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Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física CAIDA LIBRE MEDIANTE USO DE SOFTWARE TRACKER

“AÑO DE LA UNIVERSALIZACION DE LA SALUD”

CALCULO APLICADO A LA FISICA I

TRABAJO FINAL CAIDA LIBRE MEDIANTE USO DE SOFTWARE TRACKER Profesor: Ing. Juan Carlos Grande Calla Alumnos Vera Pare, Anderson Walter

U19103322

Vega Vega, Maria Teresa Carmen

U18217589

Cruz Diaz, Jesus Andree

U19215402

Belizario Belizario, Isabel

U19209995 Manuel

Arequipa - 2020

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Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física CAIDA LIBRE MEDIANTE USO DE SOFTWARE TRACKER

I. RESUMEN En el presente informe se realizó el análisis de caída libre de un objeto a través del software Tracker con el objetivo de determinar sus aplicaciones físicas, comportamiento del objeto en movimiento y todas las fuerzas que actúan sobre el sistema, así como precisar la relación existente entre los temas realizados en el semestre con la vida cotidiana. La estructura del informe deriva de la experiencia de hacer caer el objeto con una velocidad inicial nula y llevarlo al software donde se obtendrán los datos, graficas necesarias para los cálculos correspondientes. Los resultados de la investigación permiten relacionarlos con conceptos abstractos de la física; así, el modelado de video podría significar una forma innovadora y efectiva de analizar fenómenos físicos. Palabras Claves: Caída Libre, Tracker. II. INTRODUCCION Por lo general los experimentos nos sirven para lograr comprobar o desmentir una hipótesis. La base de un experimento está en la manipulación de las variables que se consideran relevantes, para conseguir los resultados deseados. Sin embargo, en los experimentos puede darse el caso de que el propio experimentador se equivoque a la hora de medir las variables o que el entorno influya en el resultado final del experimento. Para evitar errores en la realización de la experimentación surge el modelo virtual caracterizado por el uso de softwares utilizados como una herramienta para mejorar y optimizar la experiencia de la realización. Hoy en día el uso de vídeo continúa siendo una herramienta valiosa en todas las disciplinas científicas. Pues el uso de vídeo está siendo incorporado en innovadoras formas de enseñar y practicar física que están tomando fuerza a nivel mundial.

En el presente trabajo se utilizará el

software tracker para poder analizar movimientos de caída libre y otras situaciones reales permitiendo la creación de un modelo cinemático que describa el fenómeno a estudiar. De este modo podemos establecer el grado de viabilidad de nuestro modelo con la realidad en relación con su grado de predicción de datos reales. Este modelo puede compararse constantemente con los datos reales y por tanto podremos comparar su fiabilidad. Un ejemplo fue cuando A través de la experimentación, Galileo demostró que Aristóteles estaba equivocado y que el movimiento de un cuerpo que cae libremente es independiente de su masa Galileo se dio cuenta de que disminuir La fuerza de fricción permite un análisis correcto del movimiento simple de Un objeto que cae hacia la superficie de la Tierra. Usando objetos rodando por planos inclinados, pudo estudiar

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movimientos que cambiando lo suficientemente lento como para concluir que la moción era continuamente acelerada y que contrario a la intuición su aceleración era independiente de la masa del objeto. III. OBJETIVOS • El presente trabajo tiene como objetivo general revelar la utilidad y precisión en el uso del Software Tracker mejorando la comprensión de los conceptos básicos de la física. • como objetivos específicos: 

Demostrar si estas técnicas analíticas y experimentales mejoran la comprensión de conceptos básicos de la física.



Demostrar el potencial que tiene el uso de experimentos en vídeo digital. El análisis de un experimento de caída libre, incluso hoy en día, es una tarea difícil sin el uso de sensores modernos costos. Sin embargo, Hoy en día el uso de vídeo continúa siendo una herramienta valiosa en todas las disciplinas científicas. Pues el uso de vídeo está siendo incorporado en innovadoras formas de enseñar y practicar física que están tomando fuerza a nivel mundial. En el presente experimento se utiliza tracker por disponer de un fácil uso, accesibilidad y costo. Además, este también nos permite extraer gráficas, tablas y valores de diferentes magnitudes.

IV. METODOLOGIA 1. Descargar

el

software

TRACKER

en

el

siguiente

enlace

https://physlets.org/tracker/, además de ser completamente gratuito y liviano así su tiempo en descargar es veloz . 2. Familiarizarse con el software; para ello, existe una diversa gama de tutoriales en diversas plataformas. 3. Realizar la filmación del video, se recomienda contar con una cámara con buena resolución; Además de contar con el sujeto (persona) y objeto necesario para el experimento. A continuación, se detallan algunos aspectos para capturar correctamente el vídeo: 

Para una correcta auto localización del objeto en el software TRACKER es indispensable que el cuerpo tenga mayor contraste y resalte del fondo.



Colocar un objeto de medición (servirá como herramienta de calibración en el programa) con la finalidad de obtener datos lo más real posible.



Es necesario un enfoque plano y amplio de la superficie donde el cuerpo caerá y del momento en que este empieza a caer.

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3.1.

En el experimento se tomó como objeto una pelota pequeña de color azul oscuro y se usó de fondo una pared de tono claro para que el color y masa del cuerpo resalte mejor durante la filmación.

3.2.

Se sujeta la pelota con el brazo y se sube a cierta altura (en este caso se empleó una silla para obtener más altura).

3.3.

Se suelta la pelota y se graba su trayectoria.

4. Se importa el video al programa, siguiendo la secuencia: archivo – importar video. Tomará algunos minutos en realizar la carga del video.

Ilustración 1. Pasos para cargar el video

5. A través de las flechas negras ubicadas en la parte inferior de la barra de reproducción, se recorta el segmento a analizar (momento en el que el cuerpo es soltado hasta que llega al suelo)

Ilustración 2. Segmentación del video

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6. Se posiciona el objeto (banda métrica) que permitirá la calibración paralela a la trayectoria que el cuerpo tendrá; con ayuda del scroll del mouse se realiza el zoom para apreciar mejor la imagen. 

Dirigirse a la barra de menú del programa, seleccionar el icono.

Ilustración 3. Pasos para la calibración



Se selecciona la opción nuevo- vara de calibración

Ilustración 4. Pasos para la calibración



A través de la combinación SHIFT + el cursor del mouse, se ubica el inicio y fin de la banda métrica. El software marcará la longitud equivocada, se modifica la barra azul para darle la longitud exacta (1m).

Ilustración 5. Paso para la calibración

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7. Seguidamente se introducen los ejes de coordenadas del cuerpo: para ello se selecciona el siguiente icono. Se sitúa el centro del cuerpo

Ilustración 6. Selección del centro del cuerpo

8. A continuación, se debe crear la masa; opción “Crear- Masa Puntual “, asignarle un nombre es opcional; manteniendo presionado CTRL + SHIFT, CLIC donde los ejes de coordenada se interceptan.

Ilustración 7. Pasos para crear la masa

9. Seguidamente se abrirá una nueva ventana, CLIC en la opción SEARCH para que el programa busque el cuerpo fotograma por fotograma a través de la trayectoria del cuerpo.

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Ilustración 8. Captación de la trayectoria del cuerpo

IMPORTANTE: Como el video fue grabado en orientación vertical, en la izquierda a un costado de la gráfica se cambia la opción de eje X por eje Y , y en datos desmarcamos el eje X , marcamos el eje Y, su velocidad (Vy). 10. Finalmente, se procede a analizar las gráficas, pendientes, tabla de datos y relacionarlo con conceptos sobre caída libre

Ilustración 9. Análisis de la trayectoria del cuerpo

V.

RESULTADOS

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VI.

CONCLUSIONES

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

Cuando arrojamos la pelota al aire observamos que no le afecta mucho al aire por eso entendemos que la aceleración es muy idéntica a la gravedad de la tierra.



La pelotita que ejerce en el aire tiene una fuerza de gravedad que siempre es igual pero también depende de su velocidad, del tamaño y el material que sea ya que si la pelotita es de menor masa causaría un efecto mayor.

VII.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

1. Gonzáles, A. G. (5 de Junio de 2015). Panama Hitek. Obtenido de http://panamahitek.com/que-es-arduino-y-para-que-se-utiliza/

VIII.

ANEXOS

Adjuntamos Link del video que se realizo. https://www.youtube.com/watch?v=p3XP_2fXvwE&feature=youtu.be

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