IV Congreso Nacional sobre Didáctica de la Física

Información completa en:

http://www.grincef.nurr.ula.ve/4CNDF2015/Index_principal.htm

COMITÉ ORGANIZADOR NACIONAL
IV CNDF Prof. Manuel Villarreal, Dr. (ULA) Prof. Orlando Escalona, MSc. (ULA) Profa. Xiomara Arrieta, Dra. (LUZ) Prof. Lenin Cariel, MSc. (UPEL) Prof. Nelson Falcón, Dr. (UC) II CNDTC Prof. Juan Carlos Díaz, Dr. (ULA) Prof. Felix Aguirre, Dr. (ULA) Prof. Pedro Silva, Dr. (IVIC) Prof. Eliseo Castellano, Dr. (UNELLEZ)
COMITÉ ORGANIZADOR REGIONAL
Grupo de Investigación de la Ciencia, la Enseñanza  y su Filosofía (GRINCEF-ULA) Dr. José Escalona (ULA), Dr. J. Mauro Briceño (ULA),  Dr. Manuel Morocoima (ULA)
COMITÉS DE TRABAJO
Comisión de Informática: Ing. Jesús Rosario, MSc. Juan Terán Comisión Académica: MSc. Gladys Gutiérrez, Dra. Elsy urdaneta,  Dra. Mariela Sarmiento, Dr.Hebert Lobo, Dr. Juan Carlos Díaz . Comisión Editorial: Dr. Jesús Briceño, Dr.Hebert Lobo,  Dr.Juan Carlos Díaz Comisión de Protocolo: MSc. Dilue Rivero, MSc Iris Materan,   MSc Yenifer Márquez, Lcda. María Angélica González. Comisión de Logística: MSc. Frank Daboín,  MSc. Yasmelis Rivas,  MSc. Fidel Ventancourt

El IV Congreso Nacional sobre Didáctica de La Física  se define como un espacio abierto para la discusión y  divulgación de los resultados de investigaciones científicas y humanísticas donde convergen diferentes teorías relacionadas con la didáctica de la Física y, en general, de las Ciencias Naturales, con ello se tiene como propósito estimular la exploración de nuevas teorías relacionadas con el aprendizaje y de las herramientas para la enseñanza.

El IV CNDF 2015, permitirá la reflexión y discusión académica en las diferentes ramas de la Física a saber, Mecánica, Electromagnetismo, Electrónica, Óptica, Termodinámica, la Física Moderna, incluyendo el área de la Física Medica, asimismo el II Congreso Nacional sobre Didáctica Transdisciplinar de las Ciencias cederá a los diversos investigadores en Química, Biología y Matemáticas un espacio para la reflexión y divulgación de resultados en estos campos tan importantes para la formación y desarrollo cognitivo del ser y del país.

Dicho evento cuenta con el apoyo académico de la Universidad de Los Andes, del Grupo de Investigación Científica y de Enseñanza de la Ciencia (GRINCEF), el Instituto Pedagógico “Rafael Alberto Escobar Lara” de la Universidad Pedagógica Libertador Núcleo Maracay y otras Universidades del país, que están interesados en crear escenarios para el intercambio saberes.

En el marco de este evento se ofrecerán diferentes conferencias centrales, talleres y mesas de diálogo con la finalidad de abordar las teorías asociadas con la disciplina.

Objetivos:

1. Crear espacios de reflexión y discusión sobre la didáctica de las Ciencias, fundamentadas en las experiencias educativas e investigativas de cada participante, donde se converja hacia una nueva praxis educativa trasformadora y renovadora.
2. Profundizar sobre las implicaciones didácticas de las teorías Físicas y de la ciencia en general, desde diversas perspectivas, y para cualquier nivel del Sistema Educativo Nacional.
3. Proyectar la formulación y desarrollo de nuevas propuestas de investigación, que permitan la renovación y motivación del aprendizaje en el campo de la Ciencia.
4.  Propiciar la interacción entre los diferentes campos de la ciencia, que propicie la interacción e intercambio de diferentes instituciones involucradas en la enseñanza-aprendizaje de la ciencia.

Carlos del Pozo

 Este trabajo se encuentra en plena     redacción. 

           Última actualización: 

    16 de marzo de 2015

Dedicatoria

     Honrar a quien honor merece es la acción mínima posible al valorar el desempeño de seres excepcionales comprometidos con sus quehaceres. Esta pequeña obra quiere destacar también la presencia de quien durante años hizo vida laboral y académica en el Laboratorio de Demostraciones de Física del Departamento de Física, Facultad de Ciencias, de la Universidad de Los Andes. Se trata de José Guerrero, personal técnico responsable del laboratorio. Se inicia en este singular espacio pedagógico sin conocimiento alguno de los conceptos de física clásica que aún se enseñan en los cursos de Ciencias e Ingeniería; no obstante, la responsabilidad con su trabajo, la curiosidad por la diversidad fenomenológica presente en tales espacios lo involucran con el instrumental y en poco tiempo asoma destrezas en su manejo, funcionamiento, mantenimiento y construcción de prototipos. José Guerrero se hizo indispensable en el Laboratorio. Era él quien conocía su ubicación en la estantería del laboratorio y su funcionalidad; quién los seleccionaba y preparaba para su inmediata utilización, como herramienta didáctica  en el aula de clase, por el docente de turno.

Entre la gama de experimentos que se mostraban en el Laboratorio de Demostraciones, destacaban los de electrostática, en los años ochentas; Guerrero afinaba la máquina de Wimshurst y el generador de Van de Graaff, hasta que saltaran chispas notables y el olor a ozono inundara los espacios docentes; cargaba las botellas de Leyden, lograba que esferitas de anime recubiertas con grafito mantuvieran sus cargas por tiempos prolongados y manifestaran sus consabidas propiedades eléctricas atractivas o repulsivas. Con paciencia seleccionaba, recogía y secaba semillas de grama que luego esparcía en la cubeta de aceite en las experiencias de líneas de fuerza del campo eléctrico. Era él quien conocía la cantidad precisa de benceno a depositar en la cápsula para simular la "casa explosiva" en la experiencia demostrativa del pararrayo de Franklin; sabía cómo y dónde colocar al inocente espontáneo para inducirle contorsiones y brincos con chispas eléctricas, con el despliegue de su cabellera cual electroscopio humano. Guerrero se adelantaba a los gélidos amaneceres andinos con el instrumental preparado para la clase de las siete. Guerrero también fue un paciente maestro. Le sobraba disposición al asistir estudiantes en innumerables proyectos experimentales. Varios kits de electrostática, máquinas de Wimshurst, prototipos didácticos de motores eléctricos, entre otros, exhibieron estudiantes de bachillerato en sus respectivas instituciones educativas con su ayuda desinteresada. José Guerrero tiene el alma escrutadora de Carlos del Pozo. Sin formación académica especializada ambos abordan el estudio de la electrostática y se distinguen en sus respectivos espacios. Uno, en la inmensidad de la llanura durante la época colonial vislumbra a Humboldt; el otro, en la década del ochenta y noventa, secundando la docencia universitaria fortalece la enseñanza de la Física con innumerables experimentos demostrativos.  

Introducción

El presente trabajo llama la atención sobre cierto estudioso de las ciencias naturales que vivió a finales del siglo XVII y principio del XVIII en los llanos venezolanos y que realizó, amparado en la lectura de dos libros de Física de la época, aportes significativos a su comunidad. Lo lamentable es que ningún autor de texto, público o privado, de las asignaturas de Física, Química, Ciencias Naturales o Estudios de la Naturaleza, ha realizado la más mínima reseña biográfica del personaje en cuestión en la descripción de los respectivos contenidos programáticos. De no ser por el testimonio de un gran hombre de ciencia que sí lo reporta en sus obras, hoy en día seguiría siendo un completo desconocido. Peor aún, la gran mayoría de los docentes e investigadores del tema educativo de las cátedras de historia de las ciencias, de las facultades de educación y pedagógicos de nuestro país, desconocen su existencia. Aparte de Humboldt, sólo algunos historiadores (Pérez M., Héctor ,1987 ; Freistes  Yajaira, 2004; Malaspina, Edgardo, 2001) comprometido con el rescate de la memoria colectiva de nuestro pueblo, le han sacado del anonimato en su artículos de investigación, resaltando un poco su importancia histórica en los desarrollos científicos de la época. El epónimo de una unidad educativa de un estado llanero honra su presencia en el ámbito científico.

Efecto ventosa

Efecto ventosa del vaso 
con 
la vela y el plato

El presente experimento está catalogado como un clásico en las demostraciones de fenómenos físicos y químicos en el aula. Es rico en procesos y muy útil para incentivar la observación y estudio de la fenomenología termodinámica. Muchos autores han dedicado páginas a su explicación (Perelman Y., 1925) y diversos investigadores pedagógicos lo han propuesto y utilizado como recurso de aprendizaje (Serafini G., 2002). Unos han propuesto hipótesis basadas en el consumo del oxigeno, otros en la expansión y subsecuente enfriamiento del aire. A pesar de que innumerables videos se le han dedicado en la Web, en particular en youtube.com; pocos dan la explicación de su ocurrencia. Sin embargo, para entender su fenomenología hay que considerar varios procesos presentes que evolucionan en el tiempo hasta que el sistema (aire) alcanza otro estado de equilibrio. Inicialmente el sistema (aire) se encuentra en equilibrio termodinámico. Cuando se le modifica esta condición mediante la introducción de energía térmica (calor de combustión) y materia (gases provenientes de la combustión), el sistema evoluciona temporalmente hacia el equilibrio hidrostático y térmico. Durante ese lapso temporal, ocurren dentro de él, cambios físicos y químicos que se pueden visualizar. Ambos intervienen, en mayor o menor proporción, en la introducción del agua en el vaso, como veremos a continuación.

Se propone realizar su montaje experimental en el contexto cotidiano. En la cocina se dispone de herramientas y accesorios para la experimentación. En esta oportunidad se estudiará con este instrumental, el efecto que produce la atmósfera sobre algunos de los cuerpos que en ella se encuentran sumergidos. Se necesita un plato hondo, un vaso de tamaño normal de vidrio transparente, vela, fósforos, agua y colorante vegetal, para realizarlo. En tal sentido, se coloca la vela apagada en el centro del plato y en éste se vierte cierta porción de agua coloreada; se prende la vela y se tapa con el vaso. Se observa que la vela en pocos segundos se apaga y parte del agua del plato se introduce en el vaso. ¿Qué pasó?

     Para dar respuesta a esta interrogante, previamente se requiere de una descripción del sistema completo: 

a) El aire está formado por oxígeno O2 (21%), nitrógeno N2 (78%), vapor de agua (% dependiendo de su humedad relativa) y otros componentes inertes en menor proporción (dióxido de carbono, argón, etc. en 1%). Cada uno de estos gases aporta su cuota en el establecimiento de la presión atmosférica local, así que ésta es la suma de todas las presiones parciales ejercidas por cada uno de sus componentes.

b) La vela se fabrica con parafina (C25H52) o cera, cierto tipo de combustible de uso en el hogar. Al prender la mecha (pabilo), ésta se derrite y se evapora. La parafina en estado gaseoso reacciona químicamente con el oxígeno y entra en combustión produciendo la llama característica, fuente de energía térmica y luminosa. Los productos de la reacción química son principalmente dióxido de carbono (anhídrido carbónico), vapor de agua y ceniza, es decir  

                C25H52 + 38 O2  ------25 CO2 + 26 H2O (vapor).

Se concluye que, al quemarse el oxígeno se forma casi la misma cantidad de vapor de agua que de anhídrido carbónico y, cómo el aire contiene 21% de O2, se formará 10% de CO2 y 10% de vapor de agua, aproximadamente. Este CO2 gaseoso tiene la propiedad de diluirse en el agua, de modo que una pequeña fracción forma ácido carbónico (H2CO3) y la restante permanece en estado gaseoso. El vapor de agua tiene la propiedad de condensar en superficies frías cuando la presión del vapor supera la presión del vapor saturado, para cierta temperatura. Además puede mantener un intercambio molecular con el agua líquida a través de la superficie que separe sus dos fases (gas y líquido). También puede condensar dentro del mismo gas a partir de núcleos de condensación (ceniza, polvo, entre otros) y formar una nube de gotas de agua.

Para entender lo que sucede, se recomienda: 

a) Realizar previamente el siguiente experimento. Se acerca, lenta y verticalmente, el vaso al plato con agua hasta que toque fondo, tal como se ilustra en la figura. 

Vaso metida en el agua del plato sin la vela.

Antes de que el vaso se sumerja en el agua la presión del aire en su cavidad es igual a la atmosférica; pero a medida que se sumerge, su presión aumenta paulatinamente hasta un valor máximo, cuando ha tocado fondo. En esta posición se equilibran las presiones; se iguala la interior con la exterior. Es decir,

                                        Pa = PA + D g h

 donde h es la diferencia entre el nivel del agua por fuera del vaso y dentro del vaso. 

Cuerda vibrante

     Cuerda vibrante

   Onda estacionaria

También se puede activar desde: 

http://www.geogebratube.org/student/m97306

Otro applet en: http://geogebratube.org/student/m62792

Consideremos una cuerda elástica de longitud L y densidad lineal  μ, con un extremo fijo y otro atado a un vibrador armónico cuya frecuencia y amplitud se varía a voluntad. La cuerda se somete a la tensión T, tal como se ilustra arriba. La onda que se genera en el extremo del vibrador viaja al extremo fijo y se refleja; en consecuencia, por la cuerda viajan dos ondas idénticas pero en sentidos contrarios. La superposición genera una onda estacionaria, siempre y cuando la tensión o la frecuencia del vibrador se ajuste de modo que en la longitud L se formen: media longitud de onda (L = λ/2), una longitud de onda (L = λ), una y media longitudes de onda (L = 3λ/2), etc. En cuyo caso, la cuerda entra en resonancia y vibra con las frecuencias del generador. Sólo para ciertos valores de la frecuencia se excitan los modos de vibración; el primer modo es el FUNDAMENTAL y le corresponde la menor frecuencia, los demás son los ARMÓNICOS con frecuencias mayores. Sí f0 es la frecuencia del modo fundamental, la frecuencia del primer armónico es f1 = 2 f0, la frecuencia del segundo es f2 = 3 f0, la del tercero es f3 = 4 f0 y así sucesivamente. Algunos autores denominan al modo fundamental, primer armónico.

     Este applet tiene SONIDO. Actívelo con el botón (esquina inferior izquierda) para que el tiempo transcurra. Mantenga fijo los valores de la tensión (T = 0,01) y densidad lineal (μ = 0,5). Coloque el cursor sobre el Deslizador N (ventral) y presiónelo. Luego, con el botón "flecha derecha" del tablero cambie su valor desde 0, pasando por 1, 2, 3, 4 y 5. Escuchará el sonido correspondiente a cada modo (fundamental y 4 armónicos) de vibración.

Ver detalles en: http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/ondas-2_3755.html

Sistema masa-resorte

Sistema masa-resorte

 

Este applet también se puede activar desde:  

http://www.geogebratube.org/student/m80777

Este sencillo applet ilustra el comportamiento de sistemas oscilantes más complicados. Entre sus innumerables aplicaciones, mencionamos el mecanismo de amortiguamiento de los automóviles mediante resortes espirales. 

    Se caracteriza por poseer dos propiedades fundamentales: 

a) La elasticidad, la cual reside en el resorte; se mide mediante su constante elástica k, en N/m.
b) La inercia, la cual reside en la pesa que cuelga; se mide mediante su masa m, en Kg. En este modelo particular consideramos que la masa del resorte es muy pequeña comparada con la masa de la esfera. 

Estas propiedades (elasticidad e inercia) compiten para mantener el sistema oscilando. Por efecto de la elasticidad se genera la fuerza elástica restauradora que actúan sobre la esfera colgante cuando ha sido desplazada de su posición de equilibrio estable; por su parte, la inercia da información acerca de cómo responde la masa a la acción de la fuerza restauradora. Cuando la esfera se encuentra por arriba (o debajo) de la posición de equilibrio, se genera una fuerza restauradora que lo obliga a retornar a dicha posición; en esta posición de equilibrio, la fuerza elástica deja de actuar y la inercia  “toma el control” para enviar la esfera más allá de la posición de equilibrio, hacia los puntos de retorno donde se devuelve. Este proceso se repite y mantiene mientras el sistema oscile. Por simplicidad, no hemos considerado tampoco en este análisis el efecto de la fricción.

    A continuación se describe este sistema oscilante de constante elástica k y masa m, mediante una adaptación realizada por los autores del presente blog al excelente applet de Luciano Troilo (http://geogebratube.org/material/show/id/2338). Con los botones de arranque, detención y reinicio es posible controlar el funcionamiento del sistema. También se dispone de un cronómetro para la medida del tiempo en segundos. 

Más en: http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/blog-page.html

Encuentro con la Ciencia

Compartir de Saberes 

XIII Encuentro 

con 

la Física, Química, Matemática y Biología

De nuevo, durante la semana del 11 y 22 de noviembre de 2013, se realizó el XIII Encuentro con la Física, Química, Matemática y Biología. En esta oportunidad, este magno evento pedagógico para la divulgación de los saberes científicos y tecnológicos se desplegó en los espacios del Museo de Ciencia y Tecnología de Mérida - Venezuela, mediante la metodología del aprender-haciendo, utilizando módulos experimentales asistidos por estudiantes de la Facultad de Ciencia de la Universidad de Los Andes, en sus cuatro áreas tradicionales, bajo la tutoría de sus profesores de cátedra.

Laguna del Museo. 

Especies prehistóricas del museo. 

 

Algunos módulos experimentales de la exposición.

     Durante 13 años consecutivos se viene presentando el conocimiento clásico y de última generación, de manera sencilla y precisa con el protagonismo estudiantil universitario del área científica de pregrado. Fueron dos días de continuo transitar de inquietudes, de asombro ante el despliegue de tanta fenomenología formal y cotidiana, de renovación de conocimiento previo y fundamentación de conceptos, teorías y leyes del campo  de la ciencia.

      Dos objetivos cumple el Encuentro con…, único en su estilo en el país:

 a) Propicia la participación activa de nuestros niños y jóvenes del sistema educativo nacional, al facilitarles las condiciones para explorar y observar, comparar y relacionar, inferir y argumentar, sobre la ocurrencia de cambios en diversos procesos naturales y tecnológicos que se presentan en cada uno de los módulos experimentales de física, química y biología.

 b) Da la oportunidad a nuestros estudiantes universitarios para socializar sus conocimientos científicos mediante la exposición precisa de los conceptos, leyes y aplicaciones aprendidas en las aulas y laboratorios de la Facultad. Con esta “pasantía de profesionalización” adquieren habilidades, mediante la práctica oral, para el intercambio de saberes con sus pares y el público visitante conformado por pequeños indagadores de la comunidad educativa nacional.

El precedente sentado con el Encuentro con… ha permitido la implementación de este tipo de actividades  pedagógicas en todo el territorio estadal; muchas escuelas y liceos de la región exhiben en sus ferias científicas, diversos procesos naturales analizados en los módulos experimentales que se despliegan año tras año; también, se aprecia un incremento significativo en la demanda de la matrícula estudiantil en las carreras científicas de la Facultad de Ciencias.

Origen de la masa

 Premio Nobel de Física 2013

Origen de la masa

La masa entra en juego en diferentes procesos físicos donde interviene la materia. La materia en un campo gravitatorio es sometida a la acción de una fuerza atractiva (por ejemplo, el peso) por efecto de su masa; cuando se le aplica una fuerza externa, manifiesta su inercia (oposición al cambio de su estado dinámico) expresada mediante la masa (inercial), como lo demuestra la Segunda Ley de Newton; y en procesos más complicados se transforma en energía, como nos enseñó Einstein (E = m c²). 

    El origen de la masa siempre estuvo rondando las mentes de científicos y filósofos desde tiempos inmemoriales. En consecuencia, tras la pista de cierta partícula, eslabón extraviado y codiciado del mundo natural, estuvieron escudriñando los físicos, hasta que en 1964 Peter Higgs con sus colegas le dieron existencia teórica para poder explicar el origen de la masa del múltiple enjambre de partículas elementales conocidas. Entra al estrado bautismal con el nombre de Bosón de Higgs conformando el Cuanto del Campo de Higgs, desposeída de espín, carga eléctrica y color; no termina de nacer cuando ya ha desaparecido por ser altamente inestable y desintegrarse en zeptosegundos. Sin embargo, a pesar de las dificultades tecnológicas que habían limitado su detección, es altamente probable que haya sido vista por los científicos merodeando los Laboratorios del CERN - Organización Europea para la Investigación Nuclear - el pasado 4 de julio de 2012.

   Es por esta razón que, el 8 de octubre del 2013 le dieron el Premio Nobel al físico británico Peter Higgs y al físico belga Francois Englert, por haber resuelto esta incógnita. Hoy en día se ha acumulado suficiente evidencia experimental que permite confirmar la existencia del Bosón de Higgs, mal denominada "la partícula de Dios". Esta partícula elemental, fue postulada por Higgs y sus colaborares como único recurso para terminar de construir una de las más grandes teorías físicas del siglo XX conocido como "Modelo Estándar". Según esta teoría, todo el espacio está impregnado del Campo de Higgs y cuando las partículas elementales como el electrón, el protón y el neutrón interactúan con él, adquieren masa, mientras que aquellas como el fotón (luz) que no interactúa con él, no adquiere masa. Si la interacción es intensa, la partícula adquiere una masa grande, sí es débil su masa será pequeña. ¡He ahí tan ansiada solución!.

 Francois Englert (izquierda) y Peter Higgs (derecha).

A continuación se muestra un video sobre lo anterior.

En el siguiente video se puede disfrutar de una conferencia dictada sobre el tema. 

    

Ciencias Naturales

Ciencias Naturales

1. La materia y sus propiedades

Vivimos en un mundo constituído por materia y energía. La materia la podemos detectar con nuestros sentidos (ver con nuestros ojos, palpar mediante el tacto, olfatear con nuestra fosas nasales). Desde la antigüedad el hombre se ha planteado descifrar cómo está constituida la materia. En los siglos V y IV a.C. Leucipo y Demócrito postulan que la materia está conformada por partículas individuales que se diferencian entre sí por su forma, tamaño y disposición espacial, a las que llamaron átomos por significar indivisible. Sin embargo, fue en el siglo XIX que John Dalton propuso que cada elemento químico correspondía a un átomo de materia. Desde entonces se ha avanzado mucho sobre el conocimiento de sus componentes y propiedades. Hoy en día, la hipótesis más aceptada por la ciencia es que la materia está constituida por átomos y qué estos se asocian en moléculas; la agregación de átomos o moléculas individuales forma la materia de los objetos. Además, los átomos tienen componentes más elementales como los electrones, protones y neutrones. Aún más, algunas de estas partículas tienen estructura. En 1964 se encontró una sub partícula más elemental que las partículas anteriores y la denominaron quark. Son seis quarks con propiedades diferentes. Estos son los componentes constitutivos de los neutrones y protones que integran el átomo. 

    A continuación se esquematiza, a grosso modo, cómo tres quark (el color representa sus diferencias) conforman a la partículas elementales denominadas neutrón y protón. Entre otras propiedades, el protón tiene carga eléctrica positiva; el neutrón carece de carga eléctrica. Neutrones y protones estructuran el núcleo de los átomos. A su vez, alrededor del núcleo se encuentran girando los electrones los cuales tienen carga eléctrica negativa, contraria a la carga del protón pero de la misma magnitud (cantidad). En consecuencia, como todos los átomos tienen la misma cantidad de protones que de electrones, sus cargas eléctricas son cero, es decir, son eléctricamente neutros. Los átomos cuando se agrupan forman moléculas como por ejemplo la molécula de cloruro de sodio (sal común) y a la vez la agrupación de moléculas forman, en algunos casos, estructuras cristalinas (cristal de sal). 

Ver trabajo completo en: 

http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/onda-iii-presentacion-en-power-point.html

La Física en la Cotidianidad

La Física en la Cotidianidad

Los autores del presente Blog agradecen a sus seguidores, el análisis y las sugerencias realizadas al material escrito y audiovisual. Así mismo les comunican que acaban de publicar en la Editorial Académica Española (EAE), el libro La Física en la Cotidianidad con exposición en extenso del material completo que aquí se ofrece en forma condensada. 

Esta obra está disponible en:
https://www.eae-publishing.com/catalog/search?page=4&search_query=La+F%C3%ADsica

https://www.eae-publishing.com/catalog/details/store/pl/book/978-3-8454-9731-0/la-f%C3%ADsica-en-la-cotidianidad?search=La%20f%C3%ADsica%20en%20la%20cotidianidad

Proyecto de Ciencia

Proyecto  Científico 

Escolar

 Autores: Orlando B. Escalona T.

                  Gregoria Cabral

            Ver trabajo completo en:

     http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/blog-page_30.html

                   Dedicado a la memoria de

 Don Luís Zambrano

Quien hizo ciencia “desconociendo” el método científico.

“Yo medía con un metro la circunferencia de diferentes tipos de trabajo, hasta que un día me dio un metro completo con el metro, así, y me dio 3 metros con 14 centímetros y un poquito así. Yo no sabía cómo se llamaba esa regla, pero de ahí me agarré y medí otro diámetro más pequeño, y vi que me daba los mismos tres tantos, no los mismos tres metros, sino los mismos tres tantos y el poquito. Entonces, después, me dijeron, esa regla se llama, la clave se llama P [Pi ] y es 3,14,16…”

 Resumen

            El presente material forma parte de un taller para discutir el método científico con todas sus bondades y limitaciones. Se analiza la importancia de los modelos en la ciencia. Se dan las pautas generales sobre cómo elaborar un anteproyecto investigación, es decir un primer borrador o papel de trabajo que conecte las ideas básicas sobre la investigación que pretendemos desarrollar, para organizar mejor nuestras propuestas, trazar nuestras metas y poder elaborar un cronograma de trabajo más eficiente. Se define y enseña cómo establecer los objetivos, las hipótesis, analizar los resultados y elaborar las conclusiones. Finalmente, se enseña cómo escribir el proyecto definitivo y cómo presentarlo en público.

            Se hacen algunos experimentos puntuales de física, química y biología para mostrar y poner en práctica el método aprendido; también, se enseña cómo elaborar y analizar gráficas en computadora, entre otras cosas.

 INTRODUCCIÓN

La ciencia es un sistema de conceptos estructurados a partir del estudio sistematizado de los diferentes procesos que se producen en el mundo; interpreta la naturaleza y la sociedad, estableciendo las reglas que las rigen. Para tal fin usa su Método, al plantear las Leyes que gobiernan los sistemas objetos de su estudio.

            Su enseñanza de forma apropiada es el gran reto de todo docente comprometido con el proceso educativo que se gesta en nuestra patria bolivariana. Enseñar ciencia requiere de una adecuada preparación, sustentada con recursos didácticos acorde con las invenciones tecnológicas de los nuevos tiempos y enmarcada dentro de una pedagogía social que interponga el interés del colectivo frente al individual.

MAS

Movimiento Armónico Simple (MAS)

     

 Ver en: 

http://www.geogebratube.org/student/m96014

Applets para simular el movimiento armónico simple de un disco, es decir, sometido a la acción de una fuerza restauradora. Se representan los vectores desplazamiento X, velocidad v, aceleración a de la partícula y fuerza F. Se disponen las Casillas de Control para activar las gráficas X, V , a y F, y sus correspondientes vectores. Coloque el puntero sobre el deslizador y actívelo; luego, presione la tecla Flecha derecha para poner en movimiento el disco. Se puede cambiar la frecuencia de oscilación con el otro deslizador.

Actividades:

1.  Coloque el Deslizador de frecuencia  angular en 1.

2. Coloque el puntero sobre el Deslizador temporal (segmento con círculo negro) y desplácelo a la derecha con  la tecla "flecha derecha" del tablero. Observe cómo el disco oscila armónicamente entre los puntos de retorno izquierdo - Xm   y  derecho  +Xm. Cambie el valor de la frecuencia angular a 2, 3, 4,...  y observe cómo el disco oscila más rápido.

    3. Active las casillas y siga las variaciones en la magnitudes de los vectores X(t), V(t), a(t) y F(t) a medida que el círculo oscila.

    4. Determine el periodo T del MAS en s (segundos) y la frecuencia angular en Hz (Hertz).

    Mas en:

 http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/blog-page.html

Óptica Geométrica

 Óptica Geométrica

Formación de la imagen de un objeto puntual en el espejo plano 

El espejo, elemento indispensable del tocador femenino, se conoce desde las civilizaciones más antiguas como la egipcia y la etrusca. Superficies metálicas pulidas hechas con láminas de plata, cobre, bronce o una aleación de bronce con estaño, sirvieron por vez primera para la formación de imágenes especulares; material arqueológico de esta categoría, descubierto hace varios años en el Valle del Nilo, da cuenta de que fue en el Antiguo Egipto (1900 a. C).

     Espejo egipcio ovalado con mango del Museo del Louvre (Guillaume Blanchard, 2004)

El espejo moderno, tal como lo conocemos hoy día, fue perfeccionado por el alemán Justus von Liebig en el año 1835 a partir de la técnica de depositar una delgada capa metálica sobre la superficie de un lámina de vidrio transparente.  

La imagen en el espejo se forma porque la luz proveniente de los objetos, que incide sobre su superficie especular, es reflejada en un elevadísimo porcentaje.   

La formación de la imagen en un espejo plano sigue las Leyes de la Reflexión de la Óptica Geométrica. Sus enunciados aparecen por vez primera en el libro del matemático Euclides de Megara (325- 265 a.C) titulado Catóptrica (parte de la Óptica que estudia la reflexión de la luz): 

      a) Los rayos incidente y reflejado se encuentran sobre el mismo plano perpendicular al espejo. 
      b) El ángulo que forma el rayo incidente con la normal al espejo es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la misma.
     
A continuación ilustramos lo mencionado en forma gráfica mediante un Applet hecho con Geogebra.

Ver más en la página de Óptica Geométrica:    http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/optica.html

Gráficas de Funciones

Gráficas de Funciones

 con

 GeoGebra

En esta sección utilizaremos esta poderosa herramienta de la Web para diseñar Applets de Matemática que simplifiquen el aprendizaje de las gráficas de funciones.   

     Según Wikipedia,  "GeoGebra es un software matemático interactivo libre para la educación en colegios y universidades. Su creador Markus Hohenwarter, comenzó el proyecto en el año 2001 en la Universidad de Salzburgo  y lo continúa en la Universidad de Atlantic, Florida.

    GeoGebra está escrito en Java y por tanto está disponible en múltiples plataformas. Es básicamente un procesador geométrico y un procesador algebraico, es decir, un compendio de matemática con software interactivo que reúne geometría, álgebra y cálculo, por lo que puede ser usado también en física, proyecciones comerciales, estimaciones de decisión estratégica y otras disciplinas.

Su categoría más cercana es software de geometría dinámica.

   Con GeoGebra pueden realizarse construcciones a partir de puntos, rectas, semirrectas, segmentos, vectores, cónicas, etc., mediante el empleo directo de herramientas operadas con el ratón o la anotación de comandos en la Barra de Entrada, con el teclado o seleccionándolos del listado disponible. Todo lo trazado es modificable en forma dinámica: es decir que si algún objeto B depende de otro A, al modificar A, B pasa a ajustarse y actualizarse para mantener las relaciones correspondientes con A.

     GeoGebra permite el trazado dinámico de construcciones geométricas de todo tipo así como la representación gráfica, el tratamiento algebraico y el cálculo de funciones reales de variable real, sus derivadas, integrales, etc." 

   Los siguientes Applets  muestran gráficas de funciones que permite simular el movimiento ondulatorio. Para activarlos hay que pulsar el botón del deslizador (semirecta con círculo) con el ratón y manteniéndolo presionado, se mueve a la derecha o izquierda para cambiar el valor de los diferentes parámetros. También se puede activar marcando el delizador con el ratón y luego se presionan las flechas de derecha o izquierda.

        La función lineal

Orlando Escalona, 16 Enero 2013, Creado con GeoGebra

Ver también en: http://geogebratube.org/material/show/id/62350

Es innumerable la cantidad de fenómenos naturales y sociales que se pueden estudiar, en primera aproximación, mediante una dependencia lineal entre dos variables. La distancia recorrida por un carro cuando se mueve con rapidez constante a medida que transcurre el tiempo; la longitud de la circunferencia cuando se cambia su radio, entre otros.

     En tal sentido se propone el análisis de la gráfica correspondiente de esta función con este  Applet.

Actividades:

1. Elija el valor de la pendiente m = 1   y   el término independiente  a = 0. Luego varíe el valor de a con el deslizador: observe cómo, sí a se hace más positivo, la recta se mueve hacia la derecha; si se hace más negativo, se desplaza a la izquierda. La recta roja tiene pendiente 1 y se tiene de referencia.

2. Elija a = 0 y varíe el valor de la pendiente. Observe cómo se inclina la recta y cómo la pendiente es positiva en un caso y negativa en otro.

3. Elija cualquier función (y = 2 x - 3, por ejemplo) y elabore la gráfica con el Applet. Compruebe la validez de la gráfica calculando por el método tradicional la pendiente y los cortes con los ejes x y y.

4. Considere la recta y = 0.5 x + 1. Prediga dónde se contarán las dos rectas. Coloque estos valores en los deslizadores y compruebe su predicción.

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