La Universidad de Colorado, de Estados Unidos, tiene en su página web una serie de aplicaciones online para el estudio de ciencias. Las que te voy a presentar en este artículo son simulaciones interactivas de física.
Las animaciones de la Universidad de Colorado comprenden herramientas para matemática, física, química y biología, entre otras áreas.
En este artículo voy a mostrar algunas, vinculadas a temas básicos de la física que se suelen estudiar en la escuela secundaria y también en cursos pre universitarios y universitarios como es el caso del Ciclo Básico Común de la UBA.
Por cada simulación encontrarás un enlace a ella. Al ingresar a la página de destino, tienes que comenzar la simulación haciendo clic sobre la imagen que aparece con el ícono de Play.
Péndulo
Este es un tema ineludible en el estudio de la física.
En esta simulación, podrás mover un péndulo sobre una escala graduada. Al costado derecho encontrarás una serie de opciones para poder modificar las condiciones del experimento
Puedes cambiar la longitud de la cuerda que sostiene el péndulo, la masa de este, hacer aparecer otro péndulo para comparar o agregar fricción para que de a poco se detenga.
Además, puedes experimentar cómo se movería el péndulo estando en la Luna, en Gravedad 0 ó en Júpiter.
En la parte de abajo de la barra de herramientas hay interesantes opciones para entender qué está ocurriendo. Puedes activar la visualización de los vectores velocidad y aceleración en tiempo real. También pueden observar los niveles de energía del péndulo.
Como si fuera poco, tienen un timer para controlar períodos de tiempo y una cinta métrica virtual para tomar medidas.
Enlace: Péndulo
Tiro oblicuo
El tiro oblicuo siempre me pareció uno de los temas más entretenidos de la física.
Generalmente los problemas son de disparos o saltos donde hay que ver dónde cae el proyectil.
En esta simulación puedes definir el ángulo de disparo, velocidad inicial, masa y diámetro del proyectil. Con Fire disparas el cañón que aparece y luego, arriba, es posible visualizar el rango de alcance, la altura máxima alcanzada y el tiempo del disparo.
En la lista de opciones de la derecha, puedes elegir qué objetos disparar: una pelota de golf, una bola de bowling, una persona, un piano y hasta un auto.
Al igual que en la simulación anterior, está la cinta métrica para poder medir distancias en el experimento.
Enlace: Tiro oblicuo
Fuerzas y movimiento
Estos conceptos se suelen estudiar bajo el nombre de dinámica. Incluye fuerzas, objetos, rozamientos y planos inclinados.
En el experimento que propone esta simulación hay un hombre intentando mover un objeto sobre un plano inclinado, cuyo ángulo es posible variar.
Al correr la simulación, es necesario aplicar la fuerza donde dice Applied Force (Fuerza aplicada) para lograr mover el objeto. Abajo encontrarás distintos elementos para mover: una caja, una mascota y un refrigerador.
Hay otras solapas en esta mini aplicación. La segunda sirve para aprender sobre la fricción. Aparecen nuevos controles debajo que sirven para variar las condiciones del experimento.
La tercera solapa es la misma simulación pero hace un gráfico en función del tiempo de las fuerzas que intervienen. Resulta muy didáctico ver cómo van variando en tiempo real. Debes saber que haciendo clic en el botón Reset All, las simulación vuelve a su punto de partida y así puedes crear un nuevo gráfico.
En la cuarta solapa encontrarás un pequeño juego donde hay que controlar a un robot que debe empujar objetos hasta la puerta de una casa.
La idea es pensar, para administrar la energía del robot y lograr el objetivo sin que el objeto caiga por un precipicio. Muchos de los conceptos que se desprenden de las otras simulaciones deben ser aplicados para poder sumar puntos en este juego.
Enlace: Fuerzas y movimiento
Conservación de Energía
Otro de los temas más divertidos de la física. Generalmente con rampas, montañas rusas y… ¡skaters! Como en el caso de esta simulación donde tenemos a un joven con patineta en una rampa.
Lo más interesante lo tienes a la derecha, con la opción Bar Graph. Ahí podrás ver la variación de los distintos niveles de energía a medida que el sujeto se mueve.
Puedes ver un gráfico de la variación de la posición del skater o del tiempo respecto de la energía en tres de sus componentes: potencial, cinética y térmica.
También es posible cambiar al skater, realizar mediciones, agregar fricción a la superficie por la que se desplaza y modificar la gravedad.
Enlace: Conservación de Energía
Fuerzas elásticas
Las fuerzas elásticas se resumen casi siempre en resortes, aunque en realidad el concepto es mucho más amplio.
La simulación dispone de tres resortes al que es posible colgarle pesas de distintos valores para observar la respuesta. A la izquierda aparece una escala graduada que te permite observar cuánto se estiran. Puedes observar los niveles de energía, como en las simulaciones anteriores.
Otras opciones son agregar fricción y variar la gravedad para que sea como en la Luna, Júpiter o en el espacio. También es posible ver la simulación en cámara lenta o pausarla para atender detalles. Por último, al tercer resorte le puedes modificar el nivel de dureza.
Enlace: Fuerzas elásticas
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Eso es todo por este artículo. Espero que las simulaciones interactivas de física que te presenté te ayuden a comprender mejor estos temas.
Si tienes alguna duda, consulta, aporte o sugerencia, déjame un comentario al final de la entrada.
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Gracias por tomarte el tiempo de leerme.
Hasta el próximo artículo.
