Fundamentos didácticos básicos de física experimental

ÍNDICE DE TABLAS............................................................................... 10

ÍNDICE DE FIGURAS............................................................................ 11

INTRODUCCIÓN................................................................................... 17

CAPÍTULO I. FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE FÍSICA EXPERIMENTAL..................................................................................... 19

    1.1 Visión del Universo................................................................................. 19

    1.2 Observación............................................................................................. 23

    1.3 Experimentación..................................................................................... 23

    1.4 Actividad didáctica de observación y experimentación............................ 23

    1.5 Estructura de la Materia Conocida.......................................................... 24

    1.6 Actividad Didáctica Sobre Estructura Atómica....................................... 25

    1.7 Conceptos básicos de densidad de masa.................................................. 26

    1.8 Determinación de Densidades................................................................. 27

        1.8.1 Determinación de densidad de materia sólida............................. 27

        1.8.2 Determinación de la densidad de líquidos................................... 30

    1.9 Actividades didácticas densidad másica de la materia............................. 31

        1.9.1 Determinación de la densidad de sólidos con experimentos de aula................................................................... 31

        1.9.2 Determinación de la densidad de sólidos con herramientas virtuales.................................................................. 32

    1.10 Sistema Internacional de Unidades (S.I.)................................................. 32

        1.10.1 Unidades SI derivadas.................................................................. 34

        1.10.2 Actividad didáctica con el sistema internacional de unidades...... 36

        1.10.3 Ejercicios para una actividad de clase en subgrupos de trabajo.... 37

    1.11 Proceso de la medida: Introducción a la Teoría de Errores....................... 38

        1.11.1 Error de escala.............................................................................. 39

        1.11.2 Actividad didáctica a desarrollar................................................... 39

        1.11.3 Error estadístico........................................................................... 40

        1.11.4 Actividad Didáctica a desarrollar error estadístico....................... 41

        1.11.5 Error Sistemático......................................................................... 43

        1.11.6 Actividad didáctica a desarrollar error sistemático....................... 43

    1.12 Determinación de ecuaciones particulares............................................... 44

        1.12.1 Actividad didáctica comportamiento lineal................................. 46

        1.12.2 Comportamientos gráficos Linealizables..................................... 46

    Referencias Bibliográficas:................................................................................ 55

CAPÍTULO II. MUESTRA DE ALGUNOS RESULTADOS DIDÁCTICOS.......................................................................................... 57

    2.1 Estructura de la materia conocida ........................................................... 57

    2.2 Observación y experimentación.............................................................. 62

    2.3 Determinación del radio de una gota de agua y su densidad................... 64

    2.4 Determinación de la densidad de sólidos con Simulador virtual............. 66

    2.5 Actividad con el Sistema Internacional de unidades................................ 67

    2.6 Algunos resultados proceso de la medida................................................. 68

    2.7 Algunos Resultados Sobre Ajuste de Curvas............................................ 72

        Recomendaciones............................................................................................ 77

    2.8 Módulo para Experiencias de Mecánica (MEM)..................................... 86

        2.8.1 Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU).................................. 88

        2.8.2 Movimiento Circular Uniforme (MCU)..................................... 91

        2.8.3 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)..... 92

        2.8.4 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado (MRUR).... 95

        2.8.5 Movimiento Circular Uniformemente Variado (MCUV)........... 97

        2.8.6 Caída Libre de un cuerpo............................................................ 98

        2.8.7 Movimiento Parabólico............................................................. 100

        2.8.8 Determinación de Coeficientes de Rozamiento Estático (ms)............ 102

        2.8.9 Determinación del Coeficiente de Rozamiento Cinético ( mk)........... 103

        2.8.10 Análisis Experimental del Principio Fundamental de la Dinámica................................................................................... 105

        2.8.11 Segunda Ley de Newton con presencia de fricción.................... 106

        2.8.12 Conservación de la Energía en Campo Conservativo................ 108

        2.8.13 Conservación de la Energía en Campo no Conservativo........... 109

        2.8.14 Actividad Didáctica con Herramienta Virtual: Cinemática Rectilínea................................................................ 110

    Referencia Bibliográfica................................................................................. 112

CAPÍTULO III. ANEXOS......................................................................113

    3.1 MONTAJES COMPLEMENTARIOS CON EL MEM.................... 113

        3.1.1 Conjunto de datos con comportamiento aleatorio.................... 113

        3.1.2 Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)................................ 114

        3.1.3 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)... 115

        3.1.4 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado (MRUR).. 115

        3.1.5 Movimiento parabólico rasante................................................. 116

        3.1.6 Caída libre, movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, conservación de la energía......................................... 117

        3.1.7 Algunas experiencias de dinámica de una partícula................... 117

        3.1.8 Coeficiente de Rozamiento Cinético (mk), Conservación de la Energía en Campo no Conservativo................................. 118

        3.1.9 Traslación pura: MRUA y Segunda Ley de Newton.................. 119

    3.2 Análisis Dimensional............................................................................. 120

    3.3 Notación científica de los números........................................................ 124

    3.4 Algunas constantes Físicas de interés general......................................... 126