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Una de las mayores oportunidades para aprender los conceptos más importantes de los cursos de Física se encuentra en la resolución de problemas. En este sitio utilizamos el enfoque presentado por Randall Knight que busca tener una visión estratégica de la resolución de los problemas utilizando sistemáticamente cuatro pasos: MODELO - VISUALIZACIÓN - RESOLUCIÓN - EVALUACIÓN DEL RESULTADO.
Para la resolución de problemas es importante haber trabajado las ideas más importantes previamente, a través de la lectura de libros, la realización de un experimento y la resolución en clase de problemas canónicos. Te sugerimos realizar los siguientes pasos para cada problema:
- Copia el enunciado (sin faltas de ortografía) y revisa las palabras que no te sean familiares en un diccionario. En caso de que el contexto sea desconocido busca un video en youtube con la situación física presentada.
- Escribe los conceptos o ideas clave que se van a utilizar en el problema. Si no te quedan claro qué conceptos físicos se van a utilizar, hojea el libro de texto revisando los problemas resueltos o busca el tipo de problemas que vienen organizados en la respectiva sección al final del capítulo.
- En la parte de MODELO hay que escribir las idealizaciones y simplificaciones para tratar cada situación física. Por ejemplo, si estudiamos el movimiento de una pelota en un riel, podemos considerar a la pelota como una partícula puntual para no tomar en cuenta cómo gira la pelota en el problema, además de considerar el movimiento en una dimensión.
- Como complemento del MODELO, en la VISUALIZACIÓN debemos dibujar uno o más esquemas donde podamos visualizar la situación física correspondiente. Es fundamental colocar los datos en el esquema con las variables físicas conocidas y desconocidas.
- Una buena manera de revisar que todo vaya bien, es describir la visualización en términos de las ideas importantes y los diagramas o gráficas que más nos ayuden a describir esta situación: en cinemática diagramas de movimiento, diagramas de barras de energía antes-después, diagrama de momentos antes-después.
- Para la parte de la RESOLUCIÓN se debe de escribir los pasos a seguir para resolver el problema.
Cinemática en 1 dim, descripción del movimiento, gráfica aceleración vs tiempo
En el siguiente video, puedes encontrar una guía de resolución.
Este ejercicio formó parte del banco de problemas de la certificación de Mecánica I. Para practicar tu comprensión sobre la descripción del movimiento, las diferentes representaciones, y los conceptos de aceleración, velocidad y posición intenta seguir la siguiente guía de trabajo:
- Realiza la descripción de la gráfica.
- Realiza una ficha de trabajo sobre la aceleración.
- Dibuja la gráfica velocidad contra tiempo usando los conceptos de la aceleración.
- Realiza la descripción de movimiento a través de la descripción verbal y una diagrama de movimiento.
- Dibuja la gráfica posición contra tiempo.
- Escribe las funciones de movimiento a(t), v(t) y x(t).
- Verifica tus respuesta con GeoGebra.
Cinemática en 1D, caída libre
Una bala de cañón de 5.0 kg es disparada hacia arriba a 35 m/s. ¿Cuál es su rapidez después de elevarse 45 m?
Los problemas conceptuales ayudan a reflexionar sobre nuestro entendimiento de las ideas y los conceptos físicos. Es muy importante tomar en cuenta los siguientes elementos al abordar este tipo de ejercicios:
- Tener claro qué idea o concepto está abordando y realizar una ficha de estudio (que se debe enriquecer con el problema realizado).
- Visualizar la situación problemática dibujando los elementos más importantes, los datos.
- Las explicaciones y razonamientos son fundamentales, hay que escribirlos con mucho cuidado.
Leyes de Conservación, Conservación de la Energía, 1 D, principio de energía.
En los problemas de conservación de la energía nuestro énfasis reside en la descripción de qué le sucede a un sistema en términos de transferencias y conservaciones de energía. También es importante recordar que la energía es una manera más de "ver" qué sucede con fenómenos físicos. Muchos de los problemas pueden resolverse (quizás más facilmente) "mirando" el problema de otra manera: a partir de las ecuaciones de cinemática, pero eventualmente en varios problemas de la vida real la aproximación de la Energía es muy útil.
Los Harlem GlobeTrotters te han contratado para ayudarles a realizar cálculos para poder lograr reproducir este tiro, por lo que te piden que analices qué debe de hacer el tirador para encestar la canasta desde un avión.
Dinámica. Problemas sobre fuerzas.
La pregunta principal en la dinámica es ¿cuáles son las fuerzas que actúan sobre un objeto. Las leyes de Newton sintetizan la relación que puede haber entre las fuerzas y el movimiento.
Trabajo.
Para poder resolver problemas sobre Trabajo es importante recordar el concepto de fuerzas y las características de las diferentes fuerzas.
Energía potencial elástica.
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