gravitatoria (Ep = m · g · h) acumulada en la salida superior se convierte progresivamente en energía cinética (Ec = ½ m · v²) a medida que la canica desciende por los rieles tubulares cromados.
Colisiones elásticas y restitución
El coeficiente de restitución (e) determina cuánta energía cinética se preserva en el rebote. En las camas elásticas con resortes 3D se produce un impulso reactivo hiperelástico (e > 1,3) que catapulta la bola salvando alturas elevadas.
Momento de inercia y rodadura 3D
La rotación continua de la esfera en el espacio 3D depende de su tensor de inercia (I = ⅖ m · r²). La velocidad de traslación se acopla directamente a la velocidad angular (v = ω × r), provocando un rodaje fotorrealista sobre el carril.
Guía técnica de diseño cinemático, dinámica de rotación y circuitos de canicas
Los circuitos de canicas constituyen un banco de pruebas experimental ideal para visualizar la mecánica clásica, el acoplamiento entre energía potencial y cinética, el coeficiente de restitución en choques elásticos y la dinámica del sólido rígido esférico rodando sin deslizamiento.
Propiedades físicas y cinemáticas de los materiales esféricos
Cuando una esfera rueda sobre una superficie inclinada sin deslizar, parte de la energía potencial liberada se transfiere a la energía cinética de traslación (Ec_t = ½ · m · v²) y otra parte a la energía cinética de rotación (Ec_r = ½ · I · ω²). Al ser el momento de inercia esférico I = 2/5 · m · r², la distribución de masa y las constantes del material determinan la aceleración angular y la respuesta ante colisiones.
| Material de canica | Densidad (ρ, g/cm³) | Restitución (e) | Fricción rodadura (μr) | Inercia relativa | Respuesta cinemática |
|---|---|---|---|---|---|
| Acero al cromo (AISI 52100) | 7,85 g/cm³ | 0,92 | 0,0015 | Muy alta | Máxima conservación de inercia y velocidad final en riel |
| Cristal de borosilicato | 2,23 g/cm³ | 0,85 | 0,0025 | Media | Descenso equilibrado y gran estabilidad visual en pista |
| Latón macizo (CuZn39Pb3) | 8,50 g/cm³ | 0,78 | 0,0020 | Muy alta | Gran momento lineal con rebote moderado en deflectores |
| Madera de haya tratada | 0,72 g/cm³ | 0,60 | 0,0050 | Baja | Desaceleración rápida y absorción elástica de impactos |
| Polímero de teflón (PTFE) | 2,20 g/cm³ | 0,70 | 0,0010 | Media | Fricción superficial mínima con amortiguación de choque |
Cómo diseñar y simular un circuito cinemático de canicas 3D
1
Seleccionar el modo de taller libre o desafío cinemático
Elige el modo libre para experimentar sin restricciones o selecciona uno de los 12 niveles de rompecabezas de física gradual.
2
Arrastrar y ensamblar rieles, resortes y aceleradores
Arrastra componentes modulares desde la barra de herramientas hacia el lienzo 3D, ajustando su ángulo de inclinación y altura.
3
Ajustar la perspectiva de cámara y punto de vista
Alterna entre la vista frontal 2D para alinear elementos, perspectiva 3D libre para revisar volúmenes o seguimiento dinámico de canica.
4
Lanzar la simulación y analizar la conservación de energía
Presiona el botón de inicio para soltar las canicas y comprueba la trayectoria, rebotes elásticos y velocidad en cada tramo.
Preguntas frecuentes sobre circuitos y física cinemática de canicas
¿Cómo se simula la física 3D de las canicas?
El simulador sincroniza la detección de colisiones de alta precisión de Matter.js con el motor 3D Three.js, calculando en cada instante el vector de rotación angular real para que las canicas rueden fotorrealistamente sobre los rieles tubulares.
¿Se puede mover la cámara en 3D?
Sí, dispone de tres modos de cámara: perspectiva 3D isométrica para apreciar el relieve y las sombras, vista frontal ortogonal para alinear piezas y cámara de seguimiento dinámico que persigue a la canica en su descenso.
¿Cómo influye el material de la canica en su velocidad y aceleración?
En el vacío todas las masas caen a la misma aceleración, pero en el riel intervienen el momento de inercia esférico (I = 2/5 · m · r²) y el rozamiento por rodadura. Las canicas de acero poseen mayor inercia y conservan mejor la velocidad lineal frente a la resistencia del aire.
¿Cómo se conserva la energía mecánica en los rieles y pendientes?
La energía mecánica total se compone de energía potencial gravitatoria (Ep = m · g · h) y energía cinética de traslación y rotación. Al descender, la altura se transforma en velocidad, perdiendo únicamente una pequeña fracción por fricción y colisiones inelásticas.
¿Qué diferencia un circuito cinemático de una máquina de Rube Goldberg?
Un circuito cinemático se centra en el guiado continuo de esferas mediante gravedad, inercia y transferencia de momento. Una máquina de Rube Goldberg encadena múltiples mecanismos heterogéneos (palancas, poleas, fichas de dominó) para realizar una acción intencionadamente compleja.
