El propósito de este artículo es presentar un experimento discrepante, su modelación física y las bondades pedagógicas del montaje para apropiar la ley de presión hidrodinámica de Bernoulli. Se presenta resultados del impacto sobre una población de estudiantes y se mide su movilización surgida del proceso de ir desde un estado de disonancia a un estado de consonancia. El aparato se ha usado como proyecto para que la población en estudio lo trabaje en su tiempo independiente durante 4 semanas. La evolución del aprendizaje se precisa con la ganancia normalizada de Hake y el factor de concentración de Bao. Se ha encontrado una experiencia muy enriquecedora pedagógicamente representada por valores de ganancia de Hake mayores a 0.5. Palavras-chave: material didáctico, experimentos discrepantes, demostraciones experimentales, enseñanza de la Física, métodos de enseñanza.The main purpose of this article is to present a discrepant experiment, its physical modeling as well as its pedagogical benefits of the assembly to learn the Bernoulli's Law of hydrodynamic pressure. The impact of the results is presented on a population of students and the interactive engagement is measured starting from a process of dissonance to a process of consonance. The prototype has been implemented as a project in order that the student's population makes time by their own during four weeks. The evolution of the learning process is specified with the Hake's average normalized gain and the Bao's concentration factor. The experience has turned out to be quite fruitful from a pedagogical standpoint represented by the Hake's gain values above 0.5.
Se formuló un modelo analítico que permitió estimar el tiempo de iluminación solar sobre la Tierra para cualquier fecha del año y cualquier latitud, el modelo tomó la oblicuidad de la eclíptica constante, los rayos de luz paralelos, la Tierra esférica y el movimiento de la Tierra circular uniforme, también mostró un contexto de la astronomía para enseñar física básica. Se relacionó el movimiento de la Tierra alrededor del Sol con el movimiento del plano de luz proyectado sobre la Tierra, luego se dedujo la zona iluminada para una latitud dada y se calculó el tiempo de iluminación mediante el movimiento circular uniforme de rotación terrestre. El modelo se confrontó con resultados numéricos de la Geoscience Australia Agency hallando como error porcentual máximo 1,6¢, el cual se atribuyó principalmente a la discrepancia entre la trayectoria real elíptica y la trayectoria circular tomada en este modelo. Así, sin hacer uso de la trigonometría esférica se obtuvo un modelo analítico que explica de manera muy aproximada el tiempo de iluminación solar en cualquier época del año y para cualquier latitud, el modelo brinda un contexto auténtico para estudiar algunos aspectos de la física básica.
Se extiende el problema tradicional que pregunta por la distancia que recorre una mosca con rapidez constante cuando se mueve entre dos trenes en movimiento uniforme rectilíneo con dirección de colisión. Se revisa tanto la solución trivial como la atribuida a Neumann y mediante una simulación se amplía el problema para incluir trenes acelerados. Este problema puede usarse en cursos de física elemental para ilustrar la relación física-matemática, dar contexto al análisis gráfico y estudiar diversas situaciones en cinemática unidimensional. Además, se resalta la fortaleza didáctica del problema a través de la analogía que guarda con el funcionamiento de un sensor de velocidad basado en pulsos de ultrasonido. Palabras-clave: movimiento de una mosca, problema de Neumann, sensor, ultrasonido.We extend the traditional problem of calculating the distance of travel of a fly that is moving with constant speed along a straight path between two trains that are approaching one another. We found two analytical solutions for the traditional problem and we propose a generalization to the accelerated motion of the trains through a simulation. With this problem the teachers can teach some topics of basic physics as the relations between mathematics and physics, the graphical analysis and various situations on kinematics in one dimension. We show an analogy between the motion of the fly and a ultrasonic wave pulse in a sensor of velocity, which indicates the pedagogical power of this problem. Keywords: motion of a fly, Neumann problem, sensor, ultrasound. IntroducciónDada la complejidad de muchos sistemas en diversos campos de la física actualmente es frecuente que su estudio se lleve a cabo mediante la interacción entre teoría, experimento y simulación, intercambiando así ideas que contribuyen a la comprensión física de tales sistemas. De esta manera la simulación ha demostrado que las leyes que describen el comportamiento de múltiples sistemas físicos pueden reducirse a algoritmos que al ser implementados en un ordenador determinan el comportamiento, por lo general aproximado, de estos sistemas. En particular, la ejecución de una simulación que obedece a tales algoritmos viene a ser como la realización de un experimento en un espacio virtual, donde es posible restablecer parámetros, ajustar condiciones iniciales, cambiar condiciones de frontera y en general plantear y confrontar diversas hipótesis de trabajo, por tales razones suele llamarse a este tipo de procesos de investigación experimentos virtuales (ExV) [1][2][3][4][5][6][7]. No obstante, debe tenerse claro que los ExV son una manera de hacer física teórica y que el experimento real será siempre necesario.Hace unas cinco décadas los problemas concernientes a la física computacional correspondían fundamentalmente a cursos de posgrado, sin embargo durante losúltimos 20 años en carreras de ciencias e ingeniería ha habido un incremento considerable en el interés por plantear el estudio de esta rama de la física y asignaturas afines desde los primeros espacios de formación. A...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.