PROCESO DE MEDICIÓN DE LONGITUDES Y MASAS DE OBJETOS UTILIZANDO UN SIMULADOR EN SCRATCH

PROCESO DE MEDICIÓN DE LONGITUDES Y MASAS DE OBJETOS UTILIZANDO UN SIMULADOR EN SCRATCH^[1]

Horacio Porras Araque-2182331. Estudiante- Ingeniería Industrial.

Yuly Stefanny Bohórquez Bohórquez-2192507. Estudiante – Ingeniería de Sistemas.

Cristian Melo Reina-2190706. Estudiante – Ingeniería Eléctrica.

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Ves a los estudiantes de física que no la entienden. Nadie en realidad la entiende.

Richard P. Feynman.

Resumen

Este informe se hizo con el propósito de mejorar las capacidades de los estudiantes de la asignatura de física 1 en la toma de medidas e interpretación de los datos obtenidos. Inicialmente se da apertura con el planteamiento del problema del cálculo de la densidad superficial con el menor error posible.

En términos generales la experiencia en el desarrollo de esta investigación fue muy buena ya que se tuvo la oportunidad mejorar las capacidades en el laboratorio. Sin embargo, también surgieron muchas dudas y problemas en el transcurso del desarrollo. Dichos inconvenientes ocurrieron principalmente a la hora de hacer cálculos pero se resolvieron debidamente. Los resultados de la investigación se exponen más detalladamente en el TRATAMIENTO DE DATOS, donde se muestra además los porcentajes de error que siempre son considerables.

Por último se concluye que la realización de este informe sirve para tener una aproximación mayor a lo que es el desarrollo de las investigaciones en el laboratorio presencial. Además en cuánto a los datos obtenidos se concluye que se obtiene un porcentaje de error que promedia el 23.5%.

INTRODUCCIÓN

Desde la antigüedad se ha hecho evidente la incertidumbre sobre lo que acontece en el entorno desde las cosas cotidianas hasta fenómenos o procesos naturales, teniendo en cuenta lo anterior es posible definir a medir como una práctica con la cual podemos obtener información con respecto a algo de interés y principalmente de necesidad en las diferentes actividades humanas; siendo ésta en sus inicios un tanto rústica hasta convertirse con el tiempo en algo más preciso y con  muchas más herramientas y facilidades para obtener con precisión los datos necesarios.

La ejecución de este trabajo está fundamentada en la práctica realizada en la clase de laboratorio del curso de física l en la cual se llevaron a cabo una serie de procedimientos, tales como mediciones de diferentes figuras dimensionales de distintos tamaños y materiales para luego proceder con el respectivo análisis de los datos obtenidos. El objetivo esencial de dicho informe es la adquisición de conocimientos y habilidades en el laboratorio, aprender a detectar los errores en la práctica y redactar detalladamente el proceso ejecutado.

El problema que se plantea es calcular la densidad superficial con el menor error posible de tres materiales, madera de abeto, hierro y cuarzo. La descripción de este proceso se describe de una manera más amplia en la METODOLOGÍA.

Este informe está dividido en 6 componentes fundamentales que son: metodología, que es dónde se explica cómo se llevó a cabo el procedimiento investigativo; el tratamiento de datos, que es la sección donde se muestran los datos obtenidos en la investigación; análisis de datos, que es donde se analizan los datos anteriormente mencionados; conclusiones, que es donde se reúnen las respuestas a los objetivos planteados. Por último tenemos las referencias que se tomaron en cuenta al desarrollar la investigación.

METODOLOGÍA

Para poder llevar a cabo el cálculo de la densidad superficial se llevaron los siguientes pasos en el orden respectivo. En primer lugar se procedió a utilizar un simulador de laboratorio en Scratch. Dicho simulador cuenta con un calibrador pie de rey y una balanza digital. Además cuenta con 6 geometrías (rectángulo, círculo, rombo, triángulo, cruz, y trapecio) que facilitan y amplían el panorama a la hora de calcular la densidad superficial.

Imagen 1. Práctica introductoria: Preámbulo del investigador

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Fuente: Scratch (2020). Recuperado de: https://scratch.mit.edu/projects/394328839/fullscreen/

En segundo lugar se realizó la asignación de los materiales, por lo que a cada integrante del grupo investigativo le correspondió un material. Cristian Melo tomó las medidas del cuarzo, Horacio Porras las medidas de la madera de abeto, y Yuly Stefanny Bohórquez tomó las respectivas medidas del hierro. En tercer lugar, cada integrante procedió a tomar las medidas de los lados de cada figura con un tamaño aleatorio escogido por cada integrante para cada geometría, de tal manera que con las medidas dadas se calculara el área promedio entre ellas; también se calculó la masa de cada geometría para cada material en específico.

Imagen 2. Toma de medida de uno de los lados para un triángulo de madera de abeto

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Fuente: Scratch (2020). Recuperado de: https://scratch.mit.edu/projects/394328839/fullscreen/ 

Imagen 3. Toma de masa para un triángulo de madera de abeto

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Fuente: Scratch (2020). Recuperado de: https://scratch.mit.edu/projects/394328839/fullscreen/ 

Los datos obtenidos en cada medición se digitaron en las tablas expuestas detalladamente en el TRATAMIENTO DE DATOS.

El paso a seguir fue graficar los datos de estas tablas para hacer una mayor aproximación y a su vez poder calcular la densidad superficial que es la pendiente de la ecuación de la gráfica.

Imagen 4. Gráfica de datos obtenidos y obtención de la densidad superficial

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Fuente. Horacio Porras Araque.

Ya obtenida la densidad superficial experimental calculamos el porcentaje de error respecto a la densidad superficial teórica mediante la siguiente fórmula.

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TRATAMIENTO DE DATOS.

Los datos registrados del laboratorio fueron los siguientes:

Tabla 1. Densidades superficiales (σ=m/A) teóricas. Fuente: Expertic.

Tabla 2. Resolución de los instrumentos de medida. Fuente: Expertic.

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