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MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
EN UN
MUELLE |
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Experimento realizado por estudiantes de Bachillerato en el IES "Leonardo da Vinci" de Alicante |
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PLANTEAMIENTO DEL EXPERIMENTO |
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Las imágenes adjuntas proceden
de un
estudio experimental del movimiento armónico simple de
un cuerpo que oscila colgando de un muelle
realizado por alumnos de 2º Bachillerato
en el laboratorio
del Instituto. Con esta tecnología se obtienen
resultados de alta precisión que confirman que, en
condiciones experimentales adecuadas, el movimiento es
armónico simple (en realidad, las oscilaciones son
amortiguadas, pero ello no afecta a los resultados
principales del estudio, puesto que, como predice la
teoría y confirman los resultados, el periodo
no depende de la amplitud de las oscilaciones). |
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Teniendo en cuenta estos
hechos nos proponemos realizar otro análisis
experimental de este movimiento con ayuda del programa
Modellus. El objetivo de dicho análisis es
evaluar la concordancia
entre el movimiento real del cuerpo que oscila y un
movimiento virtual que obedece las leyes del
movimiento armónico simple. |
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VIDEOS SOBRE
MOVIMIENTOS DE OSCILACIÓN |
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Para analizar el
movimiento armónico simple (MAS) con el programa
Modellus, antes hay que filmarlo
en unas condiciones experimentales adecuadas.
Para ello, colgamos una bola metálica de un muelle
elástico, estiramos ligeramente el muelle y
soltamos la bola. El dispositivo experimental
también incluye la medida de una longitud de
referencia (señalada, en la fotografía adjunta,
por dos marcas sobre la pizarra). Aunque las oscilaciones son
amortiguadas, la amortiguación es bastante
pequeña en las primeras oscilaciones. Teniéndolo
en cuenta, después
de tomar el video, usamos un programa gratuito
de tratamiento de videos para seleccionar un
breve pedazo, para el que
cual puede
aceptar que se trata de un MAS. |
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Mostramos tres ejemplos de
clips de video con estar características. Uno (el
situado más a la izquierda) lo filmaron alumnos de 2º
Bachillerato en el laboratorio del Instituto, en 2011.
Los otros dos los filmaron profesores en sendos cursos
de formación docente celebrados en el Centro de
Profesores y Recursos de Avilés (Asturias), en
2008, y en el Centro de Profesores y Recursos de Teruel, en 2012. |
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ANÁLISIS
EXPERIMENTAL CON MODELLUS |
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El
análisis experimental comienza volcando el video sobre una página
de Modellus vacía y escribiendo en la ventana reservada al modelo
físico matemático de la simulación la ecuación de un
movimiento uniforme (el periodo
se puede medir con un cronómetro al
hacer la experiencia o, también, sobre la propia
animación).Seguidamente, usamos la herramienta de medida de
longitudes que proporciona el programa para
obtener, considerando la longitud conocida o de
referencia (en este caso es la amplitud de las
oscilaciones), la
equivalencia entre la unidad de medida de
longitud en la pantalla (pixel) y la
unidad de medida de longitud del S. I. (m). |
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Para terminar,
escribimos
la ecuación del movimiento en
unidades del Sistema Internacional de Unidades y,
haciendo correr la animación, evaluamos en qué grado
concuerda el movimiento real (filmado) con el
movimiento teórico (que, como vemos, es reproducido por la
bola virtual).
Clic
aquí
descarga la animación para
Modellus 2.5 (32 bits)
Clic
aquí
la descarga para
Modellus 3 (64 bits) |
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La animación
que vemos a la derecha de este texto corresponde al curso de formación docente
impartido en el Centro de Profesores y Recursos de Avilés en 2008.
En estas
actividades formativas
los profesores se familiarizan con las líneas
metodológicas principales de nuestra propuesta de
enseñanza-aprendizaje de la Física y crean sus propias animaciones para
analizar los experimentos asistidos por Modellus.
Clic
aquí
descarga la animación para
Modellus 2.5 (32 bits)
Clic
aquí
la descarga para
Modellus 3 (64 bits) |
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Finalmente, esta otra animación
la elaboró un equipo de profesores en el curso impartido en el Centro
de Profesores y Recursos
de Teruel en 2012.
Como se observa, tanto aquí como en
el ejemplo anterior se usó una pizarra blanca como fondo
de la filmación, señalando en dicha pizarra una longitud
de referencia, en base a la cual establecer la
correspondencia entre pixels y m.
Clic
aquí
descarga la animación para
Modellus 2.5 (32 bits)
Clic
aquí
la descarga para
Modellus 3 (64 bits) |
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