Cómo funcionan las cosas

Las ruedas son redondas para poder rodar suavemente por el suelo sin dar tumbos. Una rueda redonda toca el suelo en un solo punto y sigue girando sobre él, lo que le permite moverse con facilidad. Una rueda cuadrada se atascaría en cada esquina en cada vuelta.

Un coche tiene un motor que quema combustible o usa una batería para hacer girar sus ruedas. Cuando el conductor pisa el pedal, el motor gira las ruedas, y el agarre de los neumáticos empuja el coche hacia delante por la carretera. Al girar el volante, apuntas las ruedas delanteras adonde quieres ir.

Un barco flota porque aparta mucha agua, y esa agua empuja hacia arriba con fuerza suficiente para sostener el barco. Incluso los barcos pesados flotan si tienen una forma que los reparte sobre el agua en vez de hundirse. Un barco lleno de aire por dentro flota mejor que un bloque macizo.

Un avión tiene alas largas y lisas y motores potentes que lo empujan hacia delante muy rápido. Cuando el aire pasa por las alas de forma especial, levanta el avión y lo sostiene en el aire. Mientras el avión siga avanzando bastante rápido, las alas lo mantienen volando.

Un frigorífico no fabrica frío, sino que se lleva el calor. Un líquido especial circula por tubos dentro y detrás del frigorífico, absorbe el calor de la comida y lo lleva fuera. Por eso la parte de atrás del frigorífico se siente caliente mientras el interior sigue fresco.

Pulsar un interruptor es como abrir o cerrar una pequeña puerta para la electricidad. Cuando el interruptor está encendido, deja que la electricidad fluya por los cables hasta la bombilla, y la bombilla brilla. Cuando lo apagas, la puerta se abre y corta el flujo, así que la luz se apaga.

Una llave tiene un patrón especial de dientes a lo largo del borde que encaja con una cerradura exacta. Cuando metes la llave correcta, sus dientes empujan unos pasadores diminutos dentro de la cerradura a las alturas justas. Cuando todos los pasadores se alinean, la cerradura puede girar y la puerta se abre.

Un reloj mide el tiempo contando algo que ocurre a un ritmo perfectamente constante. Los relojes antiguos cuentan los vaivenes de un peso que se balancea, mientras que la mayoría de los relojes de hoy cuentan los diminutos y rapidísimos zumbidos de un cristal especial. Cada latido constante mueve las manecillas o los números, un tic cada vez.

Un globo flota cuando está lleno de un gas especial llamado helio que es más ligero que el aire de alrededor. Las cosas más ligeras suben a través del aire más pesado, así que el globo se eleva. Un globo que inflas con tu aliento está lleno de aire más pesado, por eso cae.

Un imán tiene a su alrededor una fuerza invisible que atrae ciertos metales, como el hierro. No puedes ver esa fuerza, pero notas su tirón cuando un imán se pega de golpe a un frigorífico o a un clip. Los imanes también tienen dos extremos que se atraen o se repelen.

Un columpio sube más cuando bombeas las piernas y te inclinas en los momentos justos. Al estirar las piernas cuando vas hacia delante y recogerte cuando vas hacia atrás, añades un pequeño empujón a cada balanceo. Acertar con el ritmo del columpio es el secreto para subir más.

Una burbuja es una piel muy fina de agua con jabón envuelta alrededor de una bolsa de aire. El jabón deja que el agua se estire en una bola lisa, y el aire atrapado dentro mantiene la forma redonda. Una burbuja explota cuando su piel fina se seca o la tocan y por fin se rompe.

Cuando golpeas un tambor, su parte de arriba tensa vibra hacia arriba y abajo muy rápido. Esa vibración empuja el aire de alrededor de un lado a otro, y esas ondas de aire en movimiento viajan hasta tus oídos como sonido. Cuanto más fuerte golpeas, mayor es la vibración y más fuerte el estruendo.

Cuando soplas un silbato, el aire entra deprisa y gira muy rápido, haciéndolo vibrar de un lado a otro. Esa vibración rápida del aire es lo que tus oídos oyen como un sonido agudo y fuerte. Sopla más fuerte y el silbato suena más alto, porque pones aún más aire en movimiento.

Cuando pulsas una cuerda de guitarra, esta vibra hacia un lado y otro muy rápido, y esa vibración hace que el aire de alrededor se mueva como sonido. El cuerpo hueco de la guitarra recoge el sonido y lo hace más fuerte. Las cuerdas más cortas o más tensas vibran más rápido y hacen notas más agudas.

Un eco ocurre cuando un sonido viaja, choca con una superficie dura como una pared o un acantilado, y rebota directo de vuelta a tus oídos. Como el sonido tiene que ir y volver, lo oyes un momento después de hacerlo. Ese pequeño retraso es por lo que un eco suena como una copia que te responde.

Una palanca es una barra rígida que se apoya en un soporte llamado punto de apoyo. Cuando empujas hacia abajo el extremo largo, el extremo corto levanta una carga pesada con mucho menos esfuerzo que levantarla directamente. Cuanto más larga sea la barra de tu lado, más ligera se siente la carga. Un balancín es una palanca en la que puedes sentarte.

Una polea es una rueda con una cuerda que pasa por encima. Al tirar hacia abajo de un extremo de la cuerda levantas una carga en el otro extremo, y usar varias poleas juntas reparte el peso para que se sienta mucho más ligero. Además te deja tirar hacia abajo mientras la carga sube, lo que suele ser más fácil.

Una rampa es una pendiente que te deja subir algo sin levantarlo recto hacia arriba. Lo empujas una distancia más larga, pero con mucho menos esfuerzo en cada paso, así que las cosas pesadas se mueven más fácil. Cambiar más distancia por menos esfuerzo es uno de los trucos más antiguos de la construcción.

Los engranajes son ruedas con dientes alrededor del borde que encajan unos con otros. Cuando un engranaje gira, sus dientes empujan al siguiente, así que todos giran juntos. Un engranaje pequeño que hace girar a uno grande lo hace más lento pero más fuerte, mientras que uno grande que gira a uno pequeño lo hace más rápido.

Un circuito eléctrico es un bucle completo por el que puede fluir la electricidad, como una pista de carreras para cargas diminutas. Si el bucle está unido todo el camino desde una pila, por un cable, hasta una bombilla y de vuelta, la bombilla se enciende. Rompe el bucle en cualquier punto y el flujo se detiene al instante.

Una pila guarda energía dentro en forma de sustancias químicas, lista y esperando. Cuando la conectas a un circuito, esas sustancias reaccionan y empujan electricidad por los cables para hacer un trabajo, como encender una bombilla. Cuando las sustancias se agotan, la pila se descarga, y algunos tipos se pueden volver a llenar recargándolos.

Un motor eléctrico usa electricidad e imanes para hacer girar algo. Cuando la electricidad fluye por una bobina de cable, la bobina se vuelve un imán, y otros imanes la empujan y la tiran para que gire. Ese giro puede mover ruedas, ventiladores y las aspas dentro de muchas máquinas.

Una pantalla está cubierta por una cuadrícula de millones de puntos diminutos llamados píxeles, cada uno capaz de brillar en rojo, verde o azul. Al mezclar esos tres colores con distintos brillos, cada punto puede mostrar casi cualquier color. Juntos, todos los puntos forman la imagen que ves, y cambian muchas veces por segundo para que se mueva.

Un avión se mantiene arriba gracias a una fuerza llamada sustentación, que crean sus alas al cortar el aire. El ala tiene una forma tal que el aire que se mueve por arriba acaba tirando y empujando el ala hacia arriba. Cuanto más rápido vuela el avión, más sustentación crean las alas, suficiente para sostener todo el avión.

Un barco flota por su forma, no solo por lo que está hecho. Su casco ancho y hueco aparta una enorme cantidad de agua, y esa agua empuja hacia arriba con fuerza suficiente para sostener el barco. Un bloque macizo del mismo metal se hundiría porque aparta mucha menos agua.

Un helicóptero tiene largas aspas que giran arriba y funcionan como alas rápidas y giratorias. Al girar, empujan el aire hacia abajo, y eso empuja el helicóptero hacia arriba. Inclinando las aspas justo así, el piloto puede quedarse suspendido, subir recto o volar en cualquier dirección.

Un globo aerostático se eleva porque el aire caliente es más ligero que el aire frío. Un quemador calienta el aire dentro del enorme globo, y ese aire caliente y ligero levanta todo hacia el cielo. Para bajar, el piloto deja que el aire se enfríe, y el globo desciende suavemente.

Un puente soporta el peso repartiéndolo y enviándolo hacia abajo a soportes fuertes en cada extremo o en el centro. Algunos puentes cuelgan de cables, otros se apoyan en arcos, y otros usan estructuras de triángulos, pero todos guían la carga con seguridad hasta el suelo. La forma ingeniosa hace el trabajo duro.

Un triángulo es la forma sencilla más firme porque sus tres lados se sujetan entre sí y no se pueden deformar. Un cuadrado puede inclinarse y quedar torcido, pero un triángulo se queda fijo. Por eso ves triángulos dentro de puentes, tejados, torres y grúas.

Un rascacielos se apoya en un esqueleto fuerte de acero y hormigón que lleva su peso recto hacia abajo hasta unos cimientos profundos en el suelo. La estructura se construye para quedarse rígida, y las torres altas también se diseñan para balancearse un poco con viento fuerte en vez de romperse. Unas raíces profundas y sólidas mantienen firme al gigante.

Un arco es una forma curva que soporta el peso pasándolo suavemente por su curva y hacia unos soportes fuertes a cada lado. En vez de que un solo punto reciba toda la carga, todo el arco la reparte, así que puede sostener puentes y puertas durante muchísimo tiempo. Muchos arcos antiguos siguen en pie hoy.

Un ordenador no piensa de verdad como tú, sino que sigue instrucciones increíblemente rápido. En lo profundo, guarda y mueve todo como diminutos interruptores que están encendidos o apagados, que escribimos como unos y ceros. Al accionar miles de millones de estos interruptores cada segundo, puede hacer cuentas, mostrar imágenes y ejecutar juegos.

El código es un conjunto de instrucciones exactas que le dice a un ordenador qué hacer, paso a paso. Las personas lo escriben en lenguajes especiales que el ordenador entiende, y debe estar perfectamente escrito porque un ordenador hace justo lo que se le dice, nada más. Los juegos, las aplicaciones y las webs están hechos de código.

Internet es una red gigante y mundial que conecta millones de ordenadores para que puedan compartir información. Cuando abres una web o envías un mensaje, se divide en trocitos que viajan por cables y señales hasta otro ordenador, y luego se vuelven a juntar. Conecta a casi todo el mundo en segundos.

El wifi lleva información con ondas de radio invisibles que viajan por el aire. Una cajita llamada router convierte tu señal de internet en esas ondas, y tu móvil o tableta las capta y las vuelve a convertir en imágenes y mensajes. Es un poco como una conversación invisible que ocurre a tu alrededor.

Un motor de gasolina genera fuerza con pequeñas explosiones controladas. Mezcla combustible con aire dentro de cámaras pequeñas, lo enciende con una chispa para que arda con un estallido, y ese empujón mueve piezas arriba y abajo. Esos empujones se convierten en el giro que impulsa las ruedas, cientos de veces por minuto.

Un coche eléctrico funciona con una batería grande en vez de quemar combustible. La electricidad guardada alimenta un motor que hace girar las ruedas silenciosa y suavemente, sin ruido de motor ni humos de escape. Cuando la batería se agota, enchufas el coche para recargarlo, un poco como cargar un móvil gigante.

Un panel solar está hecho de un material especial que expulsa un flujo de electricidad cada vez que le da la luz del sol. Cuanto más brillante es la luz, más energía produce, sin piezas móviles y sin combustible que quemar. En tejados soleados y enormes huertos solares, los paneles convierten en silencio la luz directamente en energía aprovechable.

La electricidad se produce en centrales y luego se envía por todo el país a través de una enorme red de cables llamada red eléctrica. Torres altas la llevan a largas distancias, y cables más pequeños la traen por tu calle y hasta tu casa. La red equilibra sin parar cuánta energía se produce con cuánta usa todo el mundo, cada segundo.

Un robot es una máquina que puede percibir el mundo a su alrededor, decidir qué hacer y luego moverse o actuar por su cuenta. Sigue un programa escrito por personas, pero puede reaccionar a lo que detecta, como una aspiradora robot que gira al chocar con una pared. No toda máquina es un robot, solo las que perciben y actúan.

Los robots usan sensores, que son como sentidos electrónicos, para averiguar qué hay a su alrededor. Las cámaras actúan como ojos, los micrófonos como oídos, y los sensores de tacto notan los golpes, mientras que algunos robots hasta miden la distancia con rayos de luz. El robot convierte todas esas señales en información con la que puede actuar.

La inteligencia artificial, o IA, es un programa de ordenador que puede hacer tareas que normalmente necesitan un pensamiento parecido al humano, como reconocer una cara o entender una pregunta. No piensa ni siente de verdad, pero detecta patrones a partir de enormes cantidades de ejemplos y los usa para hacer suposiciones inteligentes. Las personas la construyen y deciden cómo se usa.

Algunos programas de ordenador aprenden mirando miles de ejemplos en vez de que se les diga cada regla. Para aprender cómo es un gato, un programa estudia muchas fotos de gatos hasta detectar los patrones que comparten. Luego puede adivinar si una foto nueva muestra un gato. Cuantos más buenos ejemplos ve, mejor se vuelve.

Una emisora de radio convierte los sonidos en ondas de radio invisibles y las emite desde una antena alta. Esas ondas se propagan por el aire en todas las direcciones, y tu radio las capta y las vuelve a convertir en la música y las voces que oyes. Todo viaja a la velocidad de la luz, así que llega al instante.

Tu móvil escucha señales de satélites que giran muy por encima de la Tierra. Cada satélite dice exactamente dónde está y a qué hora envió su señal, y comparando varios tu móvil calcula tu propio punto en el mapa. Necesita al menos unos cuantos satélites para localizarte con precisión.

Un horno microondas envía ondas invisibles a la comida que hacen que los diminutos trozos de agua de dentro vibren muy rápido. Toda esa vibración crea calor justo dentro de la comida, así que se calienta desde dentro en vez de desde fuera. Por eso un microondas calienta las sobras mucho más rápido que un horno normal.

Una pantalla táctil tiene una cuadrícula invisible de diminutos sensores eléctricos justo debajo del cristal. Tu dedo lleva una pequeña carga eléctrica, así que al tocar la pantalla cambias la electricidad en ese punto exacto. El aparato nota qué punto cambió y sabe con precisión dónde tocaste o deslizaste.