Una de mis Experiencias Educativas más
Significativas
Una de las experiencias más interesantes en mi vida como estudiante
se dio con la Universidad de los Andes en un programa de formación permanente
de docentes (PFPD) “Talleres sobre Tópicos
de Física Moderna” en el que se quería hacer
accesible la física moderna en el bachillerato, actualizar, innovar e investigar.
Los materiales
En ese entonces los computadores
no tenían la capacidad de almacenamiento que ahora tienen y el internet era un
lujo muy lento. Sin embargo, con Excel
y un computador muy rudimentario se
logró simular la dilatación del
tiempo y la longitud según se establece
en la teoría de la relatividad.
Los recursos empleados fueron muy
variados: acetatos, lecturas de libros de divulgación
científica, talleres, diversos
proyectores, aulas de laboratorio, esferas y papel carbón, canecas, cartulina,
papel milimetrado.
Secuencia
Los contenidos se organizaron en tres talleres: 1. Mediciones y patrones del universo-Simetrías en la
naturaleza. 2. La visión cuántica de la naturaleza- Partículas
e interacciones. 3. Cosmología y
relatividad- Científicos en actividad.
Cada taller se estaba organizado en conferencias y una
serie de actividades entre ellas hojas de trabajo, experimentos-analogías y
otras actividades prácticas. De esta manera se cubrió la mayor cantidad de
tópicos de la física moderna.
Metodología
Se organizó el trabajo con los
docentes de la siguiente manera:
En la universidad
1.Lectura
previa
2.Conferencia
introductoria del taller, Visión Panorámica
3.Actividad
por tópico
4.Trabajo
en grupos pequeños
5.Presentación
y análisis de resultados en el grupo grande
6.Problemas
y experimentos dados al finalizar un tópico, en donde se presentaban videos y
se discutían las actividades realizadas.
7. Plan de trabajo del docente: con el cual se
comprometía el docente con una serie de actividades durante los dos meses
siguientes
8.Al
concluir el taller se hacía un repaso y se discutían aspectos de la física
tratada
9.Se
discuten la experiencias de los docentes con la actividad realizada en los colegios
En los colegios
1.Utilización
del material del taller
2.Diseño
de actividades en hojas de trabajo
3.Diseño
de experimentos analogías
4.Implementación
de una actividad nueva
5.Búsqueda
de información de temas de frontera
Al concluir el PFPD se presentaba un trabajo final. Hay que recalcar el uso
continuo de internet.
Modelo Pedagógico
El ejercicio se centraba en la
frase “hay que hacer uno mismo para aprender “.
Con los talleres y sus
actividades cada docente es el protagonista activo, experiencia que replica en
el colegio haciendo que sus estudiantes se constructores activos de su saber.
Así que el modelo pedagógico se acercaba
más al constructivista.
Evaluación
La evaluación se centraba en tres
elementos: investigación, innovación y formación disciplinar y/o actualización
que se consideraban las competencias profesionales esenciales de todo docente.
Cada actividad estaba encaminada hacia alguno de los criterios anteriores.
domingo, 9 de diciembre de 2012
Esquema de la clase de laboratorio: Instrumentos de Medida
Profesores: Manuel Orlando Forero García Willian Cesar Hernández A Bogotá 14 Colegio San Cristóbal Sur
Presentamos a continuación el esquema de la clase de Física, concretamente, una clase de
laboratorio con manejo de recursos de internet (blog) y luego el desarrollo de la clase.
Se ha tomado como temática instrumentos de medición de
longitudes, pie de rey, tornillo micrométrico y esferómetro. Esta temática se
desarrolla en un laboratorio de tal manera que el estudiante pueda interactuar
con los instrumentos directamente e ir complementando con la información
suministrada en el blog en donde se encuentra la guía, videos, fotografías y enlaces para lecturas en
internet. Al finalizar, se presenta a manera de evaluación 2 actividades sobre
instrumentos de medida y medición de Educaplay.
2.1
Puesto que la física descansa en últimas en el experimento, y el experimento a
su vez muchas veces implica mediciones, éstas juegan por consiguiente un papel
preponderante. Las mediciones más frecuentes en física a nivel de la mecánica
clásica son: mediciones de longitudes, masas y tiempos.
Cuando queremos especificar el valor de cualquier
cantidad física, como resultado de una medición, a lo menos debemos indicar
tres partes:
a. Un número (el valor)
b. Una unidad
c. Una dirección en caso de que la cantidad física sea
de carácter vectorial y
d. La confiabilidad del valor establecido que por lo
común se conoce como "Indice de precisión".
Esta última con frecuencia se menosprecia, pero
virtualmente tiene igual importancia que las demás.
Es tan importante que ella servirá como guía o
criterio a otras personas acerca de si pueden o no utilizar nuestras medidas.
En lo que respecta a los aparatos de medida, hay tres conceptos que vamos a
definir.
Exactitud: Un aparato será tanto más exacto en cuanto
que las medidas que se realicen con él, sean todas más y más próximas al valor
"real" de la magnitud medida.
La precisión: Un aparato será preciso si la diferencia
entre diferentes medidas de una magnitud es "muy pequeña".
La sensibilidad: Está asociada con el valor mínimo de
la magnitud que es capaz de medir; cuando se trate de medidas que sólo se
tomaron una vez el error absoluto será igual a la sensibilidad del aparato
utilizado.
Obsérvese aquí que las cifras significativas al
expresar una medición, tienen relación con las características del aparato de
medida.
2.2
Calibrador o pie de rey. Con una regla graduada en milímetros podemos
obtener una precisión del milímetro pero en ocasiones necesitamos que nuestra
medida sea mucho más precisa
y recurrimos a instrumentos especiales como el Nonio,
el Tornillo Micrométrico o a métodos de interferometría.
El Nonio: Está formado por dos escalas, una que se
desliza sobre la otra, llamadas reglilla y regla respectivamente.
Figura 1
Están graduadas de manera que n divisiones de la
reglilla corresponden a (n-1) divisiones de la regla. Si el tamaño de las divisiones
de la regla es D y el de la reglilla es d, entonces:
Esto significa que la diferencia entre una división de
la regla y una de la reglilla (D-d) es D/n. Este
cociente se denomina precisión p del aparato y por tanto podremos leer n-ésimas partes de la unidad D.
El instrumento provisto de nonio que permite medir por
ejemplo el diámetro exterior e interior de un tubo, se denomina calibrador o
Pie de Rey. También existen nonios circulares para la medida de ángulos.
Figura 2
Para tomar el
valor de la medida se deben hacer dos lecturas:
La parte entera de la regla principal que corresponde
a los milímetros que aparecen antes del cero de la reglilla. En la figura 2
corresponde a 20 mm.
La parte decimal que corresponde al número de
divisiones del nonio que coincida con una división por la precisión (usualmente
está grabada en cada nonio y puede ser 0.01, 0.05 o 0.1. Para
la figura 2 se tiene 4*0,1=0,4
La lectura se hace de la siguiente forma:
Lectura = (Lectura de la regla principal) + (Lectura del nonio) * (Precisión)
Lectura = (20 mm) + (4)*(0,1 mm)
Lectura= 20,4 mm
2.3. Tornillo Micrométrico: El tornillo
Micrométrico es en esencia, un tornillo de paso de rosca que avanza en una
tuerca apropiada. Al darle al tornillo una vuelta completa, éste avanza
respecto a la tuerca, una distancia h igual a su paso. Una escala solidaria con
la tuerca permite apreciar el número de vueltas completas que da el tornillo,
en tanto que las fracciones de vuelta se pueden apreciar en un tambor circular
o limbo graduado, fijo en la cabeza del tornillo.
Lectura sobre el cilindro 4 mm
Lectura entre el 4 y el borde del
tambor 0.5
Linea del tambor que coincide con el cilindro 0.49
Figura 3
Si la escala del tambor está dividida en n
partes iguales, podremos apreciar n-ésimas partes de vuelta, o lo que es lo
mismo, n-ésimas partes del paso h.
La precisión del tornillo micrométrico está dada por:
P = (Paso de rosca h) / (Número de divisiones del tambor n)
La indicación de 0.01 mm en el tambor de la
figura 3 corresponde a la precisión e
indicaría que el tambor esta graduado en
100 partes. Por cada vuelta dada por el tambor (un paso de rosca) este avanza en 100 partes o divisiones.
Para realizar la lectura se debe tener
presente que el cilindro tiene 2
escalas. En la parte principal de la línea horizontal las divisiones vienen
dadas en milímetros y la inferior marca
medios milímetros, es decir, 0.5 mm.
Para la figura 3 se tiene 4 mm en la escala superior y en la escala inferior
0.5 después de la línea que indica los 4 mm. La lectura es 4mm + 0,5 mm = 4,5 mm.
La lectura en el tambor se realiza con la línea que de este coincida con la
línea horizontal (central) del cilindro. Lectura = (Lectura en el cilindro) + (Lectura en el tambor)*(Precisión) Lectura = (4 mm + 0,05 mm) + (49)*(0,01 mm) Lectura = 4,5 mm + 0,49 mm Lectura = 4,99 mm
Tanto en el Tornillo Micrométrico como en
el Calibrador, hay que verificar antes de usarlo, que cuando los topes de los
aparatos están en contacto, el cero de las distintas escalas coincidan. En caso
contrario se dice que el aparato tiene error de cero. Este puede ser por
defecto o por exceso. ¿Por qué?
Finalmente se debe tener en cuenta que en
la lectura de cualquier medición se puede cometer el error de paralaje. ¿En qué
consiste?
2.4 El esferómetro: Es un instrumento destinado a
determinar el radio de curvatura de una superficie esférica. Consta de un cuerpo
rígido que se apoya en tres patas equidistantes como los vértices de un
triángulo equilátero.
Por el centro penetra un tornillo micrométrico
provisto de un limbo circular dividido en 100 partes que tiene en su lado
superior una pequeña cápsula para asirlo y girarlo. Su extremo inferior es una
punta roma. Si el paso de rosca es de 1 milímetro, con el auxilio del círculo
graduado se pueden leer directamente avances de 1/100 de milímetro. Los
milímetros enteros se pueden leer en una escala vertical.
Para calibrarlo, se coloca previamente sobre un vidrio
extraplano y se gira el tornillo, accionando el instrumento únicamente por la
cápsula, hasta que las patas y el tornillo toquen el plano. El contacto se
detecta por un sonido de la cápsula (tic) o porque el conjunto gira cuando la
punta del tornillo toca la superficie. Se anota la lectura. Sobre la superficie
esférica, cuyo radio queremos determinar se procede de la misma manera y se
anota esta nueva lectura. La diferencia entre las dos lecturas es la elevación
de la superficie del casquete esférico limitado por la circunferencia
circunscrita al triángulo equilátero formado por las patas. La llamamos h. Para
calcular el radio de curvatura de la superficie esférica aplicamos la fórmula:
r = (d^2+3h^2) / (6h)
Donde d es la distancia entre los centros de las patas
y es una constante del instrumento. Si no se conoce, se aplica el esferómetro
sobre una cartulina haciendo una ligera presión y se mide la distancia entre
dos marcas con un calibrador.
3.
OBJETIVOS
3.1
Estudio y aplicación de los principales conceptos relacionados con la técnica
de la medida.
3.2
Determinación experimental de las principales características de los
instrumentos de medida de longitud más usuales.
4. MATERIALES
4.1 1
regla graduada en milímetros.
4.2 1
calibrador.
4.3 1
tornillo micrométrico.
4.4 1
probeta.
4.5 1
pieza metálica de forma regular.
4.6 1
esfera.
4.7 1
esferómetro.
5. PRECAUCIONES
5.1
No golpee ninguno de los instrumentos de
medida.
5.2 No moje los aparatos de medida, a menos que
sean de vidrio.
5.3
Por ningún motivo se deben someter los
instrumentos de medida a cambios de temperatura grandes. Aún en el caso de las
variaciones ambientales de temperatura los fabricantes especifican las
correcciones que se deben hacer y a qué temperatura las lecturas son correctas.
5.4.
Verifique que ninguno de los instrumentos de medida tenga error de cero, (o
téngalo en cuenta en las medidas).
6. PROCEDIMIENTO
6.1
Conocida la fórmula que da la aproximación para el nonio el calibrador, calcule
la aproximación tanto en el sistema métrico como en el sistema inglés. ¿En cuál
es mayor la aproximación? Determine la aproximación del tornillo micrométrico.
6.2
Determine la sensibilidad de cada uno de los instrumentos de medida que se le
suministraron.
6.3
En una tabla preparada previamente consigne las medidas de las dimensiones de
la esfera y de la pieza de forma regular. Mida cada una de dichas dimensiones
tres veces, tanto con la regla como con el calibrador, expresando cada medida
con la incertidumbre correspondiente. t-talle el promedio en cada caso y
finalmente calcule el volumen usando las medidas tomadas con cada instrumento.
6.4
Determine también el volumen de los sólidos suministrados mediante el volumen
de agua desplazada en la probeta, colocando para cada cuerpo tres volúmenes de
agua diferentes. Halle el promedio. Compare los resultados obtenidos en (5.2) y
(5.3) para el volumen de cada cuerpo; ¿qué concluye? ¿Para cuál de los dos
cuerpos será menor el porcentaje de error? ¿Por qué?
6.5
Tome la esfera, la lente o el objeto que contiene la superficie esférica cuyo
radio deseamos conocer y proceda a determinarlo con el esferómetro, como ya se
indicó.
Repita la medida 10 veces con el fin de
adoptar el promedio de las medidas como valor de r y determinar además el error
cuadrático medio. Tabule los datos y los cálculos para el efecto. Escriba el
resultado en la forma.
r = (Valor medio de r) más o menos (la desviación standar)
Si se trata de una esfera completa, mida
el radio directamente con la mayor precisión posible y compare resultados.
6.6.
Investigue sobre los procedimientos para
la medición de masa. ¿Cómo funciona una balanza de brazos iguales?
7. EVALUACION
Realice las siguientes actividades para evaluar lo aprendido
7. BIBLIOGRAFIA
SUAREZ, Alfonso., Carlos Lombana, Guillermo
Calderón. Laboratorio de Física Mecánica. Pontificia universidad Javeriana
facultad de ciencias básicas departamento de Física. Segunda edición. 1990
ÁRDILA, Angel Miguel, Física Experimental.
Departamento de Física Facultad de
Ciencias Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. Unibiblos. 2ª Edición. 2007
CRISTANCHO,
Fernando. Fajardo, Jairo. Física Experimental II (Mecánica e introducción a la
física térmica). Departamento de Física
Facultad de Ciencias Universidad
Nacional de Colombia Sede Bogotá.
Unibiblos. 1ª Edición. 2003.
SERWAY,
Raimond A., Robert J. Beichner. Física para Ciencias e Ingeniería. Tomo I. McGraw
Hill. 5ª Edición. 2001
miércoles, 7 de noviembre de 2012
Las actividades de nivelacion dadas en periodos anteriores son validas para este año.
En esta página se encuentran las temáticas para la nivelación de cuarto periodo. Deben leer cada tema, manipular los apples y el día viernes 10 de Noviembre de 2010 se sustentaran las temáticas vistas en esta página. En la sustentación deben construir una imagen para un espejo y una lente.
En estas páginas pueden ingresar a pruebas tipo Icfes de la institución CESPRO que capacita en pruebas de estado e ingreso a la Universidad Nacional. Ingresen a ellas son las mismas pruebas que el ICFES a hecho en diferentes periodos.
OBJETIVO
Realizar la lectura científica de una gráfica que representa una situación física cualquiera, identificando las distintas magnitudes que intervienen en ella y sus respectivas unidades.
Prepararse para prueba de estado Estudiar el tema a través de una página en internet de física virtual
ACTIVIDADES
Ingrese a las siguientes paginas y realice las actividades propuestas
OBJETIVOS Realizar la lectura científica de una gráfica que representa una situación física cualquiera, identificando las distintas magnitudes que intervienen en ella y sus respectivas unidades. Conocer elementos teóricos básicos de presión para explicar situaciones sencillas a partir de ellos
ESTRATEGIAS Estudiar el tema a través de una página en internet de física virtual
Mida los lados de un ladrillo determine su peso y calcule la presión que este ejerce por cada una de sus caras sobre una superficie
ENTREGABLES Y FECHAS Presenta sustentación en la primera clase después de vacaciones sobre presión y presión hidrostática.
Presenta el resumen del laboratorio visto en la página de youtube y sobre el laboratorio virtual de la página de walter Presenta resuelto el ejercicio propuesto sobre el cálculo de presiónes ejercidasd por el ladrillo
