Experiencia de trabajo en el área de Física que utiliza el software Modellus para llevar a la práctica lo aprendido en clase sobre movimiento rectilíneo uniforme.
Se describe una experiencia de trabajo en el área de Física, con la utilización del software Modellus (programa de edición de videos instalado en los equipos), en la que se lleva a la práctica lo aprendido en clase sobre movimiento rectilíneo uniforme.
La física es una disciplina muy amplia, que en la antigua secundaria se dividía en Física I (mecánica, calor y sonido) y Física II (electricidad, magnetismo, óptica), pero aun así en general los programas no se completaban. En el Polimodal actual, no todas las orientaciones tienen Física en dos años, entonces resulta más difícilavanzar. Lo que se enseñaba antes en dos años no lo lograremos de seguro en uno, si no cambiamos el enfoque. El uso de la computadora y softwares específicos nos permite trabajar con animaciones, modelos, fotografías y videos que nos pueden ayudar en temas fuertes o bien complicados.
Estamos habituados a escuchar noticias a comienzos del ciclo escolar en las que se cuentan catastróficos resultados de los exámenes de ingreso en las universidades. Las estadísticas son números, pero llegan a impactarnos cuando identificamos que uno de esos números fue un ex alumno nuestro, y más aún si era para nosotros un buen alumno. En el caso particular de quien escribe estas líneas, es muy duro cruzarnos otra vez en las calles del pueblo a varios de los pocos que habían salido del medio rural para estudiar en la universidad. En un medio diferente, ciudad o escuela más equipada, su formación hubiera sido mejor, pensamos, y nos queda el sabor amargo de la derrota. Sin embargo, debemos sacar fuerzas para que la próxima camada sea mejor que la anterior, y con esfuerzo, se puede -y creo que esa es la gratificación del docente- ver a un ex alumno progresar y por qué no, destacarse en sus estudios superiores.
Pero nos concentraremos en un tema de física, que es el motivo de este trabajo, y es el del movimiento rectilíneo uniforme y movimiento rectilíneo uniformemente variado, para mostrar que algún cambio puede hacerse.
Son incontables aún quienes enseñan la velocidad como el cociente entre espacio y tiempo, o bien espacio = velocidad x tiempo (en MRU). ¿Espacio? Implica tres dimensiones; sin embargo, enseñamos movimiento en una dimensión. ¿No es acaso un contrasentido? En la universidad, para calcular el desplazamiento de un móvil se emplea la fórmula: xf = xi + v x t (xf posición final, xi posición inicial). Si la observamos, no es tan diferente de e = v x t, pero sí es mucho más precisa. Ahora bien, ¿por qué no enseñamos así en la escuela? El alumno puede seguramente entender la diferencia entre una dimensión y el espacio. En las actividades que proponemos veremos esto más detenidamente.
De acuerdo con lo anterior, debemos dejar de lado aquel software que muestra animaciones y es muy intuitivo quizás, para buscar uno donde lo que escribimos como fórmulas en la carpeta se utilice, y veamos la potencia de esas fórmulas que muchas veces son estudiadas de memoria sin comprenderlas. Ese tipo de software que buscamos es el llamado software científico, ampliamente usado en estudios superiores y que sin embargo es también aplicable en los estudios del Polimodal, ya que su uso no es excesivamente complejo, al menos en los contenidos que nos atañen.
¡Pero si no tenemos computadoras de última generación en la escuela! ¡Apenas unas Pentium y otras más viejas aún! Y sí, comprendo a esos docentes, pero esa era la situación en el colegio agrotécnico hace unos tres años: 2 computadoras 386, 8 computadoras 486 y la más avanzada era una Pentium de 100 mhz. Salvo la última, que tenía Windows 95, las demás tenían aún Windows 3.11. ¡Pero sí se puede trabajar con ese material! Actualice a Windows 95 todas y el software que requiere no pesa más de 2 Mb. Linux, que es un software libre, no andaría con interfaz gráfica en máquinas tan antiguas. Windows 95 requiere al menos un disco duro de 400 Mb y una memoria RAM de 8 Mb. Si hoy usted dispone de esas máquinas, pues ¡adelante!; si dispone de computadoras modernas, igual funcionará.
Como vimos, la propuesta pide un software de elevadas prestaciones en un laboratorio informático modesto. La solución la encontramos en el software Modellus, producido por la Facultad de Ciencias y Tecnologías de la Nova Universidad de Lisboa, Portugal, de distribución gratuita. Podríamos decir brevemente que es un programa interactivo de modelizaciones matemáticas, que permite además generar las animaciones de esos modelos. La fórmula de movimiento en MRU, de hecho, constituye un modelo, el cual puede trabajarse con el software. Actualmente, usamos la versión 2.5 en español, aunque comenzamos usando la versión 2.01 en inglés.
Que los alumnos puedan experimentar la potencia de la computadora en la simulación de experiencias de MRU, a la vez que utilicen lo aprendido en el aula para estudiar en profundidad el tema, resolviendo problemas de encuentros, gráficas de posición en función del tiempo para los móviles, y creen sus propios problemas resolviéndolos ellos mismos.
En primer lugar realizaremos una actividad de MRU con un móvil que parte de una posición inicial de 20 m con velocidad constante de 10 m/s.
Modellus es un programa que trabaja con varias ventanas. El uso de cada una de ellas se detalla a continuación:
En esta ventana escribimos la fórmula que usaremos. Luego hacemos clic en el botón Interpretar.
En esta ventana escribimos las condiciones iniciales del movimiento: la posición inicial xi y la velocidad v.
Ventana Animación: en ella observaremos la animación del movimiento, junto con la gráfica de la posición en función del tiempo. Esta última se va generando al mismo tiempo que el móvil se mueve. Los botones de la izquierda son los que se utilizan para insertar la imagen del coche (segundo desde arriba) y la gráfica de posición es el sexto botón (el del eje con un lápiz).
La ventana Control es la que permite dar comienzo, parar y rebobinar la animación.
Esta ventana es para escribir nuestras notas de la experiencia.
Como segunda actividad, proponemos realizar un problema de encuentros con sus respectivas gráficas de posición en función del tiempo, en las que se observe la intersección de las rectas que indican el cruce o encuentro de los móviles.
En la ventana modelo escribiremos las ecuaciones del movimiento para cada coche (A y B). xfA= xiA + vA x t xfB= xiB + vB x t (para multiplicar usamos asterisco del teclado numérico).
En la ventana Condiciones iniciales escribiremos las mismas para ambos coches. Por ejemplo: xiA = 60, xiB = 0, vA = 10, vB = 15. De este modo, el coche A saldrá con ventaja respecto del B, pero como su velocidad es menor, este último lo alcanzará y luego lo sobrepasará.
La gráfica de la ventana de animación muestra esto.
Este trabajo es solo una muestra de lo que podemos realizar para una clase de Física más amena, pero también más profunda en cuanto a su desarrollo. A quienes lo intenten, mucha suerte.
Autor del recurso: Daniel Quintana