Vínculo de la teoría con la práctica para la sección de las cónicas en la asignatura de Matemáticas de la UANL

Se diseñó un dispositivo óptico, para la realización de actividades en el salón de clase orientadas a la comprensión de los conceptos matemáticos, principalmente en la asignatura de Matemáticas en la sección de cónicas: parábolas, circunferencias, elipses e hipérbolas. Aquí se comprueba experimentalmente por las leyes de la reflexión los conceptos asociados a las cónicas, y se dan ejemplos de la aplicación de las cónicas en el contexto social. Para ello se definen los conceptos de las leyes de reflexión y refracción de la luz, así como las distancias focales de lentes convergentes como parte esencial para la utilización del manejo del dispositivo óptico sección cónicas. Además, se utilizó un software como apoyo a la modelación para determinar sus regularidades y, se espera que a través de estos dos medios en que en una misma actividad docente: se observe, se modele, se interprete, se argumente, y se verifique lo estudiado. Se realizó encuestas para conocer la opinión de los estudiantes respecto a estos dos medios de la forma de explicar las cónicas, en el salón de clase, y se espera en el futuro implementarlo como laboratorio experimental en el área de matemáticas de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la UANL, México.

Simulador interactivo de bajo costo como herramienta enseñanza/aprendizaje referente a tiro parabólico incluyendo inclinación del plano de lanzamiento. Implementado en S4A y controlado mediante un mando externo diseñado en SolidWorks

Se propone una simulación interactiva como herramienta enseñanza/aprendizaje para la observación del fenómeno físico del tiro parabólico, incluyendo el caso general de llevarse a cabo en un plano inclinado. Mediante un control externo diseñado en SolidWorks y conectado a una tarjeta Arduino Uno programada con S4A (Scratch para Arduino), es posible manipular las variables de entrada de este fenómeno; como son: velocidad, ángulo de disparo y ángulo de inclinación del plano (este último con el uso de un acelerómetro incorporado al control externo) . Esta herramienta se ha implementado en pequeños grupos estudiantiles para su aprendizaje obteniendo resultados y comentarios muy favorables tanto de estudiantes como profesores. La simulación cuenta además con un modo de "juego" que solicita al usuario modificar las variables de entrada para que el proyectil alcance un objetivo que aparece de manera aleatoria; reforzando así los conceptos involucrados. Si el objetivo es alcanzado, el control comenzará a vibrar.

Laboratorio de Electromagnetismo: una experiencia docente durante el confinamiento por la pandemia de COVID-19

El confinamiento obligado por la pandemia de COVID-19 hizo que docentes, alumnos y autoridades aprendieran diversos métodos de enseñanza a distancia. La carrera de Física de la Facultad de Ciencias, UNAM, incluye un curso de Laboratorio de Electromagnetismo, en 4° semestre. En este trabajo se describe su impartición en el semestre 2022-1, mediante la entrega a los alumnos de un paquete con instrumentación básica de bajo costo, junto con otros materiales necesarios. Así, cada uno de ellos hizo los experimentos en su casa, cubriendo el programa de la materia. Cada semana se hizo una presentación vía $\textit{Google Meet}$ para explicar objetivo, conceptos físicos, procedimiento experimental y método de análisis de datos, dejando el material disponible en todo momento y se dio otra sesión para desarrollar el experimento. Cuando no se contaba con el equipo necesario, se recurrió a simulaciones de diversos sitios, además de recomendar videos. Se completó el curso con un proyecto desarrollado por equipos. El resultado del curso fue positivo, dado que los alumnos demostraron haber aprendido a manejar el equipo básico, proponer mejoras y un experimento, así como a plasmar por escrito su trabajo.

Uso de tarjetas gráficas de videojuego como herramienta de enseñanza para el cálculo de soluciones de sistemas físicos

Hoy en día las herramientas de computación a la que los alumnos tienen acceso es ampliamente utilizada para su educación. Es muy común que se utilicen simulaciones numéricas para encontrar soluciones de ecuaciones diferenciales ordinarias o parciales que representan fenómenos físicos. Sin embargo, estos se pueden complicar y ralentizar rápidamente cuando se trata de incorporar más realismo a dichas simulaciones. El poder de cómputo que se tiene en la actualidad es muy diverso y la incorporación de tarjetas de video juego, que utilizan los alumnos para divertirse, se pueden utilizar desde un punto de vista académico para realizar simulaciones computacionales de sistemas físicos complicados que requieren de cómputo en paralelo. En la presente contribución se muestra la forma de incorporar estas herramientas en simulaciones de campo acústico y algunas situaciones electrostáticas (soluciones de la ecuación de Laplace).

Evaluación formativa en un curso de física usando la herramienta interactiva de Kahoot

Si el aprendizaje activo es una estrategia que hace que un estudiante haga algo más que escuchar, ver y tomar apuntes; ¿cómo nos aseguramos, durante la pandemia, que esta estrategia continúa siendo efectiva? ¿Cómo nos aseguramos que las actividades diseñadas para ser respondidas en línea consiguen el propósito que el alumno discute, reflexiona, evalúa, predice, etc.; y que aprendan de una manera más profunda? La evaluación formativa nos proporciona una forma de conocer su nivel de comprensión, ideas previas e incluso nos permite tomar decisiones en cuanto a si es necesario reforzar, repasar o cambiar la manera en que se está abordando un cierto tema. Otro aspecto importante de la evaluación formativa es que requiere de una retroalimentación lo más inmediata posible, y es por ello que en este trabajo se muestran algunas de las ventajas de utilizar la herramienta interactiva de Kahoot en el curso de Física 2 (Fluidos y Termodinámica).

Importancia del lenguaje en la enseñanza de la Física, principalmente a nivel medio superior

La Física es una de la Ciencias que más temen los estudiantes del nivel medio superior, debido en varias ocasiones a la poca claridad en la enseñanza de los principios, leyes y conceptos temáticos de los cursos impartidos; lo que es más notorio en algunos de los sistemas educativos en los cuales los alumnos ingresan con competencias básicas poco desarrolladas. En este trabajo se tratan de destacar algunas de las situaciones en las que el lenguaje causa confusión o favorece el poco entendimiento de los contenidos temáticos de los alumnos del nivel medio superior, sobretodo visto en los estudiantes del Instituto de Educación Media Superior de la Ciudad de México.

STEAM. ¿Propuesta, Metodología, Moda? Innovaciones educativas más allá de pedagogías activas

STEAM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas por sus siglas en inglés) es una innovación educativa que promueve la apropiación de contenidos por parte de los estudiantes por medio de innovaciones educativas que utilizan entre otras herramientas, el aprendizaje lúdico y centrado en el estudiante. Los resultados del Programa STEAM demuestran un cambio actitudinal en estudiantes de educación media, aunado a buenos resultados académicos producto de herramientas, competencias, habilidades y destrezas adicionales, adquiridas por los participantes en un programa regional, multinivel. El programa ha recibido varios reconocimientos, entre ellos Silver Award en Hybrid Education por Reimagine Education Awards 2021, Silver Award por la categoría América Latina en Reimagine Education Awards 2018, Finalista en fallingWalls Engage en Berlin. Ha alcanzado a más de 1,000,000 de participantes con los seminarios virtuales y más de 15,000 jóvenes con talleres interactivos.

Las simulaciones PhET como herramienta de apoyo para la enseñanza del movimiento parabólico en bachillerato

En el presente trabajo se muestra una serie de actividades integradas en forma de secuencia didáctica, con la finalidad de lograr que los estudiantes de bachillerato puedan relacionar los conceptos de la cinemática con los fenómenos que los rodean, sean capaces de determinar cuáles de ellos influyen de forma relevante en el movimiento en tiro parabólico y mediante las ecuaciones correspondientes logren resolver problemas referentes a este tema de una manera eficiente y funcional. Dentro de las herramientas que forman parte de la secuencia didáctica mencionada, se emplean las simulaciones PhET como herramienta principal para ilustrar el movimiento parabólico. La motivación de esta investigación fue la detección de bajo rendimiento en la unidad referente a la cinemática en el curso de Física I según datos recabados de 2011 a 2014, en un bachillerato particular ubicado en la ciudad de Culiacán, Sinaloa, México, contrastando resultados con los grupos correspondientes al periodo de 2015 a 2020 donde ya se implementó la herramienta diseñada, mostrando resultados alentadores de forma inmediata. Al analizar los resultados, se obtuvo que, de manera general, el 75% de los estudiantes evaluados en 2015, logró sobrepasar la media establecida de 2011 a 2014 en el rendimiento en la unidad III referente a cinemática; de esos estudiantes, el 97% identifica correctamente el movimiento parabólico en la naturaleza; el 63% identifica correctamente las magnitudes físicas implicadas en este movimiento y aquellas que juegan un papel importante y el 47% de los estudiantes aplica de forma correcta las ecuaciones para resolución de problemas.

Determinación de la distribución de temperaturas mediante rapidez de evaporación

Se presenta un método muy sencillo y económico para determinar la distribución de temperaturas relativas sobre una superficie. El método consiste en observar la rapidez de evaporación que experimenta algún liquido sobre dicha superficie y asociarlo con la temperatura a la que se encuentra. La observación se hace iluminando la superficie humedecida con un haz de luz polarizado y mediante una cámara con un analizador polarizador, observar la rapidez con que el liquido se evapora. Esta información es procesada a través de software para así obtener la distribución relativa de temperaturas. El procedimiento tiene aplicación directa en el servicio de la reparación de tablillas electrónicas y se presenta como una alternativa económica a los sistemas de cámaras termográficas. Se muestra el análisis teórico del procedimiento, el algoritmo y resultados experimentales.

Actividad óptica en azúcares y limoneno para el laboratorio de enseñanza

Uno de los temas más relevantes en óptica clásica es la polarización, indispensable en un laboratorio de dicha materia. Para poder entender cómo la polarización interacciona con los materiales y las posibles aplicaciones que se le pueda dar a esto, es indispensable que se aborden actividades prácticas en un curso de enseñanza. Una de dichas actividades y con amplias perspectivas de aplicaciones en la industria, es la Actividad óptica, la cual es comúnmente abordada de manera superficial debido a la falta de materiales. Resultado de este fenómeno se encuentra el poder rotatorio, presente en algunas sustancias orgánicas, que tiene su origen en la interacción del campo electromagnético con la estructura de las moléculas. Esto hace del tema de interés tanto en física como en química, impulsando un estudio interdisciplinario, aspecto cada vez más importante en la formación de los estudiantes; además, debido a sus aplicaciones en la industria alimenticia y farmacéutica, su estudio impulsa una visión más allá del ámbito académico de la física. En este trabajo se detalla cómo realizar una actividad experimental que permita abordar de forma cuantitativa la actividad óptica mediante el cálculo del poder rotatorio de compuestos orgánicos básicos fáciles de conseguir o producir en un laboratorio de enseñanza, como lo son el jarabe de maíz, la sacarosa, la fructosa y el limoneno de naranja. Los resultados encontrados para la rotación óptica de estas sustancias tienen un error promedio del 10 % respecto de los valores reportados; sin embargo, también fue posible deducir cuando alguna de las sustancias trabajadas no era pura, ya que el error respecto de valores reportados se incrementa. Estas impurezas en las muestras son una consecuencia del proceso de obtención y almacenamiento de los compuestos orgánicos utilizados. Sin embargo, se puede concluir que se tiene un método experimental adecuado para análisis de sustancias basado en actividad óptica a nivel educativo.

Cómo entender el flujo vehícular como modelo matemático

En esta charla les platicaré de los diferentes enfoques existentes para modelar y entender el flujo de vehículos en autopistas o carreteras. Me enfocaré posteriormente en uno de éstos, la visión mesoscópica. Hablaré de qué es la función de distribución relacionada con este flujo, entenderemos qué es el diagrama fundamental y veremos la importancia del mismo para comprender el comportamiento de este particular flujo. Finalmente mostraré algunos aspectos importantes a modelar como son, el número de carriles en una autopista o el tamaño de los vehículos.

Observaciones Remotas con el Telescopio 0.84m del OAN-SPM y Bases de Datos en la Enseñanza de la Astronomía

Nuestra respuesta académica en esta pandemia se centra en las tecnologías como herramientas para enfrentar sus efectos. Hay que mejorar los contenidos de los cursos virtuales y hacerlos mas atractivos. Dadas (i) la dificultad de la enseñanza adecuada de las ciencias y (ii) los altos niveles de deserción, proponemos incorporar a las clases de astronomía el uso interactivo de instrumentos como el telescopio remoto 0.84m del OAN, San Pedro Mártir, explotando su potencial y usando las bases de datos publicas de proyectos internacionales como Sloan SDSS para generar nuevos ejercicios y practicas para los cursos. Presentamos los primeros resultados de observaciones remotas a la Nebulosa del Cangrejo y las galaxias NGC 2685, NGC 2782, NGC 3226/7, NGC 3808 y PKS1413-135 y algunas aplicaciones didácticas. Este proyecto cuenta con financiamiento del proyecto UNAM-PAPIME PE107321

Análisis del ordenamiento de partículas de hidrogel como herramienta didáctica del Laboratorio de Materiales Blandos 'Portable'

En este trabajo mostramos los resultados de un análisis del ordenamiento de partículas de hidrogel confinadas en circunferencias de diferentes tamaños. Utilizando un número fijo de partículas de hidrogel, capturamos su evolución usando “time-lapse”, lo que nos permitió observar el proceso y los ordenamientos finales en cada una de las circunferencias usadas. Se propuso esta actividad como una experiencia didáctica que se integra a las actividades del Laboratorio de Materiales Blandos 'Portable', en la sección de "El Experimento", de la Facultad de Física de la Universidad Veracruzana. Esta actividad se usó, durante el periodo de aislamiento por Covid 19, para dar pie a los conceptos de difusión, cristalización y entropía, durante una charla dirigida a estudiantes de los primeros semestres de la licenciatura en física.

Helio: presente y futuro

El helio es el segundo elemento más abundante en el universo, sólo por debajo del hidrógeno; este material puede verse desde diferentes perspectivas: como un elemento químico, un gas noble, como el mejor refrigerante de la naturaleza o como una nanomatriz fría ideal para ciertos experimentos. Sin embargo, en esta charla hablaremos del helio desde un punto de vista práctico, como materia prima para investigación y las aplicaciones (tanto en la industria como en la vida cotidiana), y se darán argumentos que servirán para entender por qué el helio es un recurso natural no renovable. Este es un tema que pocas veces se menciona, pero del que depende el progreso científico y tecnológico de la humanidad. También se discutirá la historia de los descubrimientos y avances en el almacenamiento de helio, así como los diversos momentos en que se ha sufrido la escasez de este recurso, abordando los últimos acontecimientos en el mundo, más específicamente la llamada “escasez 4.0 del helio”, que vivimos actualmente. Referencias [1] Fraknoi, Andrew, Morrison, David and Wolff, Sidney C. Astronomy. s.l.: OpenS tax, 2016. [2] Properties and uses of helium. Snyder, W. E. and Bot toms, R. R. 1930, Industrial and Engineering Chemistry, pp. 1189-1191. [3] Magaña Solís, Luis Fernando. Los superconductores. 1997: Fondo de Cultura Económica. [4] Stop squandering helium. 2012, Nature, pp. 573-575.

Las ondas electromagnéticas y el experimento de Hertz, en tiempos modernos

En 1865 Maxwell publica sus famosas ecuaciones y funda la Teoría de los campos electromagnéticos.. A partir de estas ecuaciones Maxwell deduce la ecuación de onda y con esto predice la existencia de ondas electromagnéticas. Unos años después Heinrich Hertz construye un dispositivo para la generación y detección de ondas electromagnéticas, con el cual se demuestra lo predicho por Maxwell. En este trabajo se presenta una versión actualizada del experimento de Hertz. El experimento de Hertz “en tiempos modernos” que presentamos consisten en la recolección y análisis de datos implementando un circuito electrónico basaso en la tecnologia (Arduino) y un programa de computo de analisis de datos, basado en Python. A partir del arreglo experimental, consistente en un generador de alto voltaje conectado a una antena emisora para producir ondas electromagnéticas, que son captadas por una antena receptora que capta las señales analógicas. Despues de convertir esta información a señales digitales, se procesan los datos datos para hacer el análisis del fenómeno ondulatorio. Utilizando herramientas matemáticas como transformadas de Fourier, estudiamos las propiedades de estas ondas, tales como su frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas. Palabras Clave: Ondas Electromagneticas, Hertz, Arduino, Phyton

Cotas a momentos y energías para los casos justo relativista y ultra relativista

Utilizando las fórmulas relativistas básicas para la energía de una partícula, y asignando diferentes valores típicos a sus velocidades, se obtienen diversas cotas de los momentos lineales, energías cinéticas y energías totales para los casos justo relativista y ultra relativista. Damos asimismo ejemplos de los valores que se encuentran para partículas tales como el pión, el protón, leptón tau, el bosón W, el Higgs y algunos de los quarks.

Enseñanza de mecánica a nivel universitario fuera del laboratorio mediante el uso de bicicleta y un dispositivo basado en Arduino

En el primer año de la Universidad se enseña a los alumnos mecánica clásica. Se comienza con la cinemática, donde se introducen conceptos importantes del movimiento de una partícula. La cinemática es comúnmente referida como la geometría del movimiento, y es tomada como una rama de las matemáticas. Esta aproximación matemática del movimiento es difícil de entender para los estudiantes, por lo que proponemos una forma interactiva de hacerlo. Para ello se usó un dispositivo con Arduino y con GPS, el cual montamos en una bicicleta para medir posición, velocidad y aceleración, se siguió una ruta dentro del campus de la UNAM y se visualizó este movimiento en la aplicación de Google Earth, se convirtieron las coordenadas a UTM y a coordenadas locales en metros para el análisis gráfico de los datos. Los resultados fueron muy interesantes, ya que se pudo identificar distintos tipos de movimiento que experimenta una persona manejando la bicicleta, como velocidad constante o aceleración constante en una y dos dimensiones. Con estos datos se puede calcular la energía cinética, la energía potencial debido a la gravedad y la energía mecánica total para saber cómo es compartida a lo largo de un viaje completo en bicicleta. Creemos que es una excelente estrategia de enseñanza, para que los estudiantes aprendan los conceptos de la cinemática, experimentando con el movimiento de ellos mismos en una actividad fuera del laboratorio.Se agradece a la Facultad de Ciencias de la UNAM, por el apoyo para la realización de este trabajo.

Introducción al concepto de confinamiento atómico utilizando sistemas mecánicos

En la década de los 50’s, premio Nobel Wolfgang Paul mostró por primera vez, que las partículas cargadas se pueden atrapar usando campos eléctricos que alternan en el tiempo. Hoy en día, esta técnica es comúnmente conocidas como trampas de Paul o trampas de radiofrecuencia (Trampas-RF) y se utiliza en diversas áreas de la física moderna. Dos populares y claros ejemplos son los aceleradores de partículas y las computadoras cuánticas, que coincidentemente son campos que a menudo logran despertar el interés entre el público en general, pero que rara vez son estudiados en cursos de bachillerato e introductorios de educación superior. La trampa Paul mecánica se puede utilizar como herramienta de demostración experimental que, junto con una simulación computacional, muestre o simule el funcionamiento de una trampa de Paul electromagnética. Alternativamente se pueden utilizar trampas acústicas para mostrar como confinar partículas ligeras. En esta contribución presentamos una forma novedosa de incorporar este conocimiento en los cursos antes mencionados, ya que ambas trampas muestran de forma visual estos fenómenos de confinamiento. Para ello se muestra una demostración experimental de la trampa mecánica de Paul y una trampa acústica, así como sus correspondientes simulaciones computacionales. Toda la unidad de aprendizaje está desarrollada con plataformas de código abierto con la finalidad de que estudiantes y profesores puedan construir (con ayuda de una impresora 3D) y simular sus propias trampas.

Aprendizaje de la reflexión de la luz en el nivel medio superior utilizando aprendizaje organizado en proyectos y basado en problemas y casos

Dentro del proceso de enseñanza aprendizaje de las leyes de la Física, el docente se enfrenta con la problemática de organizar y sistematizar los conocimientos que va a impartir a sus estudiantes. Aquí es donde se pueden emplear aproximaciones metodológicas de enseñanza-aprendizaje. En el presente trabajo se plantea una propuesta de enseñanza sobre el fenómeno de la reflexión de la luz para estudiantes de nivel medio superior, la cual emplea una metodología de aprendizaje organizada en proyectos y basada en problemas y casos. Este método promueve la discusión creativa del fenómeno estudiado entre los mismos estudiantes pero guiados por el profesor. También, estimula la participación activa mediante él diseño y la construcción de un prototipo experimental que reproduzca el fenómeno. Asimismo, sugiere aplicar el conocimiento en casos específicos de la vida cotidiana. Esperamos que estas ideas sean de utilidad a los profesores que impartan la asignatura de óptica.

Modelo de educacion experimental de las ciencias fisicas, a distancia y escalable, basado en dispositivos moviles

Se presenta el diseño de un modelo educativo experimental, innovador, que pretende ayudar a paliar la preocupante falta de trabajo experimental de estudiantes de licenciatura durante la actual pandemia y debidos a falta de accesos a laboratorios adecuados, en general. El sistema tiene como énfasis el de robustecer el aprendizaje remoto y colaborativo, apoyado en el uso de software y sensores intrínsecos de dispositivos celulares Android. Estos dispositivos, aún en su versión más modesta cuentan con giróscopos, sensores de luz, sensores magnéticos y acelerímetros. Este acervo de sensores con los que cuenta ya el celular permite que un estudiante realice mediciones experimentales de precisión, las registre y pueda colaborar en tiempo real con otros estudiantes y los profesores por medio de aplicaciones como la de Science Journal, desarrollada por Google. El proyecto es resultado del trabajo colegiado de un profesor de la Facultad de Ciencias de la UNAM , investigadores y técnicos académicos del Instituto de Ciencias Físicas y de un piloto de alumnos que participen en clases piloto en la FCUNAM. El diseño del modelo enfatiza el aprendizaje activo, basado en retos experimentales, que se integre con contenidos web de clases y cursos que se han desarrollado durante la pandemia e inicialmente se centra en prácticas de electromagnetismo pero se podrá extender a otras materias experimentales en el futuro, con base en las mejoras e impactos que se identifiquen en este primer proyecto.

La Física en la Enseñanza de la Mecánica (Estática) por medio de la Educación STEM y el Constructivismo Inductivo Tricerebral

Los programas de estudio de la Secretaría de Educación del gobierno de México, describe que la enseñanza de la ciencia inicia desde la etapa de preescolar, dónde se les enseña a los niños a cuestionar y realizar preguntas con respecto al entorno. Posteriormente, en los diferentes grados de educación básica se continúa con este enfoque, además de que los estudiantes de esta etapa se complementan con el aprendizaje de las matemáticas y las ciencias naturales. En el nivel medio (secundaria), el segundo año está enfocado a la enseñanza de la Física. Para posteriormente fortalecer su conocimiento en el nivel medio superior, previo a tomar la decisión en qué campo profesional se van a formar. En este trabajo, se presenta un conjunto de metodologías híbridas de educación STEM y del Constructivismo Inductivo Tricerebral (CIT) enfocada al fortalecimiento de la mecánica (Estática) y el concepto de fuerza y sus aplicaciones. Se revisan los conceptos de escalar y vector. Se proponen un conjunto de ejercicios con diagramas de cuerpo libre y finalmente se presentan casos de estudio de estructuras. Estos se desarrollaron con apoyos de prototipos, así como de herramientas computacionales, para complementar el aprendizaje. Los resultados muestran una gran compatibilidad entre las bases de conocimiento teórico y las metodologías desarrolladas orientadas al estudio de casos, así como de las aplicaciones generadas en prototipos. La educación posterior a la pandemia a cambiado la forma de enseñanza – aprendizaje en la comunidad estudiantil, estamos obligados a fortalecer las diferentes áreas para el beneficio de las futuras generaciones.

Simulación del DNA con Dinámica Molecular mediante LAMMPS

En los últimos años. los métodos computacionales enfocados a la dinámica molecular se han convertido en una herramienta importante que permite obtener diferentes propiedades a partir de la interacción entre moléculas en un periodo de tiempo determinado, para después ser validadas en el laboratorio. En este trabajo revisaremos el modelo de grano-grueso (GG) el cual se aplica al estudio del DNA y RNA. Las propiedades estructurales de DNA de cadena simple y doble son simuladas a través de la dinámica molecular usando paqueterías de programación basados en el modelo GG que se encuentran dentro del software libre LAMMPS. El uso de programas de dinámica molecular permite estudiar las propiedades del objeto en estudio.

Modelos de Metamateriales sobre geles blandos

Los metamateriales mecánicos son materiales que exhiben un índice de Poisson negativo. En este trabajo, proponemos modelos que pueden ser creados con materiales como la grenetina, sobre lo cual se diseñaron patrones en dos dimensiones para poder encontrar características mecánicas favorables que permiten manipular la respuesta ante esfuerzos externos y lograr comportamientos esperados en los metamateriales.

Simulaciones de las propiedades Mecánicas de Dióxido de Silicio y Hafnio cristalino y policristalino

El análisis de las propiedades mecánicas en películas delgadas es esencial para su integración en aplicaciones de sistemas microelectromecánicos (MEMS). El óxido de hafnio (IV) $HfO_2$ o hafnia es un material electrocerámica con propiedades que la hacen apta para multitud de aplicaciones de la electrónica. En este trabajo se hacen simulaciones de películas delgadas creadas con diferente números de granos por medio del método de elemento finito para determinar los valor de las propiedades mecánicas de cada una de ellas.

Estudio cinemático del péndulo simple y amortiguado por técnicas de vídeo análisis

En este trabajo se hizo uso de técnicas de video análisis mediante la herramienta computacional Tracker para estudiar el movimiento oscilatorio de un péndulo simple, así como el desarrollo de una simulación del movimiento del péndulo simple haciendo uso del lenguaje de programación de Python. En un primer caso, se videograbó el experimento del péndulo simple por medio de un sistema de marca FICER. Se observó el comportamiento a diferentes longitudes del péndulo (5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 30 cm). Para el segundo caso, se desarrolló la simulación, para un péndulo simple con ángulos pequeños, para el análisis se soluciona la ecuación diferencial de forma analítica, para la cual se utilizó el método de Runge-Kutta de cuarto orden para un sistema de ecuaciones diferenciales. Para ello, comparamos la solución numérica de este modelo con los datos experimentales de un péndulo real. Después de ello se cambiaron los valores de los parámetros o las condiciones iniciales en la solución numérica para contrastar con la conocida solución analítica del péndulo simple y para mostrar que el modelo es una buena representación de la realidad. El valor de la aceleración de la gravedad calculado a partir de la frecuencia, la cual se obtuvo mediante un ajuste sinusoidal. El valor obtenido fue de $9.8064 \pm 0.0129 m/s^2$, el cual es muy cercano al valor reportado. Palabras claves: péndulo simple, ecuación diferencial, video análisis, Tracker, Runge-Kutta.

Descripción y análisis de potenciales en Mecánica usando los Principios de Maupertius y Hamilton

Se describe y desarrolla algunos potenciales mecánicos usando el Principio de Maupertius así como el Principio de Hamilton; mostrando la características que se obtiene al cada principio (con energías fijas y con tiempos fijos respectivamente), además diferencias y puntos en común de estos resultados en los potenciales revisados. Para esto se revisan las condiciones de los valores estacionarios de la acción de estos, usando trayectorias dónde se obtengan “extremales” (puntos silla o mínimos). Con las características variacionales de la acción en el Principio de Maupertius y el Principio de Hamilton se describe el significado de los resultados de los "extremales" obtenidos de cada uno de estos principios en los potenciales que se estudian.

Python en la enseñanza de la Física: Diseño e implementación de un curso básico de Python para la resolución de problemas de Cinemática para adolescentes totonacos

En este trabajo se presenta la creación de un curso básico de programación basado en el lenguaje de programación Python como una propuesta educativa para la enseñanza de la Física en estudiantes de segundo grado de secundaria, adicionalmente se propone la creación de un curso de regularización del tema de Física: cinemática básica en una dimensión. Así mismo, se han diseñado dos cuadernillos de trabajo para los cursos propuestos y se han dirigido a estudiantes de segundo grado de secundaria de la región del Totonacapan. Con motivo de incentivar a los integrantes de comunidades indígenas y hablantes de la lengua totonaca en la región del Totonacapan de Papantla, se propone la inclusión de elementos culturales y lingüísticos de la región dentro de los cuadernillos. Dichos cursos se han implementado en alumnos de segundo grado de secundaria inscritos en la Secundaria Técnica Agropecuaria número 93 en la comunidad de Espinal, cabecera del municipio de Espinal en Veracruz. Se han aplicado dos cuestionarios cerrados para la evaluación del impacto, una evaluación diagnóstica y una entrevista semi-estructurada con los que se busca averiguar los conocimientos previos de los alumnos y la disposición que tienen en relación a la ciencia y su interés, antes y después del programa, en estudiar una licenciatura en las áreas STEM. Se presentan los resultados obtenidos de la implementación del proyecto a través de las herramientas de evaluación antes mencionadas.

Procesos de aprendizaje y enseñanza de la Física para estudiantes con TDAH

Este proyecto didáctico tiene como finalidad dar visibilidad al TDAH en el entorno estudiantil, así como aportar con herramientas didácticas útiles al profesorado y sea de contribución hacia las personas que pertenecen a este trastorno, adecuarlos a un entorno donde su presencia es importante; de esta manera, se estima que aumentarán sus posibilidades de una buena calidad de vida y disminuirá la probabilidad de fracaso, especialmente, en el ámbito académico y profesional. Para esto se busca definir y explicar el TDAH tanto fisiológica como psiquiátricamente, comprender los estilos de aprendizaje y tipos de inteligencias, así como teoría didáctica relevante para su aplicación en las instituciones educativas de la Física, casos específicos de comorbilidad y sus consecuencias, experiencias de estudiantes con TDAH, y finalmente, cuestiones sociales y económicas que complican la vida de quienes lo padecen, diagnosticado o no.

Alineación de los componentes de un instrumento óptico

Uno de los conceptos básicos para el funcionamiento óptimo de un instrumento óptico, es que el eje óptico de cada superficie, refractora o reflectora, estén perfectamente alineados con el Sistema Óptico común del instrumento. Satisfaciendo al diseño óptico previamente desarrollado, basado en la formulación de los conceptos de la Óptica Geométrica y Física. Por lo menos el 80% de los instrumentos actualmente en uso, son sistemas ópticos con un solo eje común. Se presentará la formulación de trazo de rayos y método para determinar el eje óptico de componentes.

Percepción de la Visión Acuática con Aéreo-Terrestre en los Ojo de Animales

Hoy en día, tenemos conocimiento que existen diferentes seres vivos con diferente visión, ya sean terrestres, aéreos y acuáticos; por lo que la percepción de ver la cosas es diferente en cada uno de estos seres vivos, un ejemplo seria los peces que habitualmente viven en el agua, por lo que la interacción entre el ojo del pez con respecto al medio sería agua; en cambio los terrestres y aéreos como es el caso de lo mamíferos, aves e incluso de ser humano la interacción de los ojos estarían en un medio de aire. Por lo que los conceptos de la óptica geométrica que en general estudiamos están relacionados con la interacción de un medio aire-aire, y pocas veces se trabaja con la interacción aire-agua o agua-agua. Sin embargo, existen seres vivos que tiene una interacción entre los medio agua y aire a la vez, como en el caso de los anfibios un ejemplo de ellos sería los sapos y ranas, algunos reptiles con el caso del cocodrilo, algunas aves con el pingüino y el Cormoranes; algunos peces como el Anableps, por lo que expondremos la ventajas y desventajas que tiene estos animales, y como cuales son los mecanismos que permite su adaptación.

Líneas de potencial y campo eléctrico de un dipolo físico en presencia de un campo eléctrico externo

En el presente trabajo se realizó un análisis teórico del comportamiento un dipolo físico dentro de un capacitor de placas paralelas. Usando los polinomios de Legendre se determinaron las expresiones generales para el potencial y campo eléctrico del dipolo, cuando el punto de observación se encuentra cerca y lejos del mismo. Con esto, determinamos el potencial y campo eléctrico en presencia de un campo eléctrico externo perpendicular y paralelo al eje del dipolo. Usando el lenguaje de programación Python se obtuvieron graficas de las líneas del campo eléctrico y el potencial que muestran la deformación y la intensidad del campo resultante.

15 causas y 5 mecanismo para generar color

En este trabajo se explorarán 15 distintas causas (físicas y químicas) en las que puede ser generado el color, las cuales se encuentran divididas en 5 grupos clasificados como: vibración y excitación simple, efectos del campo de ligante, efectos de la órbita molecular, efectos de la banda energetica, y, efectos ópticos fisico y quimicos.

Un dibujo dice más que mil palabras: $\mathrm{Ti}k\mathrm{Z}$ como una herramienta para realizar diagramas de calidad en $\mathrm{\LaTeX}$

Gracias a la facilidad de incluir expresiones matemáticas complejas y a la elegancia de sus productos, $\mathrm{\LaTeX}$ se ha convertido en el lenguaje por excelencia para la preparación de todo tipo de documentos académicos dentro del área de la física y la matemática: desde reportes de laboratorio y tesis de grado, hasta artículos científicos. Los que trabajamos en la enseñanza de la ciencia, estamos conscientes de que la presencia de buenos elementos gráficos en nuestros documentos es de gran importancia para precisar conceptos, pero sobre todo para ilustrar ideas que difícilmente se podrían expresar sólo con palabras y ecuaciones, como ocurre frecuentemente en geometría. $\mathrm{Ti}k\mathrm{Z}$ es una paquetería de $\mathrm{\LaTeX}$ que permite al autor generar desde figuras básicas, como un círculo o un rectángulo, hasta elementos más complejos como gráficas de funciones matemáticas en tres dimensiones; todo esto dentro del mismo archivo fuente y con una sintaxis simple. Este trabajo pretende ofrecer una visión general de las ventajas y los alcances que podría tener $\mathrm{Ti}k\mathrm{Z}$ en la composición de texto científico, principalmente aquél que está dedicado a la enseñanza de la física y las matemáticas.

Explicando los materiales magnéticos con el Magnetón de Bohr

En el modelo de Bohr para el átomo de hidrogeno, el electrón describe una órbita circular alrededor del núcleo, al calcular la inducción magnética producida por el electrón en el centro de núcleo, resulta en 12.6 Teslas. Luego si se calcula considerando el momento angular cuantizado, se replica el resultado, pero se hace notorio que algo falta ahí . Lo que se desea destacar es que ambos problemas son útiles para explicar el Magnetón de Bohr, mediante el momento magnético y conlleva a presentar el modelo completo que incluye el spin para entender los materiales magnéticos.

Actividades para la evaluación de enseñanza de energía mecánica basadas en la taxonomía de Bloom

El proceso de enseñanza-aprendizaje tiene dentro de sus fases la evaluación como una verificación del cumplimiento de los objetivos. Cuando realizamos dicha evaluación no solo se debe comprobar la memorización e implementación directa de algoritmos, sino que es importante corroborar que el estudiante desarrolle habilidades y procesos cognitivos. La taxonomía de Bloom proporciona una lista de indicadores que permiten revisar los procesos cognitivos que puede poner en marcha el estudiante, basado en cinco etapas: comprender, aplicar, analizar, evaluar y crear. En el presente trabajo se expone una serie de cinco actividades generadas como parte de una secuencia didáctica de enseñanza de “energía mecánica” aplicada a un grupo de la ingeniería en Sistemas Energéticos y Redes Inteligentes mediante clases virtuales. Para las actividades se utilizaron diversos recursos digitales como fueron: un simulador de energía, un video, notas periodísticas y el diseño de una propuesta de un sistema de generación de energía por parte de los alumnos. Los resultados de la aplicación de estas actividades nos permitieron identificar el avance de los procesos cognitivos que presentaban los estudiantes y simultáneamente cubrir la etapa de aplicación de los conceptos estudiados en la unidad de aprendizaje.

Hidrofobicidad de superficies sólidas

Las superficies de los materiales sólidos tienen algún grado de afinidad por el agua. Existen superficies hidrofílicas a las cuales el agua tiende a adherirse. Y también existen superficies hidrofóbicas que no favorecen el contacto con el agua. Desde el punto de vista experimental, este comportamiento se evidencia con el llamado “ángulo de contacto” entre la superficie y el borde de un pequeño volumen de agua. Por otra parte, la hidrofobicidad (o hidrofilicidad) depende tanto del material como de la microestructura de la superficie. En el caso de diferentes materiales las diferencias se deben a las interacciones intermoleculares; una buena medida de éstas últimas se puede obtener con la llamada entalpía de inmersión (el calor liberado o absorbido cuando una placa del material estudiado se sumerge en agua). Con argumentos termodinámicos se puede obtener una relación entre dicha entalpía y el ángulo de contacto respectivo. El efecto de la microestructura tiene que ver con la combinación apropiada de dominios o zonas microscópicas de diferente hidrofobicidad. En este trabajo realizamos una revisión de los conceptos mencionados poniendo especial énfasis en las técnicas de medición del ángulo de contacto y en el efecto de la microestructura de las superficies sobre el mismo. Derivamos la relación entre entalpía de inmersión y ángulo de contacto y describimos los modelos teóricos de Wenzel y de Cassie-Baxter para superficies heterogéneas rugosas. Enseguida describimos algunas de las aplicaciones más importantes de estos conceptos en el mojado de superficies. En particular, consideramos las estrategias que algunos insectos y plantas han desarrollado para gestionar su interacción con el agua en ambientes completamente húmedos o excesivamente secos. Finalmente, describimos las propuestas de recuperación de agua en lugares áridos que se basan en estos mecanismos naturales.

Cristalización a partir de una solución sobresaturada como ejemplo de evolución hacia el equilibrio termodinámico de un sistema metaestable

Los sistemas en estados metaestables dan lugar a tópicos que no se abordan o que se abordan muy brevemente en cursos de Termodinámica a nivel licenciatura. Tal es el caso, por ejemplo, del agua sobre-enfriada. Otro ejemplo son las soluciones sobresaturadas. En este caso, la concentración de soluto es mayor que la concentración de equilibrio a una temperatura y presión dados. Cuando una solución sobresaturada es perturbada apropiadamente parte del soluto se separa del disolvente casi instantáneamente. En este trabajo presentamos resultados experimentales de la formación de cristales de acetato de sodio a partir de una solución sobresaturada en agua. Estudiamos algunas características de la cristalización con diferentes métodos de perturbación: introducción de cristales semilla o de impurezas, estímulo mecánico, flujo sobre un cristal, ondas sonoras, etc. Presentamos los resultados de tal forma que se puedan utilizar como apoyo didáctico en cursos de Termodinámica o de Física Térmica. Estos experimentos no solamente pueden constituir la base de una práctica de laboratorio visualmente estimulante, sino que pueden permitir introducir diferentes conceptos de Termodinámica o Fisicoquímica: estados fuera de equilibrio, estados metaestables, concentración de soluto, solución saturada y sobresaturada, nucleación de cristales, etc. En el trabajo mostramos cómo se pueden introducir dichos conceptos al analizar los experimentos reportados.

Transformaciones Galileanas, experimentos didácticos

El trabajo realizado tiene como principal objetivo demostrar experimentalmente las transformaciones galileanas mediante dos sencillos experimentos diseñados con el propósito de poder estudiar dos objetos en movimiento en una y dos dimensiones a través de distintos sistemas de referencia, para así determinar sus respectivas velocidades relativas y comprobar que se relacionan de acuerdo con lo establecido en la teoría. No es novedad que dentro de la mecánica clásica las transformaciones galileanas son de las expresiones más fundamentales y elegantes en el área de movimiento relativo, puesto que nos permiten relacionar el desplazamiento de uno o varios cuerpos desde diferentes sistemas de referencia, describiendo así la conexión entre las diversas perspectivas de un mismo suceso. Sin embargo, es llamativa la poca presencia y variedad de ejemplos o demostraciones experimentales sobre dicho tema siendo que estos podrían facilitar la comprensión del concepto al vincular un fenómeno físico con los planteamientos matemáticos. Precisamente por tal razón se vio impulsado el desarrollo de este trabajo, dada dicha necesidad de contar con una representación física de aquellas ideas abstractas. Hablando de los experimentos, el primero basado en lo que cualquier persona ha observado viajando por la carretera, se colocaron dos objetos móviles sobre un mismo riel. Uno de los móviles midió la velocidad relativa del otro durante el recorrido, esto a la par de dos sensores en reposo que medían las velocidades de ambos móviles. El segundo experimento fue diseñado con mayor complejidad teniendo especial interés en mostrar el alcance de la teoría, para esto se usaron dos rieles, el primero colocado arbitrariamente en tanto que el segundo con cierta inclinación respecto a él. Después, en cada carril se colocó un objeto móvil. Se muestran los resultados obtenidos.

La resonancia de Glashow en el laboratorio IceCube en la Antártida

Los neutrinos son partículas elementales sin carga eléctrica y sin masa, y solo tienen interacción débil. Se producen en varios procesos físicos, desde decaimientos de sustancias radiativas (baja energía), hasta en procesos cosmológicos violentos, como materia en la cercanía de agujeros negros o en supernovas (alta energía). Es este último caso de interés actual, pues los neutrinos son mensajeros que lleva información de un lugar del Universo a otro, por ejemplo, la Tierra. Con el propósito de atrapar neutrinos de alta energía producidos en el espacio exterior, se construyó el IceCube en la Antártida, un laboratorio que usa el hielo como fuente de electrones. La colisión neutrino-electrón de alta energía produce, entre otras cosas, partículas muy pesadas. El modelo estándar de las interacciones fundamentales permite el fenómeno llamado resonancia de Glashow, que consiste en la producción del bosón pesado W, y que fué predicho hace más de 60 años pero que no se esperaba encontrar pronto, por la altísima energía que se requiere. El año pasado se anunció la detección de la resonancia de Glashow en el IceCube, con la llegada de un neutrino con una energía de 6 peV. El propósito de esta ponencia de enseñanza es presentar de manera divulgativa, tres aspectos: 1) el modelo estandar de las partículas elementales, 2) la descripción del laboratorio IceCube, y 3) la relación entre la cosmología (lo muy grande) y las partículas elementales (lo muy pequeño), a través de la resonancia de Glashow. Como un posible uso de este trabajo está su presentación en las facultades de ingeniería para resaltar la cooperación entre físicos e ingenieros para la creación y funcionamiento de un centro de investigación de alto nivel como el IceCube.

Trazado de polígonos regulares con luz láser al interior de un medio con geometría circular

En el presente trabajo se muestran las condiciones necesarias para la formación de polígonos regulares de n lados mediante reflexión total interna en un disco fabricado con grenetina comercial y con un valor para su índice de refracción de $n_{grenetina}=1.34±0.05$. Al margen de los resultados experimentales obtenidos, el estudio en cuestión se contrastó con resultados teóricos utilizando el simulador Phet Colorado “Reflexion y Refraccion de la luz” desarrollado por la universidad de Colorado [1]. De acuerdo con los resultados de la simulación, es posible formar polígonos regulares de hasta 12 lados. Se encontró una buena correlación entre los resultados experimentales para polígonos de hasta 5 lados y aquellos obtenidos mediante el simulador. Esta situación permite plantear preguntas como ¿Será posible formar esta misma cantidad de polígonos dentro de un medio físico real donde se dispersa la luz y que pueda contener impurezas?, ¿Existen discrepancias substanciales entre experimento y simulación?; tal que, dichas preguntas permitan enriquecer el proceso de enseñanza-aprendizaje de óptica geométrica a nivel medio superior [2]. [1] R. (s. f.). ‪Reflexión y Refracción de la Luz‬ 1.1.22. PHET INTERACTIVE SIMULATIONS. Recuperado 24 de mayo de 2022, de https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_es.html‬‬ [2] Barbosa, Y. B. (2020). Fundamentos de óptica (1.a ed., Vol. 1). Universidad Nacional de Colombia.

Diseño y fabricación de un Shield de Arduino UNO o Mega para la construcción de un robot móvil de competencia

Se diseñó y fabricó un escudo o Shield que puede ser utilizado para la plataforma Arduino, en particular es compatible con el Arduino UNO y el Mega, este escudo permite implementar de forma rápida, robots móviles de competencia, como seguidores de línea, luchadores de sumo, evasores de obstáculos, resolvedores de varios tipos de laberintos, es compacto, del tamaño del Arduino UNO, consta de un driver para controlar dos motores de corriente directa, un sensor ultrasónico de distancia, tres sensores reflexivos para identificar líneas en el piso, 3 leds indicadores, un buzzer para notificaciones sonoras, entrada para un servomotor, y un módulo bluetooth, creando una plataforma muy versátil para la enseñanza de robótica y control a nivel licenciatura. Se agradece a la Facultad de Ciencias de la UNAM, por el apoyo para la realización de este trabajo.

Experimentos de óptica con el internet de las cosas

Una problemática educativa generada por la crisis de pandemia en laboratorios de enseñanza fue la necesidad de adaptarse, en la medida de lo posible, para seguir cumpliendo con los programas de enseñanzas. El principal obstáculo enfrentado por los estudiantes fue la falta de acceso a material adecuado y económico para llevar a cabo dichas actividades; esto no solo género que no se completaran los planes de estudio, sino una desigualdad en el aprendizaje. Una alternativa con que se intentó paliar este problema fue mediante el uso de simulaciones; sin embargo, éstas presentan la limitante de plantear situaciones puramente idealizadas, sin la componente de incertidumbre, lo cual es de suma importancia en el ámbito experimental. En este proyecto se plantea una solución mediante el uso de sensores, microcontroladores y componentes electrónicos conectados al IoT, con el objetivo de realizar experimentos de óptica. El propósito de este proyecto es que el alumno pueda controlar las variables experimentales necesarias y realizar las mediciones vía remota, para que así pueda continuar con su aprendizaje de manera óptima en caso de presentarse otra pandemia o en situaciones que no cuenten con los recursos necesarios. Este trabajo se enfoca en el experimento de la doble rendija de Young discutiendo su diseño, montaje y uso con el fin presentar un sistema experimental controlado vía remota y su manual de usuario. La implementación consiste en una cámara para capturar el patrón de interferencia generado por diferentes rendijas cuando incide un láser sobre ellas, con lo que el alumno caracterizara el tamaño de las rendijas y encontrara longitudes de onda de láseres, mediante procesamientos de fotografías de patrones de interferencia. Agradecemos al: Dpto de Física, Taller de control y electrónica, y al proyecto PAPIME - PE108822 el apoyo facilitado al presente trabajo.

Implementación de un kit para la enseñanza de robótica para nivel primaria y secundaria

Las actividades dedicadas a acercar la ciencia y tecnología a niños y jóvenes son de suma importancia, ya que para muchos de ellos estos esfuerzos pueden resultar la única manera de mantener contacto con estas disciplinas, y esto puede ayudar a definir su futuro como científicos. En apoyo a dichas actividades, en este trabajo explicamos a detalle la implementación de un kit modular para la enseñanza de la robótica a nivel primaria y secundaria. El componente principal del mencionado kit es el microcontrolador ATMEGA328p embebido en una placa Arduino Nano, con el cual se controlan diversos sensores y actuadores, tales como buzzers, motores, sensores infrarrojos, ultrasónicos, junto con diversos módulos para comunicación inalámbrica. Hasta ahora, las pruebas preliminares del kit han sido favorables, si bien su principal aplicación es la enseñanza de la robótica también es un excelente sistema de monitoreo de variables físicas. Este kit está propuesto para ser empleado dentro del curso de verano sobre robótica que se impartirá en julio de 2022 dentro de las instalaciones de la Facultad de Ciencias de la UNAM, dirigido a niños y jóvenes. Agradecemos al Taller de Innovación, al Taller de Control y Electrónica, al Laboratorio de Electricidad y al Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la UNAM por su apoyo para la realización del presente proyecto.

Prácticas de electrónica básica utilizando el software de simulación de circuitos electrónicos máster plc de libre acceso

En este trabajo reportamos una alternativa para realizar algunas prácticas de electrónica virtualmente, utilizando el software de simulación MÁSTER PLC que es de acceso libre en internet. Debido a la contingencia por la pandemia del COVID, tuvimos que recurrir al uso de herramientas de simulación para sustituir a las prácticas de laboratorio presenciales. Después de hacer una exhaustiva búsqueda en internet de software para la simulación de circuitos electrónicos en el que se balanceara costo-calidad, decidimos elegir el software antes mencionado. Elegimos este paquete, desarrollado en HTML5, debido a que no se requieren complementos y es altamente interactivo, dando la sensación de jugar con componentes reales. El paquete es muy útil para la experimentación y la visualización. Una de las mayores ventajas es que no tiene costo y es de acceso libre en línea para varios usuarios a la vez, lo que es ideal para los alumnos, ya que no tienen que pagar por el acceso al simulador y pueden utilizarlo a la hora más conveniente. Las prácticas que se redactaron abarcan desde circuitos resistivos hasta el convertidor analógico digital, pasando por circuitos RC, circuitos con diodos, el transistor bipolar, amplificadores operacionales, el timer 555, el optoacoplador y circuitos digitales. Por supuesto, antes de realizar estas prácticas, el alumno debe llevar el curso teórico, que en nuestro caso se les imparte detalladamente, para que después el alumno compruebe lo visto en la teoría. Al principio se familiariza a los alumnos la utilización del simulador con algunos ejemplos; posteriormente se les envía el procedimiento de la práctica a desarrollar con los diagramas de los circuitos de prueba para que ellos los tracen y con los archivos código de los circuitos funcionales, en caso de dudas. Agradecemos al sitio Https://masterplc.com/simulador/ por el desarrollo del software. Proyecto apoyado por UNAM-PAPIME PE105122.

Diseño y realización de prácticas de laboratorio de Física para la enseñanza en línea mediante la plataforma Arduino UNO

Se diseñó un manual de laboratorio para la enseñanza de la física a nivel superior, el cual consta de 15 prácticas, englobadas en 4 principales áreas de la física: mecánica, termodinámica, ondas y fluidos y electromagnetismo, para el diseño de las prácticas se tomó como base los planes de estudio actuales, utilizados en los laboratorios de la carrera de física impartidos en la Facultad de Ciencias de la UNAM. Se utilizó la plataforma Arduino UNO como herramienta para el diseño de las prácticas. El manual cuenta con una introducción al uso de la plataforma Arduino, la adquisición de datos con esta misma y una breve introducción al funcionamiento de los distintos sensores y elementos de electrónica utilizados en el desarrollo de las prácticas. Este trabajo se realizó con el fin de dar una respuesta a la problemática actual originada por el COVID 19 y la experimentación en casa. Se agradece a la Facultad de Ciencias de la UNAM, por el apoyo para la realización de este trabajo.

Calibración de un microscopio de epifluorescencia y primeras observaciones

Se presenta el estado actual del proceso de calibración, en el plano focal y en Z, y de caracterización espectral de la lámpara de un microscopio de epifluorescencia para su uso en el estudio de singularidades estructurales en material vítreo, sintetizado en el laboratorio, de metafosfato de magnesio impurificado al 1% con óxido de manganeso y/o cloruro de iterbio así como en muestras humanas de esmalte dental y dentina antes y después de estar expuestas a cloruro de europio. También, se describe el proceso espectrofotométrico previo que se hizo para caracterizar las propiedades ópticas de absorción, excitación y fluorescencia de los especímenes, antes de su análisis bajo el microscopio.

Sistema general de pruebas basado en tecnologías del Internet de las Cosas para el control y monitoreo de variables físicas con énfasis en la experimentación vía remota

En los pasados años, en consecuencia de la pandemia sufrida a nivel internacional, la importancia del trabajo remoto en conjunto a la necesidad de adaptación para poder realizar el trabajo de manera remota ha cambiado, particularmente en las asignaturas experimentales, en donde la enseñanza se vio afectada, por ejemplo, el uso excesivo de simuladores ha dejado una marca negativa en los alumnos al momento de utilizar equipo de laboratorio. Es por lo anterior que, en este trabajo, se presenta la implementación de una herramienta educativa que permite realizar experimentación vía remota basada en tecnologías modernas como el Internet de las cosas (IoT), con este tipo de tecnología podemos interactuar remotamente con sensores físicos y químicos a través de Internet. Esta herramienta consiste en el diseño e implementación de una tarjeta electrónica hecha para la experimentación en física, la cual contiene un microcontrolador ESP32, diversos sensores de variables físicas, conexión para actuadores, medios de almacenamiento y de recepción de información; esta tarjeta permite que el alumno adquiera conocimientos básicos de programación, así mismo dado que su aplicación es experimental, su uso permite el posterior análisis físico y estadístico de los datos adquiridos. El desarrollo ha sido probado dentro de asignaturas experimentales de la licenciatura en Física y Ciencias de la Computación de la Facultad de Ciencias de la UNAM, obteniendo resultados satisfactorios junto con la retroalimentación para mejorar futuras versiones. Agradecemos al Taller de Control y Electrónica, al Laboratorio de Electricidad, al Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la UNAM y al proyecto PAPIME PE108822 por su apoyo para la realización del presente proyecto.

Experimentos de mecánica clásica controlados remotamente empleando internet de las cosas

El confinamiento provocado por el COVID-19 representó un reto en los métodos de enseñanza usuales, los cuales fueron reemplazados por el uso de medios digitales y de distintas plataformas de video conferencia. En particular, la experimentación en las distintas áreas de la física se vio mayormente afectada debido a la dificultad por parte del alumnado de acceder desde casa a equipos de instrumentación y medición especializados. Una manera de disminuir este impacto es mediante la implementación de experimentos controlados remotamente utilizando el Internet de las Cosas (IoT). En este trabajo se presenta el diseño, desarrollo e implementación de un sistema controlado mediante IoT para la recopilación de datos que permiten el estudio y comprensión de la segunda ley de Newton y la aceleración de la gravedad a través de un objeto esférico que se mueve a lo largo de un plano inclinado y de un movimiento oscilatorio. Así mismo, se presenta un análisis comparativo entre este sistema y los empleandos dentro del laboratorio de mecánica de la Facultad de Ciencias de la UNAM, se discuten las limitaciones y beneficios de ambos. Agradecemos al: Dpto de Física, al laboratorio de electricidad, al Taller de control y electrónica, y al proyecto PAPIME -PE108822 por el apoyo recibido para la elaboración de este proyecto.

Diseño e implementación de plataforma de interacción y visualización remota de experimentos básicos de diversas áreas de la Física experimental

Debido al surgimiento del COVID-19, el alumnado de la Facultad de Ciencias se ha visto afectado por la falta de experimentos durante estos últimos semestres, pues la mayoría no cuenta con el material y equipo necesarios para realizar experimentos desde casa, es por ello que proponemos una interfaz de usuario que busca ayudar a los alumnos a reforzar los conocimientos teóricos mediante la experimentación vía remota. El presente trabajo expone el desarrollo de una plataforma que permite, que tanto profesores como alumnos, visualicen y manipulen vía remota instrumentos para realizar los experimentos de los diversos laboratorios que se imparten dentro de la Licenciatura en Física en la Facultad de Ciencias de la UNAM. La plataforma contempla una interfaz en donde el despliegue de video en tiempo real permite al usuario visualizar el experimento, así como un panel de interacción que posibilita la modificación de los parámetros del mismo. Detrás de esta interfaz se plantea el uso de una VPN, conexión a través del protocolo de comunicación de http y uso de raspivid (ya incorporado al sistema operativo Raspbian de una Raspberry Pi) para la implementación del mismo. Agradecemos al: Dpto de Física, al laboratorio de electricidad, al Taller de control y electrónica, y al proyecto PAPIME -PE108822 por el apoyo recibido para la elaboración de este proyecto.

Experiencia de los estudiantes en cursos de laboratorio durante la etapa de pandemia

Durante la pandemia SARVS-CoV-2 fue necesaria la implementación de métodos alternativos de docencia para la enseñanza experimental. Los profesores y los estudiantes no estábamos preparados para enfrentar este reto que se nos presentó, el abordaje a la enseñanza en experimentos en mecánica clásica y demás temas de la física, tanto alumnos como profesores tuvimos que diseñar, e implementar con lo que podíamos contar con lo que teníamos en nuestros hogares, la solución a dichos temas. La respuesta fue muy gratificante ya que los jóvenes hicieron los experimentos haciendo uso de ligas, resortes, botellas, entre otras cosas, filmaron videos y buscaron softwares para realizar el análisis experimental. En este trabajo se hace la comparación de los resultados obtenidos del análisis de videos y los resultados ya conocidos mediante sensores. Encontrando que a pesar de las dificultades de la falta de material de un laboratorio los resultados son fiables.

Estudio de una celda solar desde el punto de vista físico

El uso de las energías alternativas es hoy un tema de discusión, ante la disyuntiva de seguir utilizando energías fósiles que contribuyen al calentamiento global. Es por ello que de las alternativas más prometedoras es la energía solar. La conversión de energía solar en energía fotovoltaica puede ser haciendo uso de la utilización de celdas solares para producir electricidad con menor índice de contaminación a corto plazo. En este trabajo se presentara el estudio y análisis de los mejores métodos para hacer más eficiente la producción de energía eléctrica a través de celdas fotovoltaicas y a su vez reducir en la medida de lo posible la contaminación.

Cuerpos rodantes, un experimento con Tracker

En este trabajo presentamos el estudio de un sistema de cuerpos rodantes haciendo uso del software Tracker (análisis de video), software de gran utilidad. Se hace el análisis de los resultados obtenidos en el movimiento de una esfera y un cilindro rodando en un plano inclinado. Comparamos los resultados experimentales con los obtenidos a partir de la teoría y hacemos una comparación de las ventajas de dicho software, así como de las dificultades para obtener resultados confiables.

Oscilaciones en una cuerda de masa variable

En este trabajo se presenta la deducción de la ecuación que obedece una cuerda de masa variable a partir de, en el caso discreto, una serie de masas que pierden masa a un ritmo constante conectadas entre sí por resortes, y en el caso continuo, un elemento infinitesimal de cuerda. Se resuelve la ecuación planteada bajo ciertas condiciones a la frontera y se resuelve numéricamente comparando el comportamiento obtenido con el de las respectivas oscilaciones de una cuerda de masa constante.

Estudio de oscilaciones forzadas en un sistema de masa variable en el caso libre y en el caso amortiguado

En este trabajo se presenta un estudio de las oscilaciones forzadas en un sistema que pierde masa a un ritmo constante. Por la naturaleza del problema se hace un análisis numérico del movimiento del sistema para diferentes fuerzas externas y se compara con el caso de un sistema de masa constante. En general, se encuentra que la masa variable tiene un efecto similar al que se presenta en el caso de un oscilador de masa constante bajo amortiguamiento.

Motor Lineal de Campo Magnético Variable

Los motores lineales son máquinas eléctricas que transforman la energía electromagnética en un movimiento lineal. La ventaja principal, comparado con los sistemas piñón-cremallera, tornillo sin fin o el uso de un sistema de faja y polea, es la facilidad que se posee para controlar el desplazamiento del carrete superior. Otra ventaja es la menor utilización de piezas mecánicas, lo que significa un menor costo en mantenimiento y un mayor tiempo de vida de los componentes. Sus aplicaciones van desde un CNC de tres grados de libertad a trenes que viajan a grandes velocidades. Debido a esto, gracias al sistema TEC 21, en cinco semanas se logró realizar un motor lineal de campo magnético variable mediante la construcción de diversas bobinas las cuales se calcularon mediante distintas fórmulas relacionadas al electromagnetismo. Su comportamiento fue analizado gracias a un planteamiento matemático y el empleo del software Matlab para la obtención de gráficas de posición, velocidad y aceleración. Además, estas fueron comparadas con los resultados obtenidos de manera práctica, validando así el modelo.

Implementación de un recurso didáctico como herramienta de docencia a distancia enfocado en materias experimentales

La pandemia provocada por el virus del SARS-CoV-2 ha traído cambios a nivel mundial que nos obligaron a adaptar la educación a la nueva normalidad. Para que la educación a distancia sea funcional y de calidad, se han implementado materiales para adaptar las actividades presenciales a en línea. Estas son parte fundamental de la formación de un científico, que debe priorizar el desarrollo de las habilidades de observación, investigación, experimentación, y análisis de resultados. Sin embargo, aún con los esfuerzos de adaptar las actividades es una realidad que hay rezagos en el área práctica experimental debido a la falta de recursos didácticos adecuados. En este trabajo se implementa un recurso didáctico que permite la realización de una práctica de laboratorio desde cualquier lugar del mundo con una conexión a internet, de tal manera que el alumno desde su hogar interactúe con un montaje experimental ubicado o en casa del profesor o en instalaciones de la universidad, todo esto mediante tecnologías del ámbito del Internet de las Cosas (IoT). Particularmente, el experimento propuesto busca caracterizar la resistencia eléctrica de un LDR (GL5537-1) en función de la iluminancia inducida a través de un LED; este arreglo fue probado por alumnos del laboratorio de electrónica, cursado en séptimo semestre de la carrera de física de manera remota, con resultados satisfactorios. Este tipo de técnicas nos beneficiarán al poder dar una herramienta de docencia interactiva funcional, que nos permita una educación a distancia didáctica y de calidad para formación de los futuros científicos, además nos abre la puerta a la posible implementación del control y monitoreo remoto de experimentos con gran sensibilidad a estímulos exteriores. Agradecemos al Taller de Control y Electrónica, al Laboratorio de Electricidad, al Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la UNAM y al proyecto PAPIME PE108822 por su apoyo para la realización del presente proyecto.

Tips, datos y sugerencias en material de apoyo en YouTube para cursos de nivel superior

Ante la contingencia vivida en los años anteriores, fue fundamental recurrir a la necesidad de otro tipo de herramientas, sobre todo herramientas digitales que nos ayudaran a los docentes a seguir transmitiendo conocimiento a nuestros alumnos. En este caso, los vídeos de YouTube surgieron como una gran ayuda para explicar temas científicos. En el presente trabajo se muestran algunas estadísticas sobre el material generado en esta plataforma, sobre temas de física básica y calculo avanzado.

Implementación de IoT (Internet de las Cosas) para experimentación remota para el fortalecimiento del aprendizaje en temas de óptica

Derivado del confinamiento ocasionado por la pandemia generada por el SARS COV-2, la enseñanza experimental de las diversas áreas de la física se vió limitada a simulaciones, experimentos demostrativos y a su implementación con aquello con lo que puedan contar los estudiantes en sus hogares. El presente trabajo presenta la mecánica desarrollada para implementar diversos experimentos de física, y la captura de los datos experimentales obtenidos al aplicarla al estudio de la Ley de Malus. Para el estudio de la ley de Malus se requirió diseñar la mecánica y sistema de control que permite ajustar la rotación de dos polarizadores, dado el tipo de diseño obtenido este sistema nos permite llevar a cabo experimentos de fotoelasticidad y otros experimentos que requieran polarizadores con este tipo de movimiento. Este sistema le facilita a los profesores la enseñanza y el aprendizaje a los estudiantes, con experimentos y herramientas automatizadas utilizando técnicas de IoT. Agradecemos al dpto de Física, al laboratorio de electricidad, al Taller de control y electrónica de la Facultad de Ciencias de la UNAM, así como al proyecto PAPIME -PE108822 por el apoyo recibido para la elaboración de este proyecto.

Experimentos remotos en el área de electromagnetismo realizados con instrumentación aplicada al Internet de las Cosas (IoT)

Derivado del confinamiento ocasionado por la pandemia generada por el SARS COV-2, la enseñanza experimental de las diversas áreas de la física se vió limitada a simulaciones, experimentos demostrativos y a su implemenación con lo que contaran en sus hogares los estudiantes, En el presente trabajo se exponen los resultados obtenidos al implementar un sistema que permite realizar experimentación remota empleando tecnología de vanguardia como el internet de las cosas (IoT), aplicado al estudio de fenómenos electromagnéticos particularmente al estudio del efecto fotoeléctrico y la caracterización de los principales parámetros de las antenas en el intervalo de las radiofrecuencias. Se provee de la documentación de los diseños, manual del equipo y el manual de operación, así como de los resultados experimentales obtenidos en el estudio de los fenómenos electromagnéticos mencionados anteriormente. Agradecemos al dpto de Física, al laboratorio de electricidad, al Taller de control y electrónica de la Facultad de ciencias de la UNAM, así como al proyecto PAPIME -PE108822 por el apoyo recibido para la elaboración de este proyecto.

Panorama de la física en estudiantes de primer ingreso a la carrera de Física de la UNAM durante el periodo prepandemia COVID-19 del año 2013 al 2019

A fin de conocer un poco más en cuanto a la perspectiva que tienen sobre la física, en este trabajo se presentan resultados de encuestas aplicadas a alumnos de primer ingreso de la carrera de Física de la Facultad de Ciencias, UNAM, del año 2013 a los 2019 matriculados en el curso de la materia de Física Contemporánea en semestres impares. Los cuestionarios fueron aplicados durante la primera semana de clases. A través de las encuestas se exploró la idea que tienen sobre lo que es la física, la motivación para estudiar la carrera, que les llama la atención de la física, entre otras. A manera de contrastación y observar algún cambio de perspectiva a las ideas anteriores, la misma encuesta fue aplicada en semestres pares a estudiantes repetidores de esta misma materia y que pueden tener más de un semestre en la carrera.

Electromagnetismo-Óptica, con metodología STEM/STEAM en periodo de Pandemia COVID 19

El electromagnetismo y la óptica son áreas de la física que se consideran en los temas de bachillerato y nivel superior. Se ha observado que no se definen, ni se enfocan como tales, en carreras de Ciencias Químico Biológicas. El objetivo de este trabajo se enfoca, en hacer más llevadero el curso Virtual a pesar de su grado de complejidad la carrera de QBC. Se desarrolla el curso mediante un sistema de video-enlace, como base durante todo el curso de un semestre. Se consideran las condiciones espaciales y de tecnología de cada estudiante por su lugar de origen. La metodología STEM/STEAM es usada para lograr los objetivos para una formación completa, integrando todos los elementos disponibles: PC, Teams, celular/Whatsaap, Facebook, bibliografía, tiempo, materiales de la región, área técnica, así como el internet para interpretar y discutir los términos en forma teórica, experimental y de aplicación al campo de su carrera. Al final del semestre estos grupos de estudiantes, han dado resultados satisfactorios mediante la entrega final de proyecto en videoconferencia en Power-Point, con calidad razonable en teoría y práctica, incluso desarrollaron un prototipo en físico, como parte del proyecto final. Los autores de este trabajo, han logrado observar el potencial interés al aplicar esta metodología, en los jóvenes de QBC, por estas áreas de la física, que la han definido con sus propias palabras. Palabras clave: electromagnetismo, óptica, STEM/STEAM, Enseñanza de la Física, QBC.

Deposito de películas de aluminio y caracterización de las películas por su respuesta eléctrica a distintas temperaturas

En este trabajo elaboramos películas delgadas de aluminio sobre sustratos de vidrio y acetato, la presión registrada en el sistema de vacío es de (6,32 +- 0.9) × 10−4 Torr. Caracterizamos la respuesta eléctrica de las películas en los sustratos de vidrio y acetato con el método de cuatro puntas a temperatura ambiente. Utilizamos un sistema de vasos precipitados como aislante térmico, en el interior colocamos la película depositada en acetato y conectada a cuatro electrodos, agregamos un termopar tipo "K" conectado a un compensador-multímetro registrando el voltaje, sirviendonos como referencia de temperatura. En este sistema se vierte nitrógeno líquido y se dejamos que se estabilize. Presentamos los registros que obtuvimos para una corriente variable y como salida un voltaje dependiente de la corriente a temperarura estable en el sistema. Agradecemos el apoyo brindado por los Laboratorios de Físca Moderna, el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias, UNAM.

Caracterización de un tubo Geiger con conteo de pulsos en una placa Arduino

Se presenta la caracterización de un tubo Geiger con sensibilidad a radiación gamma y la conexión a una placa Arduino UNO (basada en el microcontrolador ATMEGA328P) para el conteo de pulsos. La caracterización consistió en obtener la curva típica para encontrar el voltaje de operación, así como el tiempo muerto. Ambos parámetros se obtuvieron con módulos de electrónica nuclear y una fuente de Cesio 137. Para utilizar dicho tubo como contador Geiger, se diseñó un circuito amplificador acoplado a la placa Arduino UNO la cual cuenta los pulsos por unidad de tiempo generados por el tubo Geiger y la salida de dicho conteo es desplegada en una pantalla de cristal líquido y registrada en un archivo. Finalmente, se obtuvo la curva característica para encontrar el voltaje de operación con el contador Arduino y se comparó con el adquirido con los módulos de electrónica nuclear.

Campos gravitomagnéticos clásicos: caso de tres partículas

Se describe como sería el campo gravitacional Newtoniano si este tuviera propiedades similares al de un campo electromagnético clásico, en el que una cuerpo en movimiento va generando un campo gravitacional debido a su masa y otro de tipo equivalente al magnético (gravitomagnético) generado por el movimiento de la masa. Se plantea revisar este caso para tres cuerpos esféricos. Un cuerpo muy masivo está fijo en el espacio rotando sobre su eje a velocidad angular constante y los otros dos se encuentran orbitándolo. Se describen las órbitas a partir de los campos gravitomagnéticos producidos utilizando el equivalente de la fuerza de Lorentz. Se determinan tanto las precesiones en las órbitas como los cambios en las mismas.

Detector de chispas de partículas alfa con circuito de conteo

Se presenta el diseño de un detector de chispa de partículas alfa y un circuito contador. Las partículas alfa son partículas cargadas con poca penetración en la materia con energías cinéticas del orden de 5 MeV y muy efectivas para ionizar el aire. Esta propiedad se aprovecha para generar una descarga eléctrica, es decir, una chispa y así detectar la presencia de dichas partículas. El detector de chispa consiste en un arreglo de dos electrodos aplicando entre ellos un voltaje cuya magnitud depende de la geometría y distancia entre ellos. En el presente trabajo se presentan dos configuraciones de electrodos, en una se usa una malla y un alfiler y en la otra, igualmente, un malla de alambre y un alambre. Aprovechando el campo eléctrico generado en una punta el voltaje de rompimiento para generar la chispa es menor que en otras geometrías como es el caso de un alambre. Con ambas configuraciones se hicieron mediciones de distancia de una muestra de Americio 241 al detector de chispa y número chispas detectadas por un circuito basado en un diodo y acoplado a una placa Arduino Uno para su conteo.

Enseñanza de la óptica geométrica con geogebra

Se emplea el software interactivo de geometría dinámica GeoGebra con el fin de resolver el problema de un haz de luz que incide en forma oblicua sobre una de las caras de un prisma, inmerso en aire, con índice de refracción conocido. Introduciendo los conceptos para los ángulos de incidencia y de transmisión, medidos desde las normales a las caras del prisma, y suponiendo conocido el ángulo que forman las caras del prisma que participan en la dispersión; se define el concepto de ángulo de desviación como el cambio en la trayectoria del haz emergente con respecto de la trayectoria original del haz de luz incidente. Se comprueba, con ayuda de GeoGebra, que en el caso estudiado el ángulo de desviación toma un valor extremo (mínimo) cuando los ángulos de incidencia en la primera cara y de transmisión en la segunda coinciden; lo anterior también habrá de cumplirse para los ángulos de transmisión en la primera cara y de incidencia en la segunda. Igualmente pueden variarse en este caso los valores de los índices de refracción del prisma y del medio circundante.

Método de Runge-Kutta aplicado a la solución de la ecuación de movimiento de un cohete, actuando sobre él la fuerza del campo gravitacional y la fuerza de rozamiento del aire proporcional a su velocidad al cuadrado

Se plantea la ecuación de movimiento de un cohete actuando dos fuerzas; la primera, la del campo gravitacional variando con la altura y la segunda, la de la fuerza de rozamiento del aire proporcional al cuadrado de la velocidad (esto implica turbulencia en las capas superiores de la atmósfera) usando el método de Runge-Kutta y comparando los resultados con las soluciones analíticas obtenidas por Rodriguez en el 2009.

Revisión del Campo Eléctrico de una Partícula Cargada en Movimiento Hiperbólico

Clásicamente, una partícula bajo la acción de una fuerza constante aumenta su velocidad indefinidamente debido a que su aceleración es constante. Sin embargo, esto contradice el segundo postulado de la Relatividad Especial, derivando en que la partícula se mueve en movimiento hiperbólico, nunca superando la velocidad de la luz. Se obtienen el campo eléctrico de la partícula en movimiento hiperbólico mediante los potenciales de Liénard-Wiechert y se hace una revisión de la ley de Gauss determinando una inconsistencia con lo establecido por ella. Se hace una corrección al campo eléctrico añadiendo un término que involucra una delta de Dirac con la finalidad de que se cumplan las ecuaciones de Maxwell y se explica por qué el acercamiento estándar de los potenciales de Liénard-Wichert no funciona. Por último, se explora la posibilidad de abordar este fenómeno mediante el concepto de la radiación de una partícula cargada. REFERENCIAS: [1] Joel Franklin and David J. Griffiths. The fields of a charged particle in hyperbolic motion. Amer. J. Phys, 82(8):755–763, 2014. [2] Amos Harpaz and Noam Soker. Radiation from a uniformly accelerated charge. General Relativity and Gravitation, 30(8):1217–1227, August 1998. [3] Jack Cohn. Hyperbolic motion and radiation. Amer. J. Phys, 46(3):225–227, March 1978. [4] Joel Franklin and David J. Griffiths. Erratum: “the fields of a charged particle in hyperbolic motion” [am. j. phys.b82/b, 755–763 (2014)]. Amer. J. Phys, 83(3):278–278, March 2015. [5] Daniel J. Cross. Completing the li ́enard-wiechert potentials: The origin of the delta function fields for a charged particle in hyperbolic motion. Amer. J. Phys, 83(4):349–352, April 2015. [6] David J. Griffiths. Introduction to Electrodynamics. Cambridge University Press, 2018. [7] Edward M. Purcell and David J. Morin. Electricity and Magnetism. Cambridge University Press, 2013. [8] Andrew Zangwill. Modern Electrodynamics. Cambridge Press, 2018

Percepción de la polarización de la luz mediante el fenómeno del “Cepillo de Haidinger”

Con el objetivo de enseñar a una población estudiantil de nivel técnico-profesional el tema de la polarización de la luz y que se puede percibir de manera sencilla con la vista, se realizó una actividad práctica que muestra que “descubrir” el fenómeno de la polarización de la luz, directamente con su vista y de la misma manera que perciben el color o la intensidad de la luz, motiva y propicia el aprendizaje significativo del fenómeno, ya que pueden usarlo como potencial herramienta en el diagnóstico de la salud visual, utilizado por optometristas y profesionales de la salud visual. El experimento aprovecha la luz polarizada que produce todo monitor plano (celular) y se realizó durante las clases de física en las que el estudiante aborda el tema de la luz polarizada. A los estudiantes se les pedía su consentimiento para identificar el patrón entóptico denominado “Cepillo de Haidinger” (HB) y que contestarán un pequeño cuestionario. El estudio se basa en la aplicación de un modelo fisiológico que describe el HB y del análisis de los datos recabados a una muestra de 258 estudiantes de bachillerato, relacionando la “identificación del patrón” Vs “Calidad de visión”, esto último evaluado por el subconjunto de los estudiantes del área de optometría, quienes diagnosticaron y distinguieron el potencial del tema para identificar y prevenir padecimientos oculares graves. El experimento pone en práctica los conocimientos adquiridos del estudiante a lo largo de su preparación técnico-profesional en la detección, seguimiento y diagnóstico de algún padecimiento ocular en una etapa temprana y de una manera sencilla.

Asteroides-Tonantzintla: la página web

En este trabajo presentamos el desarrollo de una página web que contiene información fundamental sobre asteroides, que incluye desde cuestiones básicas como definición y clasificación, hasta herramientas para el análisis de datos, tanto fotométricos como espectroscópicos. Por un lado, el estudio de los asteroides es de gran importancia, por lo que es importante que el público en general conozca de fuentes confiables los resultados de los trabajos de investigación, por lo que uno de los objetivos de la página es guiar al lector para que pueda comenzar a adquirir algunos conocimientos básicos en astronomía, seguidos de actividades lúdicas y didácticas, para llegar a entender los conceptos esenciales, como son las características físicas, la clasificación taxonómica, la nomenclatura, las familias, de tal manera que se aprecie la importancia de conocer sobre los asteroides. Por otro lado, los medios digitales se han convertido en una de las formas con mayor alcance para el aprendizaje y la difusión de diversos temas gracias a las facilidades que presentan como el alcance a un mayor público, el uso de herramientas como vídeos, actividades interactivas, animaciones, imágenes, etc. Es por ello que éstos se han convertido en una de las formas más útiles de divulgar temas científicos, ya que, aunque las redes sociales tienen un gran alcance para la difusión de información, las páginas web se amoldan mejor para desarrollar un tema, pues en ellas es posible crear ramificaciones en las cuales el usuario pueda navegar y aprender mediante las herramientas que se pueden incorporar en una página de este tipo. En esta página se incluyeron diversas secciones que involucran no solo textos divulgativos, sino también actividades didácticas y lúdicas de varios niveles, que permitirán, al público que visite la página, conocer este tema desde una manera básica hasta los procesos iniciales de la investigación, incluyendo las herramientas para el análisis de datos.

Simulación de la dispersión y atenuación de ondas electromagnéticas de alta frecuencia en medios dependientes del tiempo

El estudio de la interacción entre las ondas electromagnéticas y diversos materiales ha ocupado parte importante de la investigación tanto en física teórica como aplicada. El surgimiento de avances tecnológicos como las comunicaciones 5G, que pueden operar en la parte centimétrica del espectro electromagnético, obliga a revisar la interacción de esta porción del espectro con diversos medios. En este trabajo, se plantean medios de propagación mediante relaciones constitutivas dependientes del tiempo, con el objetivo de simular propagación electromagnética en presencia de hidrometeoros. Para ello, se formulan las ecuaciones de Maxwell en medios materiales para medios lineales, homogéneos e isótropos dependientes del tiempo, y se resuelven numéricamente en el caso bidimensional en modo transversal eléctrico, mediante el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo, implementando condiciones de frontera absorbentes tipo convolucionales (CPML). Para simular fenómenos hidrometeorológicos, se utilizan propiedades electromagnéticas reales de agua/hielo y se utiliza un algoritmo paralelo de números pseudo-aleatorios altamente eficiente: el método de Zigurat. Los experimentos numéricos se llevaron acabo en un dominio rectangular de 10$\times$3 m$^2$, modelando la propagación de dos fuentes sinusoidales de frecuencias de 5GHz (WiFi5) y 25GHz (5G). Para el caso de 5GHz, las simulaciones muestran dispersión de la energía propagada moderada, generando ruido electromagnético al establecerse modos resonantes en la región de propagación. Para el caso de 25GHz, los resultados muestran una absorción fuerte de la energía electromagnética, debido a que la longitud de onda propagada es del orden del tamaño característico de los hidrometeóros que se encuentran en la naturaleza.

La(s) teoría(s) de los dos fluidos para la superfluidez ¿Un condensado de Bose-Einstein o excitaciones colectivas de Landau?

Hoy en día, el primer contacto de los jóvenes con la física, es a través de medios informales como redes sociales o Youtube, en donde los ponentes suelen aproximarse solamente a ciertos temas populares. Uno de los fenómenos que mas se presta para introducir conceptos cuánticos básicos es la superconductividad, tema que se encuentra recurrentemente en este tipo de recursos. No obstante, es difícil encontrar aproximaciones educativas a un fenómeno igualmente importante: la superfluidez. En este trabajo, se presentan los principales desarrollos históricos tanto teóricos como experimentales entorno al descubrimiento y descripción teórica de la superfluidez, haciendo énfasis en los fenómenos históricos que moldearon ineludiblemente el camino, así como los varios personajes históricos involucrados. Revisaremos la competencia entre oriente y occidente, y como cada camino llevó a la creación de dos distintas teorías que buscan explicar la fenomenología superfluida: dos teorías de los dos fluidos. Mientras Laszlo Tisza aseguraba que el estado superfluido era una manifestación del condensado de Bose-Einstein, Landau pensaba en excitaciones cuánticas colectivas. ¿Qué visión es la más adecuada desde el punto de vista experimental?

Aplicación de la Física en Ciencias Forenses

En este trabajo se exponen algunos fenómenos que pueden explicarse por medio de modelos de Física. El primero consiste en estimar el tiempo $t$ transcurrido desde el fallecimiento de una víctima a partir de la temperatura tomada $T$. El segundo en determinar (con la ecuación de trayectoria de caída libre de un individuo que ha caído desde lo alto de un edificio $y=h+x \tan \theta -\frac{gx^2}{2v_0^2\cos^2\theta}$) si éste se ha suicidado, sufrió de un accidente u homicidio. El tercero trata de estimar el tiempo que duran los residuos de un arma de fuego en al aire considerando la viscosidad dinámica $\eta$ del medio. Se presentan gráficas para el análisis de algunos casos típicos.

Fluorescencia y absorción son las dos caras de la moneda de saturación en espectroscopia atómica

Se presenta un montaje experimental sencillo que permite observar y medir la saturación de la fluorescencia que resulta de la excitación de la transición D2 en rubidio atómico. En el experimento se miden cambios en la fluorescencia de una celda que contiene un vapor de rubidio a temperatura ambiente cuando se utilizan dos haces contrapropagantes de luz de la misma frecuencia y y la misma potencia. Los efectos de saturación se observan como picos de disminución de la fluorescencia que están libres de ensanchamiento Doppler. Dependiendo de las polarizaciones relativas de los haces se encuentra que para uno de los picos se puede tener un aumento en la emisión de luz. Se presenta un modelo simple, basado en las ecuaciones de transferencia de población de Einstein, para interpretar los resultados. Se demuestra que los resultados teóricos están en muy buen acuerdo con los datos experimentales.

Solución numérica del péndulo doble utilizando las ecuaciones de Euler-Lagrange

En la física clásica el uso del péndulo como sistema dinámico es un punto de referencia para la solución de un sistema lineal, por ello la utilización de dos péndulos acoplados es un punto de partida para demostrar soluciones no lineales. En este trabajo se resuelve un péndulo doble, el cual se conforma de dos péndulos rígidos acoplados. En la teoría del caos en el sistema antes mencionado, se indica que pequeñas perturbaciones pueden llevar a grandes cambios en los resultados de las variaciones. En el presente trabajo se estudian las características donde influye en gran parte la teoría del caos en un sistema físico. Se realiza un análisis sobre la dinámica del péndulo doble a partir del cual se muestra una descripción del movimiento empleando las ecuaciones de Euler-Lagrange. El modelo describe a un péndulo que tiene un comportamiento caótico entre dos órbitas con condiciones iniciales cercanas, utilizando un método numérico que resuelve las ecuaciones diferenciales obtenidas de Euler-Lagrange. Como resultado se obtiene la descripción del movimiento empleando como apoyo el lenguaje de programación FORTRAN. Finalmente se compara la variación del movimiento de varios péndulos dobles mediante una simulación utilizando la herramienta GEOGEBRA.

Uso de las máquinas de Zeeman como una analogía a la región de coexistencia de fases en termodinámica e introducción a la teoría de catástrofes y caos

La teoría de catástrofes es una rama de estudio de las bifurcaciones de sistemas dinámicos de interés para los sistemas complejos y la teoría del caos en donde pequeñas variaciones en las condiciones iniciales dan resultados muy diferentes. En este trabajo plantearemos una analogía mecánica para explicar de manera didáctica los cambios de fase en la región de coexistencia de un sistema termodinámico ficticio, usando para ello un péndulo o una máquina de Zeeman. Esta actividad fue propuesta como una experiencia didáctica que se integra a las actividades del Laboratorio de Materiales Blandos ‘Portable’ de la Facultad de Física de la Universidad Veracruzana durante el periodo de aislamiento Covid19, talleres a distancia, recursos y modelos didácticos.

Respuesta de metales a un campo magnético externo

La asignatura teórica Física 2 y la asignatura experimental Laboratorio de Física, que se imparten en el segundo semestre de las Licenciaturas en Química que ofrece la Facultad de Química, UNAM, tienen como contenido temático en sus programas de estudios los conceptos relacionados a las respuestas magnética de materiales; sin embargo, para el estudiantado es complicado interpretar y comprender qué significa la respuesta magnética y cómo es que un campo magnético interactúa con los materiales en función de su naturaleza. Es por ello, que se diseñó una experiencia vivencial para demostrar dicho concepto y así apoyar la comprensión de este contenido temático. En esencia, la experiencia consiste en colocar en el seno de un campo magnético un metal de alta pureza, el cual se encuentra soportado en un tubo de vidrio, que a su vez, está colocado sobre una balanza digital. El campo magnético que interacciona con el metal se genera con ayuda de una bobina por la cual circulará una intensidad de corriente eléctrica directa. Una vez montado el dispositivo, se hace pasar una intensidad de corriente eléctrica directa definida por la bobina, lo cual ocasionará que se genere el campo magnético en el interior de ésta, y como respuesta se observará o no una lectura de masa en la balanza digital como efecto de la interacción entre el metal y el campo magnético. De forma complementaria, puede variarse la intensidad de corriente eléctrica para monitorear la lectura de masa en la balanza, la cual puede ser negativa o positiva como función de la dirección de la intensidad de corriente eléctrica.

Análisis de Big Data para apoyar al profesor titular de grupo

En la preparatoria de la Universidad La Salle Unidad Santa Teresa, al finalizar cada periodo del ciclo escolar 2021-2022 el titular de grupo de cuarto grado tiene acceso a un concentrado de calificaciones (archivo de Excel). Es posible utilizar esta información para aplicar un análisis de Big Data [1] con un software amigable para el docente (Excel). En dicho concentrado, se programó una función que le permite al titular conocer la prospectiva de alumnos que presentarán un examen final, así no solamente puede saber qué alumnos estarán en el final de cada materia, también puede saber el porcentaje de alumnos que presentarán cero finales, 1 a 3, 4 a 6, 7 a 9 o más de 9 exámenes finales al cierre de los seis periodos escolares. Además, al analizar las tendencias marcadas en el primer periodo, se logró identificar la existencia de tres clústeres (agrupamientos) que dividen a las 14 materias. Dichos agrupamientos coinciden con la cantidad de horas que se imparten a la semana. Es decir, se tiene un clúster correspondiente a las materias de 1 a 2 horas, otro que corresponde a las materias de 3 horas y un clúster de materias de 4 a 5 horas. Esto significa que a pesar de tener temáticas diferentes las materias tienen un comportamiento similar asociado a su número de horas. Para identificar la existencia de dichos clústeres se utilizó el coeficiente de correlación lineal aplicado sobre el número de estudiantes con prospectiva de examen final en el primer periodo. Y para mostrar su prevalencia, se aplicó dicho coeficiente al cierre del cuarto periodo, obteniendo valores de alta correlación para cada clúster. Al profesor titular, este análisis de Big Data [1] le brinda la posibilidad de introducir su labor en la cultura del “data mining”, y le permite aplicar acciones preventivas y no solamente reactivas para mejorar el desempeño del alumno. [1] Salazar, J. (2016). Big Data en la Educación. Revista Digital Universitaria UNAM. Vol. 17, No. 1, pp. 1-16.

Análisis de Big Data para apoyar la enseñanza de Física en preparatoria

El colegio de Física de la preparatoria de la Universidad La Salle Unidad Santa Teresa diseñó e implementó un análisis de Big Data [1] durante el ciclo escolar 2021-2022 para procesar los datos de: las actividades de clase, prácticas y exámenes, registrados en la lista digital de calificaciones (archivo de Excel) para los grupos cuarto y sexto grado. Para dicho análisis se definió una base ordenada con la jerarquía de cada rubro de calificación (15% evaluación continua, 30% laboratorio y 40% exámenes). Una vez definida la base, se programó en la lista digital una función para obtener la distribución de frecuencias correspondiente a las entregas realizadas por los estudiantes. Y sobre dicha distribución se aplicó una regresión lineal (ajuste de una recta por mínimos cuadrados) para identificar el posible tipo de correlación (“color del ruido”) [2]. Así, para la recta antes mencionada, una pendiente positiva representa a un grupo que atiende con mayor diligencia la entrega de exámenes, una pendiente cero representa a un grupo que valora de igual forma los tres rubros de calificación (evaluación continua, laboratorio y exámenes) y una pendiente negativa señala a un grupo en una situación apremiante ya que falla en entregar las actividades que mayor jerarquía tienen para la calificación. Al profesor de física de preparatoria, este análisis de Big Data le brinda la posibilidad de introducir su labor de en la cultura del “data mining” y tomar decisiones educativas basadas en datos [1]. [1] Salazar, J. (2016). Big Data en la Educación. Revista Digital Universitaria UNAM. Vol. 17, No. 1, pp. 1-16. [2] Miramóntes, P. (1999). El color de Ruido. Revista Ciencias. No. 54, 1999, pp. 4-11.

Proyecto Conexiones: Propuesta interdisciplinaria en la Preparatoria Santa Teresa ciclo 2021-2022

El Proyecto Conexiones está dirigido a todos los profesores y directivos de las instituciones académicas con estudios incorporados a la UNAM a nivel Medio Superior [1]. Dicho proyecto tiene como objetivo promover la reflexión y el intercambio de experiencias sobre el trabajo interdisciplinario, así como la planeación de actividades a partir de dicha propuesta, para conformar un proyecto con el fin de implementarlo durante el mismo ciclo escolar en que se planea [1]. Con la intención de cumplir con dicho objetivo, con alumnos de sexto grado (área 1) de preparatoria durante el ciclo escolar 2021-2022, se recurrió a la teoría conectivista del aprendizaje [2] para definir un proyecto interdisciplinario que contempló a las asignaturas Física IV, Química IV y Matemáticas IV. Este proyecto interdisciplinario se centra en la enseñanza de tres fuentes de energía renovable: energía de hidrógeno, energía eólica y energía solar [3]. De forma particular la asignatura de Química IV desarrolla los principios de aplicación para la energía de hidrógeno, Física IV se compromete con las energías solar y eólica, mientras que Matemáticas IV desarrolla los principios de cálculo diferencial necesarios para la obtención de la potencia mecánica de una energía renovable [4]. Como producto final los alumnos crean un cartel científico que es presentado y retroalimentado en las sesiones virtuales de la feria de Ciencias (Innovafest 2022). [1] DEGIRE. (2021). Carta descriptiva. Proyecto Conexiones. Disponible en: https://conexiones.dgire.unam.mx/que-es-conexiones/ [2] Gutiérrez, L. (2012). Conectivismo como teoría de aprendizaje: conceptos, ideas, y posibles limitaciones. Revista Educación y Tecnología. No 1. pp. 111-112. [3] Piñón, J. (2014). Energías Renovables La Única Solución. México: De La Salle Ediciones. [4] Martínez, C. et al. (2021). Laboratorio de Investigación Didáctica en Energías Renovables Aplicación COVID 19 (Proyecto LIDERA). Reto COVID 19 Universidad La Salle.

Modelo de acompañamiento enriquecido: “la hora del titular de física”, para la construcción de resiliencia educativa

En el modelo actual (modelo mixto La Salle) [1] establecido por la Universidad La Salle México, se destina un momento de “acompañamiento” donde un profesor asignado se desempeña como “titular” para cada grupo. Para llevar a cabo esta labor, el profesor titular dispone de una hora específica frente a su grupo y cuenta con cinco horas para agendar sesiones de atención alumno-profesor o en caso de ser necesario, incluso dicha sesión puede contemplar incluir al alumno, el profesor y los padres de familia. Sin embargo, aunque el profesor titular del grupo acompaña a sus estudiantes, dicho acompañamiento se hace desde una perspectiva general sin la intención de intervenir de forma particular en las necesidades específicas de una materia. Por lo tanto, como una extensión del modelo de acompañamiento y para atender las situaciones, problemáticas y necesidades específicas de una materia, como por ejemplo física de preparatoria, se propone un modelo de acompañamiento enriquecido, donde el profesor de una asignatura se asume como “profesor titular de su materia” y destina un tiempo específico de su clase para establecer, construir y enriquecer una relación significativa con sus alumnos con la intención explícita de mejorar las posibilidades de aprendizaje en su asignatura promoviendo la resiliencia educativa de sus estudiantes [2]. Este tiempo específico para relacionarse de forma significativa, se denomina coloquialmente como “la hora del titular de la materia”, por ejemplo: “la hora del titular de física”. [1] La Salle. (2020). Modelo Mixto Preparatoria. Universidad La Salle México. Consultado el 05 de marzo del 2022. Disponible en: https://lasalle.mx/modelomixtoprepa/ [2] Acevedo, A. y Mondragón, H. (2005). Resiliencia y Escuela. Revista Pensamiento Psicológico. Volumen 1, No.5, pp. 21-35.

Clase Híbrida de Física de Preparatoria con Técnicas Centradas en la Escritura y Organizadores Gráficos

La actual pandemia causada por la COVID-19 cambió radicalmente la dinámica del trabajo en el salón de clases. Y el sistema medio superior no fue la excepción, ya que durante prácticamente 8 meses consecutivos los alumnos de la Preparatoria de la Universidad La Salle Unidad Santa Teresa experimentaron clases virtuales impartidas mediante una plataforma digital (TEAMS) en el ciclo escolar 2021-2022. Sin embargo, el avance actual de la vacunación y el descenso en los contagios de COVID-19 ha permitió retomar parcialmente las actividades cotidianas en un formato híbrido, por ejemplo: dos tercios de los alumnos se encuentran en casa siguiendo el desarrollo de la clase en formato virtual mientras un tercio asiste a la sesión de forma presencial. Si bien el formato híbrido permite recuperar un cierto nivel de “normalidad”, tanto para alumnos como para docentes, de forma explícita se necesita marcar una dinámica que posibilite la atención de ambos tipos de estudiantes: presenciales y a distancia. Para atender dicha situación, en el presente trabajo se desarrolla una clase en formato híbrido que utiliza explícitamente algunas de las técnicas c entradas en la escritura [1] y el uso de organizadores gráficos [2]. [1] Torres, A. (2018). Técnicas centradas en la escritura. [Contenido creado para Anáhuac Online]. México: Anáhuac Online. Disponible en: https://app.nearpod.com/presentation?pin=BAC6F00DA9F4F7C2C3602BF699FEB604-1 [2] Torres, A. (2018). Técnicas que utilizan organizadores gráficos. [Contenido creado para Anáhuac Online]. México: Anáhuac Online. Disponible en: https://app.nearpod.com/presentation?pin=5763EAE8AE0AFA2494E8D6B6BE5A7D65-1

Análisis de Big Data para apoyar la enseñanza de Física y Biología en preparatoria

Los colegios de Física y Biología de la preparatoria de la Universidad La Salle Unidad Santa Teresa diseñaron e implementaron un análisis de Big Data [1] durante el ciclo escolar 2021-2022 para procesar los datos de: las actividades de clase, prácticas y exámenes, registrados en la lista digital de calificaciones (archivo de Excel) para los grupos cuarto y quinto grado. En dicho análisis se definió una base ordenada con la jerarquía de cada rubro de calificación (evaluación continua, laboratorio y exámenes). Una vez definida la base, se programó en la lista digital una función para obtener la distribución de frecuencias correspondiente a las entregas realizadas por los estudiantes. Y sobre dicha distribución se aplicó una regresión lineal (ajuste de una recta por mínimos cuadrados) para identificar el posible tipo de correlación (“color del ruido”) [2]. Así, para la recta antes mencionada, una pendiente positiva representa a un grupo que atiende con mayor diligencia la entrega de exámenes, una pendiente cero representa a un grupo que valora de igual forma los tres rubros de calificación (evaluación continua, laboratorio y exámenes) y una pendiente negativa señala a un grupo en una situación apremiante ya que falla en entregar las actividades que mayor jerarquía tienen para la calificación. Al profesor de ciencias de preparatoria (física y biología), este análisis de Big Data le brinda la posibilidad de introducir su labor en la cultura del “data mining” y tomar decisiones educativas basadas en datos [1]. Además, ya que ambas materias corresponden a grados diferentes, este análisis les permite a los profesores de ciencias dar un seguimiento de los alumnos, aplicar acciones preventivas y no solamente reactivas para mejorar el desempeño de sus estudiantes. [1] Salazar, J. (2016). Big Data en la Educación. Revista Digital Universitaria UNAM. Vol. 17, No. 1, pp. 1-16. [2] Miramóntes, P. (1999). El color de Ruido. Revista Ciencias. No. 54, 1999, pp. 4-11.

“laboratorio virtual de mecánica clasica, una experiencia de clases a distancia”

En este trabajo presentamos los resultados de una encuesta realizada a una muestra de alumnos que participaron en las clases a distancia en el Laboratorio de Mecánica Clásica. Comentamos a cerca de las experiencias que adquirimos durante estos meses de aislamiento, la implementación y uso de plataformas educativas, Simuladores PEHT de Física. Cuales fueron las necesidades que debimos cubrir para tener un buen desempeño en las clases, la inversión de tiempo requerido para lograr impactar en nuestros estudiantes. Así como los contratiempos que tuvieron que salvar los chicos para estar en contacto con el profesor.

Estrategias para la enseñanza de física en la licenciatura en fisioterapia

El profesional en fisioterapia se encarga de desarrollar, mantener y rehabilitar las deficiencias funcionales de las personas con desordenes o perdidas de la movilidad, cuando la función del movimiento es afectada por una lesión, enfermedad u otros factores ambientales. Por lo que debe es muy importante la comprensión de los conceptos básicos de física de temas de mecánica, fluidos, termodinámica, electricidad, magnetismo, óptica, entre otros. En este trabajo se presentan diversas estrategias de enseñanza utilizadas, para lograr la comprensión de la fisica en los estudiantes de la Licenciatura en Fisioterapia; se desarrollaron partiendo de diagnosticar los conocimientos previos e implementando diversas actividades que promueven la comprensión por medio de la organización y relación de la información, así como estrategias grupales que favorecen el aprendizaje de los estudiantes, además se realiza una discusión acerca de las técnicas didácticas para favorecer aprender a aprender.

Impacto de la pandemia COVID-19 en la Olimpiada Michoacana de Física

En este trabajo se presenta un análisis del efecto de la pandemia por COVID-19 sobre el desarrollo de la Olimpiada Michoacana de Física. Enfocándose sobre las estrategias implementadas para su difusión y diferentes etapas académicas. Para ello se elaboró un test para conocer la opinión de los participantes sobre las clases en línea de la Olimpiada Michoacana de Física, además se les preguntó sobre los recursos con los que contaban para tomar clases en línea, se probó confiabilidad de este test mediante el uso del Alpha de Cronbach teniendo un resultado de 0.77. De acuerdo a la información recabada se concluye que algunas de las consecuencias favorables son una mayor cobertura y el aumento de la participación de mujeres, los conocimientos adquiridos fueron más homogéneo. Sin embargo, se observó que el nivel académico se vio impactado de manera negativa debido al aumento de distractores presentes en el entorno donde se tomaban las clases y a las limitaciones de incentivar la participación.

Revisando las Estructuras acústicas de los Cristales de Sonido

En esta revisión del proyecto se ha analizado algunas generalidades de los materiales de sonido (CF´s), como estructuras artificiales novedosas para el control de las ondas acústicas. También se ha interpretado el concepto de onda sagital: es una onda mixta cuyo desplazamiento es una mezcla de componentes longitudinal y transversal. Lo relevante de este tema es que cada punto en las curvas de dispersión kB = kB (w) de las ondas sagitales en CF’s, representa modos de propagación que no necesariamente poseen las mismas componentes transversal y longitudinal, es decir, las contribuciones transversal y longitudinal que definen la polarización de los modos sagitales pueden variar con la frecuencia y con el vector de onda. Hemos dicho que existen modos cuasi-transversales, cuasi-longitudinales y completamente mixtos. La importancia de esta diferencia de polarización de los modos sagitales se hizo evidente al interpretar resultados experimentales en CF’s 2D. 1,*Estudiantes del P.E de Químico Biólogo.

La física en un parque de atracciones infantiles

Todos en algún momento de la vida, seguramente se han subido a algún juego mecánico de alguna feria, sin imaginar la cantidad de ciencia que hay detrás de ellos. Las montañas rusas, la rueda de la fortuna, los futbolitos, tiro al blanco, por ejemplo, no podría ser posible entenderlos en su funcionamiento sin los conceptos de velocidad, aceleración, así como gravedad, fricción, trabajo o energía. El Objetivo de este trabajo es conocer algunas implicaciones científicas, desde el punto de vista de la física, que lleva el funcionamiento de máquinas comunes, que se localicen en una feria o parque de atracciones. Aprovechando las fortalezas de los estudiantes de física del bachillerato en visita de estudios a un parque infantil de diversiones, se pone en práctica un estudio y aplicación de nuestro curso, y han identificado los principales conceptos básicos de cinemática, dinámica así, como de electricidad y magnetismo; tomando como base esto, se construye una pequeña feria de atracciones. A pesar de enfocarse la mayoría de los proyectos en el movimiento circular, cada uno tiene sus implicaciones propias, por lo cual cada equipo discute por separado los parámetros y variables, como la velocidad angular, perímetro, aceleración centrípeta etc., así como las dimensiones métricas, para su diseño a escala. Después de ver realizado el presente proyecto, se ha llegado a la conclusión de que la física es más entendible, cuando vemos las aplicaciones reales que puede llegar a tener, y mejor cuando estas aplicaciones son comunes para nosotros y son parte de nuestra diversión. *Alumnos del Bachillerato. Palabras claves: feria de diversión, cinemática, dinámica, enseñanza, bachillerato.

Robot-Tec V.4.0: Brazo Robótico

Una de las características más relevantes del estudio, diseño e investigación en el campo de la robótica es la convergencia de las diferentes disciplinas, desde psicólogos, biólogos, químicos, ingenieros mecánicos, electrónicos, matemáticos, en suma, un compendio de todas las ramas de la ingeniería y las ciencias. Así es como la robótica educativa se ha convertido en una herramienta que plantea como estrategia el diseño de una actividad tecnológica, la cual motiva a los estudiantes a concentrar toda su atención en el diseño y desarrollo de un artefacto, para solucionar una situación problema en particular. Un robot puede cumplir con todas las tareas para las que está programado, pero, ¿por qué no aprovechar ésta tecnología no solo para enseñar sino también para ayudar a las personas a tener una mejor calidad de vida?, desde hace algunos años se han estado desarrollando un sin número de dispositivos robóticos que ayudan a las personas que han sufrido la pérdida de algún miembro de su cuerpo, después de analizar los diferentes dispositivos que existían decidimos realizar un brazo robótico que pudiera ayudar a las personas a recuperar su calidad de vida, su autoestima y su apariencia estética frente a las demás personas. 1,*Estudiante del PE de Ingeniería en Software

Mental Link v.3.0: Robótica Aplicada

MENTAL LINK es un proyecto de robótica que busca facilitar la enseñanza de la robótica y así ayudar a desarrollar las habilidades psicomotrices, de razonamiento y lógica en los estudiantes y a la vez despertar la conciencia ecológica en ellos a través de la elaboración de robots con material reciclado, lo que traerá como consecuencia su atención hacia el problema del reciclaje en la comunidad, además con este proyecto buscamos aumentar el interés por la investigación y la ciencia en los estudiantes desde temprana edad. Mediante MENTAL LINK le damos la oportunidad al usuario de poder controlar o mover diferentes objetos mediante el uso de señales mentales controladas por una diadema y un receptor conectado a diferentes dispositivos. El proyecto está enfocado al área educativa, a la ambiental y a la salud, esto con la finalidad de mejorar la calidad de vida de las personas. 1,*Estudiante del PE de Ingeniería en Software.

Espectro de una membrana esferoidal inhomogénea

En la presente contribución se muestra cómo obtener las soluciones explícitas de los modos normales de vibración en una membrana esferoidal con inhomogeneidades. Un problema clásico durante la licenciatura es encontrar los modos de vibración de una membrana esférica. Debido a que el esferoide tiene una forma mucho más realista a muchos sistemas que se encuentran en la naturaleza, la presente contribución muestra que se pueden realizar cálculos utilizando esta geometría sin aumentar mucho la complejidad de las soluciones. La membrana esferoidal con semiejes fijos se puede describir por una coordenada angular y una coordenada azimutal. Esto hace que las soluciones esferoidales puedan ser escritas en términos de funciones esféricas en lugar de utilizar polinomios. Por otra parte, los objetos en la naturaleza casi nunca se pueden considerar homogéneos. Por eso suponemos que la membrana tiene parches donde el material es de distinta densidad. Para resolver el problema de los modos normales de una membrana esferoidal con inhomogeneidades, utilizamos las condiciones de continuidad, para la función y su derivada, en la interfaz de los parches con el resto del objeto. Al final del estudio de los espectros obtenidos para diferentes tipos de geometrías, se plantea el experimento de fabricar un esferoide hecho de una membrana de cobre muy delgada realizado con moldes obtenidos con una impresora 3D, y que se pueden poner a vibrar a diferentes frecuencias utilizando EMAT’s para comparar con los resultados teórico-experimentales.

Una analogía de la propagación de ondas gravitacionales usando un barquito Pop-Pop

En el presente trabajo se explora la idea de usar las ondas de un barquito Pop-Pop, para ilustrar propagación de ondas gravitacionales generadas por la colisión de agujeros negros. El barco Pop-pop se ha usado en la sección de Termodinámica en la cocina del Laboratorio de Materiales Blandos 'Portable' en los talleres de ciencias a distancia debidos al aislamiento por Covid19. Observando las ondas generadas durante los sonidos característicos del barquito, pensamos que podrían usarse como modelo didáctico para explicar cómo se propagan las ondas gravitacionales en el espacio, en este caso tanto en el agua como en el aire. Curiosamente encontramos que las señales acusticas obtenidas presentan un comportamiento caótico.

Oportunidades de Arbitraje en el Mercado Financiero y Teorías de Norma

Las oportunidades de arbitraje en el mercado cambiario permiten a los operadores invertir una cantidad de recursos en una moneda y, mediante el intercambio a monedas extranjeras, mejorar la inversión mediante una ganancia neta, independiente de los detalles locales (modificaciones específicas del valor de cada moneda). Asumiendo un continuo de operadores y monedas, la dinámica de este sistema puede modelarse mediante las leyes de Maxwell donde las fuentes (cargas y corrientes) se pueden describir en términos de una inversión y un flujo de moneda entre los países que se difunden en todo el mercado. En este trabajo presentamos un modelo idealizado el mercado cambiario en estos términos.

Física en Lenguas Nacionales

Los procesos de la Naturaleza, son representados en la ciencia y en particular en la Física, utilizando modelos y conceptos que, en su gran mayoría, no han sido discutidos, analizados ni socializados, en las diferentes comunidades que no tienen al Español como su lengua materna. En una serie de trabajos, la Sociedad Mexicana de Física, en colaboración con el Instituto Nacional de Lenguas Indígenas, se han hecho esfuerzos para poder comunicar los conceptos de la ciencia occidental en varias de las comunidades que conforman nuestro país. En el presente trabajo desarrollamos las ideas básicas del Ciclo de Agua, en un infograma que se discutirá y adaptará al conocimiento de diez lenguas nacionales. Describimos las estrategias de trabajo, así como la dinámica que hemos desarrollado a modo de lograr que los trabajos efectivamente lleguen y se entiendan en dichas lenguas.

Formulación Lagrangiana de la rodadura de un cuerpo

Se discute el problema de la rodadura en el caso seudo no-holonómico, en el cual las constricciones entre las velocidades son integrables, y es posible encontrar la fuerza de contacto entre las superficies de dos maneras diferentes, siendo la primera de ellas considerando las constricciones integradas en tanto que en la segunda se introducen sin haberlas integrado, y se muestra en ambos casos en que forma se obtiene la fuerza de contacto.

Una interpretación física de la constate de interacción débil en unidades de eV- fm^3

En este trabajo se da una interpretación a la constante de interacción débil que en unidades cgs es G≈10^(-49) erg- 〖cm〗^3, pero que cuando se expresa en unidades mucho menores queda del orden de 60 eV- 〖fm〗^3, la cual es una cantidad más accesible de apreciar. De tal manera que el valor numérico de G repartido en el volumen de un núcleo de radio de unos 4 fm equivaldría a tener una energía en ese núcleo de ≈1 eV, cantidad mucho menor que la energía de enlace nuclear o la de un estado excitado, dando así una idea más tangible de la pequeñez, en este caso energética, de G; esta idea también se puede extender a la constante de interacción fuerte. Como se puede ver, G transfiere su reducido valor a las unidades, quedando el nuevo de 60 mucho más fácil de concebir.

Desarrollo de habilidades de pensamiento crítico y creativo a través del diseño de prototipos de aplicación de la física

Se presentan los resultados de la implementación del diseño y construcción de prototipos, que muestren la aplicación de los conocimientos de la asignatura de física para solucionar problemas de la vida real, dentro de las actividades del curso de Mecánica y electromagnetismo del primer semestre de Ingeniería en Sistemas Computacionales. Se realiza el seguimiento a través de bitácora electrónica durante la fase de generación de la idea, concreción y finalmente construcción a escala del prototipo, se analizan los procesos y avances del equipo de manera cualitativa mediante entrevista y observación documentada, y cuantitativamente a través de rúbrica para medir logros; y las habilidades de pensamiento crítico y creativo alcanzadas mediante un subtest basado en la batería de Torrance (TTCT) y Facione (CCTDI).

Estrategia para desarrollar el pensamiento crítico en el laboratorio de Mecánica

Se aplica una estrategia de enseñanza para el reforzamiento del tema de movimiento en 2 dimensiones, en la clase de Mecánica del primer semestre de Ingeniería en sistemas, a través de la combinación de la técnica de aprendizaje basado en problemas (ABP) junto con la realización de prácticas en laboratorio, con el objetivo de enfrentar al estudiante al fenómeno real y permitirle autodirigir su aprendizaje a través del trabajo colaborativo, para desarrollar habilidades de orden superior. De manera específica las actividades se centrarán en el desarrollo del pensamiento crítico. Se diseñan problemas que pueden ser recreados dentro del laboratorio, para que el estudiante contraste los resultados con el experimento, en una segunda etapa se permite al estudiante diseñar su propio experimento para el cual, posteriormente, deberá construir un problema que represente el experimento diseñado, finalmente se mide el conocimiento alcanzado a través de instrumentos que incluyen evaluación y observación del progreso e interacción entre equipos, los resultados se contrastan con la evaluación de un grupo de control.

Diseño de un material didáctico para explicar el funcionamiento de un telescopio reflector

En este documento se muestra la metodología utilizada mediante el vínculo de la teoría con la práctica para explicar los conceptos básicos de los telescopios reflectores, para ello se diseñó una serie de componentes de acrílico que representan a las secciones cónicas como parábola, hipérbola y combinaciones de ellas para representar los telescopios reflectores, componentes ópticas y accesorios que nos permitan experimentalmente describir mediante las leyes de reflexión y refracción de la luz, su funcionamiento. Para llevar a cabo esta actividad primeramente se enuncian los conceptos teóricos y posteriormente, con los materiales diseñados, se muestra como ejemplo el arreglo experimental del Telescopio Cassegrain.

Siendo Thor por un día, generador de Van der Graff casero

El presente proyecto consistió en construir un generador de Van der Graff con materiales caseros que es capaz de alcanzar voltajes del orden de $10^5 V$. El costo global del proyecto fue de \$600 MXN, en contraste con el elevado precio de hasta \$15000 MXN en que se cotizan los aparatos comerciales que reportan un rendimiento similar. El bajo costo de este generador permite a los autores proponerlo como una opción viable para ser implementado como un proyecto de enseñanza en ámbitos escolares de nivel medio superior y superior, siendo una gran alternativa para el aprendizaje de temas como electrónica, electrostática, capacitancia, y electrodinámica. El Generador se construyó a partir de tubos de PVC, ensaladeras de metal para el domo de descarga y una media de nailon como cinta transportadora de carga. El fácil acceso a estos materiales en cualquier zona del país muestra el potencial del proyecto como un programa de implementación nacional. El diseño que se desarrolló fue de tipo "plug and play", aumentando así la población objetivo.

Radiación de Frenado en Física Médica

Los aceleradores lineales utilizados en Física Médica emplean energías del orden de $MV$, dependiendo del tratamiento es común emplear $6$, $10$ y hasta $15$ $MV$. En este rango de energía se producen rayos X, utilizando el fenómeno de radiación de frenado. Con el objetivo de mostrar una aplicación de la física en el ámbito de la salud, en este trabajo se presenta la generación de la radiación de frenado mediante electrodinámica clásica, tanto a bajas como a altas velocidades, así como mediante la segunda cuantización.

Taller de modelación y simulación computacional de respaldos basados en materiales de cambio de fase para la generación termoeléctrica

La característica principal del nuevo modelo educativo Tec21 es el aprendizaje basado en retos. Los cursos y talleres están orientados hacia la solución de problemas mundiales tales como la mitigación de gases de efecto invernadero para combatir el cambio climático. Este trabajo fue desarrollado durante un taller de una semana de duración, en el cual los estudiantes están completamente inmersos y solamente se dedican a la solución de un problema en particular. Este trabajo se enfoca en el análisis del almacenamiento de energía térmica mediante concentración de energía solar. Los estudiantes analizaron un sistema de respaldo basado en materiales de cambio de fase. El objetivo del trabajo fue determinar los efectos de la densidad de energía y la rapidez de transferencia de calor, en los costos de inversión y tiempos de amortización de una planta hipotética con unidades de almacenamiento térmico. Los alumnos fueron organizados en equipos de 5 integrantes. Cada equipo desarrolló el análisis de un sistema de respaldo y presentó sus resultados al final del taller. Los equipos presentaron los costos estimados, tiempos de amortización y conclusiones relacionadas con la viabilidad económica del proyecto.

Estrategias para la enseñanza de los laboratorios universitarios de física durante la pandemia

La pandemia nos mantuvo encerrados durante casi dos años, lo que provocó que muchas actividades se vieran truncadas, sobre todo aquellas relacionadas con la educación presencial. Esto fue muy contraproducente para las clases de laboratorio, que estaban limitadas a un lugar físico del que parecían inamovibles. Afortunadamente, el ingenio de miles de profesores permitió mitigar este problema al crear propuestas de experimentos altamente aplicables para su desarrollo en casa. Por ejemplo, se desarrolló un espectrómetro adaptando una cámara web o el celular que puede obtener espectros de emisión muy precisos de lámparas, e inclusive, bajo ciertas adaptaciones, obtener hasta el espectro de absorción de la clorofila. También se emplearon plataformas como GRAASP y Tinkercad que fomentaron el trabajo en equipo mientras que los estudiantes aprendían a construir circuitos y medir con Arduino, lo cual implementaron brillantemente en sus proyectos finales, creando desde magnetómetros hasta bicicletas eléctricas. La pandemia trajo consigo una serie de eventualidades que expusieron enormemente ciertas desventajas y limitantes de nuestros sistemas educativos, entre ellas, las clases de laboratorio, en las cuales se deben buscar alternativas viables para su desarrollo de forma remota. Sin embargo, no todo es malo, la pandemia permitió el desarrollo de nuevas habilidades y métodos de enseñanza, los cuales indudablemente contribuirán de forma notable al mejoramiento de nuestra actividad docente Agradecimiento CONACYT, Beca Posdoctoral (CVU 132061)

Astro-física online

Se presentará la primer parte del proyecto de ASTRO-FÍSICA ONLINE. Este proyecto consiste en la realización de cursos de astrofísica en línea. Los temas y conceptos necesarios son enseñados con material didáctico desarrollado por los participantes del proyecto, que incluyen vídeos, infografías, manuales de clase y códigos numéricos para resolver problemas astrofísicos. Todo esto, más ligas a otros materiales de consulta, serán montados en una página web para el uso del alumno. La prioridad de estos cursos en línea es la enseñanza formal nivel licenciatura de conceptos astrofísicos, con finalidad de que los alumnos puedan desarrollar sus propios proyectos integradores de problemas astrofísicos. Es por eso por lo que los cursos están orientados a alumnos de ciencias básicas como la física, la matemática o la química. El realizar un proyecto de educación online permite que los cursos puedan ser impartidos en diferentes cursos que lo requieran en la Facultad de Ciencias o en cualquier otra entidad educativa interesada nivel licenciatura que esté interesada.

Fabricación de material didáctico mediante impresión 3D para su uso en cursos de mecánica

Se realizaron dos rampas de diferente forma con el fin de estudiar el movimiento de los objetos que se trasladan sobre ellas. Ambas rampas constan de cuatro fotopuertas en diferentes posiciones, las cuales nos ayudan a medir el tiempo, la velocidad y la aceleración del objeto que en este caso es una canica. Estas fotopuertas están conectadas a una placa Arduino, lo cual nos permite utilizar el programa Arduino para realizar el código de funcionamiento de las fotopuertas y así dar salida a los datos. El código se divide en dos partes, una que otorga solo datos del tiempo entre fotopuertas para que los alumnos puedan proceder a hacer los cálculos; y otra opción donde el programa arroje datos de la velocidad y la aceleración y así poder comparar con los datos calculados. Esta segunda parte también sirve para estudiantes de licenciatura de primeros semestres para la clase de mecánica donde se pueden saltar la primera parte e ir directamente al procesamiento de datos. Este montaje experimental es accesible, ya que las rampas están diseñadas para ser construidas en impresora 3D, por tanto, el diseño estará disponible para todo público. Los estudiantes o maestros de cualquier parte del mundo podrán armar y realizar este experimento.

El internet de las cosas como herramienta para la enseñanza de la física

Con la pandemia, surgió la necesidad de utilizar alternativas para la realización de las prácticas desde casa y con materiales de bajo costo. Este trabajo plantea el uso de dispositivos del internet de las cosas como tabletas o teléfonos celulares para obtener mediciones de temperatura, presión, fuerza g, velocidad, campo magnético, como un medio de enseñanza e integración tecnológica. Otra alternativa fue el uso de microcontroladores como Arduino o microcomputadoras como Raspberry Pi para la construcción de un laboratorio remoto.

Generación de hidrógeno verde con energía eólica en La Ventosa

Este proyecto fue diseñado en la Preparatoria de la Universidad La Salle Unidad Santa Teresa por alumnos de Física IV inscritos en sexto grado de preparatoria, y es resultado de un trabajo interdisciplinario (Proyecto Conexiones) [1] que contempló a las asignaturas: Física IV, Química IV y Matemáticas IV. Su objetivo es promover y poner en práctica el uso de las energías renovables e hidrógeno verde [2], para así disminuir las emisiones de dióxido de carbono y ayudar a combatir el cambio climático global al eliminar la intermitencia de la energía eólica. En particular, se realizó el cálculo del tiempo necesario para ahorrar 100 toneladas de CO2, utilizando la energía producida por un aerogenerador en la región de “La Ventosa”, ubicada en el estado de Oaxaca. Además, se determinó rentabilidad neta del proyecto. [1] DEGIRE. (2021). Carta descriptiva. Proyecto Conexiones. Disponible en: https://conexiones.dgire.unam.mx/que-es-conexiones/ [2] Ministerio de Energía. (2020). Hidrógeno verde. Ministerio de Energía, Chile. Disponible en: https://youtu.be/P07sG-PNA6I

Transdisciplina en la enseñanza de Física en Preparatoria: circuitos eléctricos y circuitos hemodinámicos

Este proyecto fue implementado en la Preparatoria de la Universidad La Salle Unidad Santa Teresa por alumnos inscritos en sexto grado. Y es resultado de un trabajo transdisciplinario [1], al aplicar los principios de los circuitos eléctricos desarrollados en la materia de Física IV, para resolver un circuito hemodinámico que representa la problemática denominada como: coartación de la aorta [2]. La coartación de la aorta ocupa un lugar destacado dentro de las cardiopatías congénitas y aunque dicha condición suele presentarse como un hecho aislado, puede asociarse en ocasiones a otras anomalías, es por ello que se requiere tener diferentes soluciones, siendo una de ellas, un circuito hemodinámico cuyas bases se encuentran sustentadas en un circuito mixto de resistencias eléctricas. La propuesta presentada no sólo plantea solucionar un problema relacionado con la salud, sino también aborda una nueva forma de aprendizaje y con ello, nuevas oportunidades para resolver diversos problemas de una manera más sencilla. La analogía que se realizó entre un circuito eléctrico y el cuerpo humano ayuda a comprender mejor lo que necesita el paciente y con base en esto se pueda tomar la decisión más adecuada para que las personas tengan una mejor calidad de vida. [1] De la Barrera, M. y Donolo, D. (2009). Neurociencias y su importancia en contextos de aprendizaje. Revista Digital Universitaria [en línea]. Vol. 10, No. 4, disponible en: http://www.revista.unam.mx/vol.10/num4/art20/int20.htm [2] Bermúdez, R. (2005). Coartación de aorta: posibles soluciones a un complejo problema. Revista Española de Cardiología. Vol. 58, No. 9, pp. 1010-1013.

Función logística auxiliar para ajustar comportamientos físicos disímbolos

Una revisión del comportamiento de algunos efectos como función de algún parámetro como la temperatura es muy común que la gráfica que representa ese comportamiento adopte la forma de una S alargada. Los fenómenos van desde la transmisión de luz por un material al pasar de estado sólido opaco hasta líquido transparente (1), la resistencia de un superconductor al efectuarse la transición superconductor-normal (2), el calor específico de sólidos como función de la temperatura (3) o incluso la propagación de un rumor entre una población de tamaño finito (4). En esos casos, sin entrar en el fondo de la explicación basada en principios físicos y sólo quedándose con una fórmula semiempírica se consigue una buena aproximación al comportamiento mediante la función logística (4). La función es L=Lo/(1+Aexp(-kT), donde A es [Lo-L(Tin)]/L(Tin). Para cada uno de los ejemplos en que se obtiene un comportamiento "sigmoide" se puede encontrar un significado a los parámetros en términos de la función logística. En este trabajo se discutirán dichas cantidades para diversos ejemplos. 1. José antonio Méndez Bermúdez, Víctor Dossetti Romero y Elías López Cruz, XI Encuentro Nacional sobre la Enseñanza de la Física en el Nivel Medio Superior, 7-9 agosto 1997 (UNAM) 2. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/htm/sec_12.htm, consultado el 17 de junio de 2022. Aquí es la energía libre como función de campo magnético aplicado en superconductor tipo II 3. Concepts on Modern Physics, Arthur Beiser, Sexta Edición McGraw-Hill (2003) 4. Cálculo de una Variable Trascendentes Tempranas, 7a. Edición Cengage Learning (2012). Trabajo apoyado parcialmente por CONACyT y VIEP-BUAP.

Termodinámica de Plasmas

El colonizar el universo es una de las ideas que a un sector de la humanidad le es de interés por diversas situaciones en particular sin embargo encontrar un motor adecuado para largos viajes interestelares es un poco complicado, las características que posee el plasma junto con la fusión nuclear constituyen un nuevo campo de investigación, que busca crear no solo un motor adecuado si no un sistema energético capaz de proteger y ayudar a cosmonautas en el espacio exterior, al final del día cuando el hombre no encuentra respuestas, observa al cieno anhelándolas. En el presente trabajo se ilustran las aplicaciones tecnológicas que tiene el plasma en la actualidad, así como la termodinámica del plasma en un estado idealizado.

Oscilaciones de fluidos actuados por la gravedad en tubos verticales

Inspirados en el trabajo de Smith y Matlis (1) en este trabajo se discuten resultados de experimentos realizados en líquidos varios con densidades y viscosidades distintas. El experimento original consiste en introducir un popote en un líquido cubriendo la parte superior de tal modo que en el popote se tenga en la parte inferior un volumen libre de líquido una vez que el popote se introdujo unos dos o tres centímetros. Un vez hecho eso se destapa el popote y el líquido sube dentro del mismo hasta una altura que supera el nivel del líquido y baja produciéndose un movimiento ondulatorio amortiguado cuya constante de amortiguamiento depende de la densidad y de la viscosidad del líquido. En este trabajo se experimentó con un tubo de diámetro interior 28 mm. y se emplearon varios líquidos como agua, miel, refresco, parafina líquida y líquido anticongelante. Las oscilaciones se analizaron mediante el programa Tracker para adquisición de datos y análisis de los mismos. Las constantes de amortiguamiento fueron: anticongelante 4.26/seg, agua 1.43/seg, parafina 3.68/seg con un comportamiento de oscilador sobreamortiguado. 1. Gravity-driven fluid oscillations in a drinking straw, Ryan P. Smith y Eric H. Matlis, Am. J. Phys. vol. 87 pág. 433 (2019)

Taller: construcción de levitadores acústicos de arreglos de transductores ultrasónicos

Un levitador acústico es un dispositivo capaz de atrapar y sostener objetos micrométricos y milimétricos en posiciones específicas de fluidos, como el aire o el agua, mediante ondas ultrasónicas. La levitación acústica por medio de ondas estacionarias generadas dentro de cavidades resonantes es uno de los métodos más comunes y explorados debido a su potencial científico, tecnológico e industrial. Los levitadores acústicos utilizan generalmente transductores tipo Langevin (TL) como fuente de emisión ultrasónica. Sin embargo, en la última década se han desarrollado novedosos levitadores que sustituyen los TL por arreglos de múltiples transductores que son más compactos y pueden ordenarse para formas superficies radiantes de múltiples formas y geometrías y formar levitadores de diversas configuraciones. En 2017 se publicó en la literatura científica un levitador acústico basado en un diseño de cavidad concéntrica uniaxial al que llamaron TinyLev. Los autores de la publicación describen el diseño y caracterizan numérica y experimentalmente el desempeño del TinyLev, capaz de levitar en aire objetos con densidades de hasta 6.5 g/cm3. Además, el dispositivo se construye con tecnología simple y de bajo costo, haciéndolo accesible para aplicaciones y actividades en la investigación y la divulgación científica. En este taller teórico-práctico se presenta una guía para la construcción de un levitador tipo TinyLev y está dirigido a estudiantes e investigadores interesados en utilizar levitadores acústicos en sus estudios, cursos e investigaciones. Esta guía se basa en las instrucciones descritas en la página web https://www.instructables.com/Acoustic-Levitator/ e incluye algunas modificaciones orientadas a mejorar el desempeño de los levitadores. Dichas modificaciones permiten, por ejemplo, construir cavidades con la capacidad de levitar objetos con densidades superiores a los 8 g/cm3 utilizando el 50 % de los transductores del diseño original de TinyLev.

Caída libre en las tres visiones de la física

En este trabajo se muestran resultados de un análisis del comportamiento de una partícula en caída libre en tres distintas visiones de la física. Estas visiones de la física son la mecánica clásica, la mecánica relativista, y la mecánica cuántica. Se trabajará específicamente sobre la densidad de probabilidad de que la partícula se encuentre en cierta posición. El trabajo finaliza con el análisis acerca de cómo se comporta esta densidad en la mecánica relativista y la mecánica cuántica cuando dichas visiones de la física se trabajan en un límite clásico.

Majorana: Contribuciones a la física y desaparición de una mente adelantada a su época

Actualmente, el prestigio de algunos de los más grandes científicos del mundo es utilizado en el ámbito de la divulgación y difusión científica. Sus descubrimientos, experimentos, leyes e inventos, que hoy en día se plasman en blogs, podcasts, y videos en internet, son motivo para el desarrollo nuevas vocaciones científicas en la juventud actual. En este trabajo, se revisará la biografía de un prominente científico italiano, Ettore Majorana, haciendo hincapié en sus descubrimientos, investigaciones y trabajo científico. Pupilo genio de Enrico Fermi, su capacidad rivaliza con la de los mayores genios de la física del siglo XX. Se presentarán las contribuciones de Majorana en el campo de la física cuántica, como lo son la ecuación de Majorana, una ecuación de onda relativista paralela a la ecuación de Dirac, el fermión de Majorana (que es su propia antipartícula), hipotetizado por Ettore en 1937, así como las constelaciones de Majorana para la representación de un sistema cuántico, entre muchas otras. Se repasarán las razones por las que se afirma que su mente estaba muy adelantada a su época. De esta manera, se busca darle visibilidad a este importante científico, no sólo por las historias que rondan en torno a su extraña desaparición y presunta muerte, sino por la grandeza de su obra en vida.

Introducción al estudio de la Termodinámica con el caso de las máquinas de vapor

La asignatura Termodinámica se imparte como curso teórico (4 h/semana) - práctico (3 h/semana) en la facultad de Química de la UNAM durante el 2do. y 3er. semestres (16 semanas) para una población promedio de 1000 y 500 alumnos, respectivamente. En el curso teórico se alcanza un índice de aprobación promedio respectivo mayor al 60 y 40 %. En general se considera que es una materia abstracta, difícil, tediosa, teórica, alejada de cualquier aplicación práctica, etc. Y la metodología tradicional de la enseñanza teórica es vía el tratamiento matemático formal y riguroso de situaciones experimentales imaginarias. Para modernizar su enseñanza proponemos una secuencia didáctica al inicio del curso teórico que inicie el estudio de las primeras máquinas de vapor (Savery, Newcomen & Watt) empleando experiencias de cátedra, videos, simuladores, etc. para empezar a conocer y aplicar el lenguaje de la termodinámica para describir diferentes tipos de sistemas termodinámicos reales, lo que ayudará a practicar la habilidad de abstracción, análisis y síntesis del estudiante. El modelo de secuencia empleado 5E contiene fases de enganche, exploración, explicación, elaboración y evaluación que fomenta un aprendizaje activo, profundo y constructivo por los estudiantes. Embebido en éste se integró la metodología de estudio de casos, con el análisis del contexto histórico y social de escenarios complejos reales o imaginarios a partir de una imagen inicial del tema seguido de preguntas y discusiones que ayuden a explicitar las ideas previas y la comprensión gradual del escenario de los alumnos, de forma individual y/o grupal hasta lograr una respuesta lógica y plausible a las preguntas. Durante el estudio el docente guiar a los alumnos, proporciona retroalimentación, supervisa y facilita la discusión en clase. Entonce se presenta nueva evidencia, se hacen nuevas preguntas y se repite el proceso anterior.

Introducción al estudio de la Presión en la Termodinámica con el caso de la presión atmosférica

El estudio del concepto de Presión es el primer tema de la segunda unidad del programa de la asignatura Termodinámica que se ofrece como curso teórico - práctico en la facultad de Química de la UNAM durante el 2do. y 3er. semestres. Durante nuestra experiencia como docentes hemos confirmado que nuestros estudiantes tienen dificultad en el aprendizaje de conceptos y habilidades relacionadas a la presión existente en sistemas gaseosos. El concepto presión es abstracto y los ejemplos que se emplean para ilustrarlo son poco concretas o favorecen ideas previas que consideran a la presión sólo como una fuerza. Algunas preguntas que se busca responder al estudiar este tema son: ¿Qué es presión?, ¿Con qué se mide la presión?, ¿Cuáles son las unidades más frecuentes de la presión?, ¿Cuáles son las unidades de presión del Sistema Internacional (SI)?, ¿Qué es presión barométrica o atmosférica?, ¿Qué es presión absoluta?, ¿Qué es presión manométrica? y ¿Qué relación existe entre presión barométrica, presión absoluta y presión manométrica? Para modernizar su enseñanza proponemos una secuencia didáctica con el modelo 5E al inicio del tema teórico que inicie el estudio de la presión con el caso de la presión atmosférica vía una selección cuidadosa de preguntas, experiencias de cátedra, videos, simulaciones, etc. que ayuden a explicitar las ideas previas y la comprensión gradual de la presión atmosférica de nuestros alumnos hasta alcanzar respuestas lógicas y plausibles. En algún momento de la secuencia es necesario introducir la teoría cinético molecular de los gases y su modelo de presión.

¿Qué tanto afecta una vara de cohete a una nube?

En las comunidades del Estado de México, cuando es temporada de lluvias, los pobladores se mantienen atentos a la forma y color de la nube, porque de ser grande y blanca, presenta que granizara, entonces, los pobladores toman varas de pirotecnia (pólvora negra) y en el momento que llega la nube, empiezan a encender estos fuegos pirotécnicos, finalizando este acto ellos mencionan que han “cortado” la nube, pero por la onda de choque generada por la explosión, ¿Qué tanto puede afectar a una nube?, ¿Qué tipo de nube es susceptible a que se “corte”?, ¿Se puede innovar a este método para ser un cañon anti-granizo sin ser tan costoso?

La inclusión de la mujer en el aula de Física: una experiencia de formación del docente

En este trabajo se presenta un reporte de experiencia de curso de formación docente sobre enseñanza STEM con enfoque de género para la inclusión de la alumna en el aula, impartido asincrónicamente vía Canvas. El objetivo de este reporte es describir y aportar esta iniciativa a la literatura del área. Se presentan los resultados de la adopción del programa de Acciones cotidianas (Everyday actions en inglés) por 13 profesores de bachillerato de áreas STEM. Los participantes del curso entregaron producciones acordes a su contexto educativo, cumpliendo cada etapa del programa. Se concluye que se requieren más esfuerzos educativos y de investigación para fortalecer el vínculo docente-estudiante y para motivar a la alumna a elegir carreras propias de estas disciplinas.