PhysLab

Introducción

Este sitio presenta un conjunto de actividades virtuales y reales (+) de laboratorio para los cursos básicos de fı́sica mecánica, electromagnetismo, calor, ondas y termodinámica. Para las actividades virtuales se utilizan simuladores on line. Existen autores que discuten las ventajas y desventajas de su uso en la enseñanza de una disciplina, pero en términos generales aconsejan el uso de estas herramientas cuando posibiliten visualizar aspectos de un fenómeno fı́sico que difı́cilmente se lograrı́a incluso con una experiencia real, fundamentalmente por los recursos que esto implicarı́a. Muchas de estas herramientas simulan fenómenos fı́sicos que permiten al usuario hacer cambios en las magnitudes del sistema y visualizar sus efectos de manera inmediata. Se deberı́a explotar el máximo estas posibilidades para predecir qué ocurrirá al hacer dichos cambios y explicar lo observado en términos de los conceptos fı́sicos involucrados.

Por otra parte, si el uso de estas herramientas no está acompañado por actividades de cuestionamiento, reflexión y explicación a partir de la teorı́a fı́sica, los resultados del proceso de aprendizaje no resultan ser favorecedores. Así mismo, se argumenta que los usos de simuladores podrı́an colaborar con el proceso de construcción de significados relacionados con la conceptualización del fenómeno.

Teniendo en cuenta lo anterior el autor ha propuesto una serie de actividades en las que en su mayoría hacen uso de los recursos existentes en la red como son los simuladores gratuitos. También se proponen otras actividades en menor número que utilizan implementos de fácil consecución, disponibles usualmente en cualquier laboratorio destinado a la enseñanza de la física básica.

Las actividades propuestas tienen varias finalidades:

• Afianzar los conceptos fundamentales de la fı́sica básica.
• Involucrar a cada estudiante en experiencias significativas donde ellos sean los protagonistas.
• Contribuir al desarrollo de competencias cientı́ficas:
  • Capacidad de utilizar el conocimiento cintífico para escribir, explicar y predecir fenómenos naturales.
  • Capacidad de utilizar los conceptos y modelos científicos para analizar problemas:
    • Manejo de modelos y técnicas para determinar relaciones entre las diferentes variables que gobiernan un determinado fenómeno.
  • Capacidad de pocesar la información obtenida.
    • Manejo de información, sus diferentes formas de representación y el uso de diferentes herramientas tecnológicas.
  • Capacidad de formular conclusiones fundamentadas:
    • Reconocimiento de las limitaciones de los modelos y la aplicación de la teorı́a de errores.
    • Argumentación verbal y escrita funadamentada en las ideas y modelos científicos.
  • Capacidad de valorar la calidad de una información en función de los procedimientos utilizados para generarla.

Las actividades propuestas se pueden utilizar para la construcción de un curso en si, o como material de apoyo en diferentes cursos de física. Es de vital importancia que el desarrollo de las activides estén siempre bajo la orientación y apoyo del docente.

Lista de acividades por temas:

Mecánica

1. Teoría de errores
2. Aceleración de la gravedad
3. Tiempo de vaciado de un recipiente
4. +Resorte de juguete (Slinky)
5. Versión moderna del teorema II de Galileo
6. Versión moderna del teorema IV de Galileo
7. Versión moderna del teorema V de Galileo
8. Movimiento rectilíneo con aceleración constante
9. Cinemática en una dimensión: movimiento por tramos
10. Movimiento en 2d: Tiro parabólico
11. Centro de masa
12. Choques en una dimensión
13. Choques en dos dimensiones
14. Impulso-Momentum
15. +Segunda ley de Newton
16. Segunda ley de Newton
17. +Coeficiente de rozamiento cinemático
18. Trabajo y energía cinética
19. +Conservación de la energía Mecánica
20. +Coeficiente de restitución
21. +Momento de inercia de un disco
22. Dinámica rotacional: Rodadura y deslizamiento
23. +Energía cinética rotacional
24. +Coeficientes de rozamiento cinético y estático
25. +Principio de Arquimedes
26. Fluidos en un tubo en forma de U
27. Sifón

Electromagnetismo

1. +El termistor
2. Ley de Coulomb
3. +Generador de Van de Graaff
4. Campo eléctrico, potencial eléctrico y lineas equipotenciales
5. Movimiento de un electrón en un campo eléctrico
6. Moviemiento den 2D de una carga eléctrica en un campo eléctrico constante
7. Experimento de Millikan
8. Movimiento de partículas en un campo magnético
9. +Equipotenciales
10. Condensador de placas paralelas
11. +Fuerza entre placas de un condensador de placas paralelas
12. Procesos de redistribución de carga eléctrica en condensadores
13. Resistividad: Ley de Ohm
14. +Resistencia de un conductor como función de la temperatura
15. Leyes de Kircchoff
16. Circuito RC
17. +Permeabilidad magnética del aire
18. Magnetización de un imán
19. Campo magnético creado por un conductor recto
20. Campo magnético creado por una espira circular con corriente directa y alterna
21. Ley de Faraday: Generador eléctrico
22. +Motor de corriente continua y dinamo

Oscilaciones y Termodinámica

1. Movimiento armónico simple: Peńdulo simple
2. Movimiento armónico simple: Sistema masa resorte
3. +Péndulo físico o compuesto
4. Oscilaciones eléctricas amortiguadas
5. Oscilaciones forzadas en el sistema masa resorte
6. +Oscilaciones forzadas en el circuito RLC
7. Ondas estacionarias en una cuerda
8. Tubos resonantes
9. +Pulsaciones en ondas sonoras
10. Teorema de Fourier
11. Ley de Snell
12. Ley de Cauchy
13. Difracción de la luz
14. Ley de Malus
15. Ecuaciones de Fresnel
16. Calor específico de un líquido
17. Transferencia de calor: conductividad térmica, calor específico, calorimetria
18. Gas ideal
19. Distribución de velocidades de Maxwell
20. Equivalente mecánico del calor
21. Radiación del cuerpo negro: Ley de radiación de Planck
22. Efecto fotoeléctrico
23. +Temperatura del filamento de una bombilla
24. +Determinación de la constante de Stefan-Boltzmann