INTRODUCCIÓN.

En mi experiencia he notado que muchos de los estudiantes se gradúan sin una comprensión funcional de los principios físicos cuando se espera que estos estudiantes, que han pasado un curso de Física General, sean capaces de explicar los fenómenos en términos de las leyes de Física. Sin embargo la enseñanza tradicional de los principios físicos deja muchos estudiantes incapaces de predecir y explicar el comportamiento de fenómenos simples. Los alumnos presentan dificultades serias y persistentes con los conceptos y principios usados para analizar estos fenómenos. Las explicaciones del profesor y la práctica de resolución de problemas estándares son aparentemente insuficientes para ayudar a los estudiantes a superar el problema que tienen con los conceptos subyacentes y su razonamiento.

Para enseñar, no basta la condición muy importante y desde luego capital, de saber los temas que se imparte y sobre los cuales no cabe, honestamente, la improvisación.

Enseñar es un arte sujeto a diversas características, entre las que la simpatía amplia juega un papel decisivo para que la finalidad de ese arte se cumpla.

Por ello admitimos que quien sabe mucho podrá no ser un buen maestro, y, si lo será quien, sabiendo menos, trasmite asistido por las ayudas a la enseñanza coespondientes.

En ocasiones, es menester adecuar la enseñanza haciéndola, en su métodos, tan maleable (pero sin tergiversaciones) como convenga al grupo hacia el que se la dirige.

Incluso empleando la modalídad de enseñar recreando.

La manera de instruir y educar paralelamente obedeciendo a una tendencia contemporánea, ha rectificado antiguos sistemas, con óptimos resultados en la práctica. De tal forma se anima y ameníza el estudio y se. procura que, para los más, el capacitarse deje de ser agobiadora tarea.y que las pesadas jornadas de aprendizaje, hoy constituyan ratos agradables, en los que se va integrando un conocimiento paulatinamente más completo y gratamente adquirido.

Para esto presento algunos artefactos construidos con el objetivo de mostrar los fenómenos físicos en forma clara y no dejar solamente a la imaginación que a pesar del esfuerzo de quien enseña puede llevar a una pobre interpretación. Es conocido que una imagen vale por mil palabras pero un objeto no solamente materializando la idea sino mostrando también el fenomeno ayuda muchísimo más.

En este trabajo se muestra el proceso de la creación de estos dispositivos, desde el momento de la inspiración, siguiendo por la concepción del modelo y finalmente mostrando sus bondades.

Aquí como ejemplo se muestran tres dispositivos. Primero un oscilador mixto que consta de un péndulo físico y resortes. Después un oscilador que tiene un funcionamiento especial debido a que es originado por efecto de las fuerzas de rozamiento y finalmente un dispositivo que muestra muy claramente el movimiento de un conductor por el que circula una corriente eléctrica en presencia de un campo magnético.

Todos estos aparato construidos con elementos de bajo costo que se encuentran en nuestro medio y que no es necesaria mayor destreza que la que pueda tener un estudiante o profesor.

Es mi experiencia que los estudiantes se benefician enormemente al ver una demostración de un principio o fenómeno que es objeto de debate en clase.

APARATO 1: LA FRICCIÓN Y EL OSCILADOR ARMÓNICO

Inspiración.

La inquietud para diseñar este equipo viene a partir de un problema propuesto por los profesores Daniel Kleppner y Robert Kolenkow de Massachusetts Institute of Technology.

“Una barra pesada uniforme de masa m reposa sobre dos discos iguales que son girados continuamente en sentidos opuestos , como se muestra. Los centros de losdiscos esta separados una distancia d. El coeficiene fricción entre las barras y la superficie de los discos es , constante independiente de la velocidad relativa de las superficies.

Inicialmente la barra se mantiene en reposo con su centro a una distancia x₀ del puntoequidistante de los discos. Al tiempo t = 0 se suelta . Encotrar el movimiento subsecuente de la barra”.

Este problema puede ser demostrado mediante un aparato existente en la sección Ingeniería Mecánica de la Pontificia Univrsidad Católica del Perú en el que la fuerza de rozamiento no entorpece las oscilaciones, sino más bien las sustenta.

El análisis del funcionamiento de este aparato requiere el conocimiento de algunas ideas de la dinámica de las partículas. El único movimiento de esta barra está en la dirección horizontal. Así que las fuerzas sobre ella deben ser equivalentes a una fuerza resultante en la dirección horizontal. La fuerza neta en la dirección vertical es cero y no hay momento de fuerzas neto con respecto al centro de masa.

El aparato está configurado como se indica, la unidad está dirigida a velocidad lenta. La vara oscila de izquierda a derecha sobre los rodillos. Los rodillos deben girar en sentidos opuestos. El fundamento de esta demostración es que la fricción es proporcional a la normal de la fuerza sobre las superficies deslizantes.

A medida que el centro de gravedad se acerca hacia uno de los discos, la fricción es mayor que en aquel disco y el centro de gravedad de la vara se mueve hacia la otra.

Modelo.

El modelo sencillo se contruye de madera:

Dos discos de madera montados sobre una base también de madera.

Estos discos estan unidos mediante un eje a otros dos discos de menor diámetro, estos discos tienen un canal para colocar la correa de trasmisión del movimiento, correa que se coloca cruzada con el objeto que el giro de los discos sea en sentidos opuestos.

El giro se hace manualmente mediante la manivela fijada a una de las poleas.

Explicación teórica práctica del movimiento.

Diagrama de cuerpo libre de la barra

Las fuerzas actuantes sobre la viga se muestran en dibujo siguiente. Los centros de los discos están separados una distancia d. Las fuerzas de rozamiento son en sentidos opuestos.