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PLANTEAMIENTO DEL
TRABAJO |
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La primera vez que los estudiantes
afrontan el estudio de la caída libre de un objeto
(en 3º ESO o en 4º ESO), pueden surgir diferentes hipótesis
acerca del tipo de movimiento. Aunque la mayoría de los alumnos
esperan que el movimiento sea acelerado, otros (quizá teniendo en
cuenta algunos movimientos reales de caídas de cuerpos que han alcanzado
la velocidad límite, como es el caso, por ejemplo de las gotas
de lluvia) pueden esperar que dicho movimiento sea uniforme. Teniendo
esto en cuenta, planteamos aquí un estudio experimental con Modellus sobre el
movimiento de caída de un una pelota de tenis, realizado en dos
etapas: a) La primera destinada a clarificar el tipo de movimiento
(uniforme o uniformemente acelerado) que
tiene la pelota en la caída. b) La segunda destinada, una vez aclarado
el tipo de movimiento, a realizar un análisis cinemático completo
del mismo.
El clip de video adjunto se filmó en un curso de
formación docente realizado en Valencia en 2018. Con
objeto de que sirviera para el estudio que acabamos de plantear, lo
primero que se hizo fue recortarlo, dejando la secuencia de
la caída y guardarlo en formato Avi.
En este formato se puede
volcar en una animación Modellus y se utilizó la herramienta de medida
de longitudes que proporciona
el programa para obtener la equivalencia entre pixels y
m
(usando el dato de la altura de referencia que determinan las
dos marcas, que previamente se habían señalado en la pizarra) |
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PRIMERA
ETAPA DEL ANÁLISIS EXPERIMENTAL. ESTUDIO DEL TIPO DE MOVIMIENTO |
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En la ventana reservada al modelo
físico-matemático los profesores escribieron las ecuaciones teóricas de los dos
tipos de movimiento que entran en competición, es decir,
del movimiento uniforme y del movimiento uniformemente
acelerado. A tal fin, la herramienta de medida del
programa nos permite conocer (en pixels) la longitud de
la caída (o altura inicial con respecto a la posición
más baja de la pelota registrada en la filmación),
mientras que usando el control de tiempo podemos saber
la duración del movimiento filmado. |
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Una vez escritas
las ecuaciones de los dos tipos posibles de
movimiento (en metros) se añadieron
sendas partículas virtuales que los simulan y
se ralentizó la animación para que se pudieran
observar posiciones sucesivas de la caída
filmada y de las caídas simuladas en intervalos
de tiempo suficientemente amplios.
Al
hacer correr la animación se comprobó que
el movimiento de la partícula virtual de color
verde
(uniforme)
se separa totalmente del de la pelota real, mientras que
el movimiento de la
partícula virtual de color
amarillo
(uniformemente acelerado) se acompasa con el de
la pelota real, cuando
su aceleración
tiene un valor en el entorno del de la
gravedad (9.8m/s2)
Clic
aquí
descarga la animación
para
Modellus 2.5, 32 bits
y
aquí para
Modellus 3, 64 bits.
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SEGUNDA
ETAPA DEL
EXPERIMENTO. ANÁLISIS CINEMÁTICO DEL MOVIMIENTO |
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Como muestra la
animación adjunta el análisis incluye la
realización de gráficas del movimiento, el
cálculo de la posición y de la velocidad en cada
instante, la representación durante la caída del
vector velocidad, etc.
Clic
aquí
descarga la animación (sólo
para
Modellus 2.5, 32 bits)
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