 |
| Fig 1: Imatge del vídeo promocional de Dunlop |
|
| Fig 1: Imatge del vídeo promocional de Dunlop |
Hi ha bàsicament quatre maneres d’obtenir dades experimentals en les situacions que utilitza el professorat per estudiar la mecànica. La primera es basa en el regle i el cronòmetre;la segona, en l’ús de sensors connectats a un ordinador (Multilog i similars);la tercera, en l’anàlisi de filmacions, i la quarta, més recent, en l’aprofitament dels sensors que inclouen els nous telèfons intel•ligents i tauletes. Per a aquest últim cas, vegeu l’article de Tavi Casellas en el número 12 de la revista Recursos de Física i/o una entrada en el blog de l'autor d'aquest article:
La tercera proposta experimental que s’indica normalment
s’ha utilitzat analitzant vídeos de moviments realitzats en condicions
controlades i filmats pel mateix professorat, pels seus alumnes o per un col•lega
que ha penjat el vídeo a Internet. Per exemple: un baló que es
deixa caure, un pèndol que oscil•la, etc.
Aquí proposem aprofitar filmacions realitzades de situacions naturals
de la vida real que poden trobar-se en pel•lícules, anuncis, vídeos
de YouTube, etc. Com a exemple de les possibilitats que té aquest enfocament
estudiarem el moviment d’un cotxe que fa un bucle (rizar el rizo):
i que apareix en un vídeo promocional de la casa de pneumàtics
Dunlop (vegeu la figura 1).
 |
| Fig 2: |
Un dels problemes típics de llapis i paper de la mecànica a les classes de Física al batxillerat és el del càlcul de les condicions en les quals un objecte (bola, cotxe...) pot realitzar un tomb verticalment. Un exemple d’enunciat tancat seria el següent:
Un cotxet de joguina que té100 g de massa és llançat a 20 m/s per un carril sense fregament que és inicialment horitzontal i després té un bucle que té un radi d'1,5 m.
a. Quina velocitat té a la part alta del bucle?
b. Quina força rep el carril a dalt del tot? Quina força fa el carril sobre el cotxet en aquest mateix punt?
c. Amb quina celeritat mínima s’hauria de llançar el cotxet perquè superés el bucle?
 |
| Fig 2: |
Una alternativa o un complement a la resolució d’aquest problema és fer l’estudi amb una pista de la joguina de cotxes Hot Wheels:
És possible comprar, per menys de 20 €, la joguina
en la qual els cotxes fan el bucle i estudiar-ne el moviment per qualsevol dels
mètodes experimentals indicats en la introducció. Però,
si es disposa d’una filmació del mateix moviment amb un cotxe real
en un bucle real, pot ser que l’estudi resulti més engrescador
tant per a l’alumnat com per al mateix professorat.
Moltes vegades és difícil trobar-se amb gravacions de moviments
reals (cotxes que xoquen, objectes que cauen, pilotes que volen, etc.) que estiguin
filmades amb la perspectiva i l’angle adequats per estudiar-los i que,
a més, es puguin aprofitar per treballar a classe. El professor Vicente
Torres, que escriu el blog El Tao de la Física, en té
recollides algunes:
No és el cas del bucle, ja que hi ha diverses gravacions fetes amb motiu de la consecució de diversos rècords mundials:
Vídeo de Fifth Gear TV pel rècord de la casa Dunlop el 2009
El vídeo que proposem analitzar és el primer, que es va realitzar
amb motiu d’un espectacle promocional de la casa de pneumàtics,
en el qual un cotxe utilitari feia el tomb en un bucle de 12 m de diàmetre..
El treball proposat tindrà una durada d'unes tres o
quatre hores de classe:
Una primera sessió per ensenyar com es fa funcionar el programa de punteig
i anàlisi de vídeos Tracker
i per estudiar un moviment gravat.
Una segona sessió a l'aula per presentar la situació física
que es dóna en un looping i fer diferents problemes amb llapis i paper.
Una tercera sessió a classe o a casa en la qual l’alumnat fa autònomament
la feina.
I la darrera sessió de posada en comú.
Alumnat de Física de 1r batxillerat. En el nostre cas s'ha realitzat en treballar el tema 5, Satèl•lits a l’espai, de Física en context:
Per analitzar els vídeos s’han de baixar prèviament
de YouTube a l’ordinador. Això no es pot fer directament perquè
YouTube no ho permet i s’ha d’utilitzar un gestor de descàrregues
compatible amb el vostre navegador o bé una pàgina web que ho
faci. La meva recomanació és que el professorat el baixi i el
torni a penjar en la intranet del centre educatiu a l’abast fàcil
de tot l’alumnat que l’hagi de fer servir.
Per analitzar els vídeos existeixen diferents programes, encara que actualment
el més recomanable és Tracker. És molt potent, fàcil
de fer anar, de codi lliure i disponible per a tots els sistemes operatius.
L’heu de descarregar i instal•lar al vostre ordinador incloent-hi
el Xuggle, que porta incorporat en el mateix instal•lador i que permet
visualitzar qualsevol tipus de format de vídeo. El programa té
un manual d’una versió anterior traduït al castellà
i hi ha també un petit manual per començar
escrit per Valentí Ferrer, professor de Física i Química
a l'Institut Salvador Dalí del Prat de Llobregat.
Va ser rècord mundial del bucle més gran que
mai s’havia fet amb un cotxe, concebut per Dunlop en col•laboració
amb FifthGear TV l’any 2009 (superat després, el 2011). Es va fer
al camp d’aviació BentwatersAirfield,a Suffolk (Regne Unit).
Es va construir una estructura circular de 12 metres de diàmetre i 4,5
tones de placa d’acer DurBar de 3 mm, sustentada en una base de formigó
de 20 tones com a llast per evitar que el bucle s’enlairés. L’amplada
de la pista era de 3 metres.
L’automòbil que va fer el bucle va ser un cotxe petit d’1,6
metres d’amplada, un Toyota Aygo 1.0 VVT, i de 68 CV, al qual van retirar
algunes peces (per reduir-ne el pes) i també la part de sota del frontal,
perquè no xoqués amb la pista corbada. A més,hi van instal•lar
reforços de seguretat estructurals. Per fer el bucle portava 3 litres
de gasolina i pneumàtics normals SP30 de Dunlop, per descomptat!
En els vídeos que recullen el bucle i la seva preparació, a més
de SteveTruglia, especialista en pel•lícules d’acció
i recordista múltiple, i que és el pilot que condueix el cotxe,
també hi surt l’enginyer i divulgador de la ciència Hugh
Hunt, de la Universitat de Cambridge, que fa l’estudi teòric previ
del moviment.
Autor d'aquesta pągina: Lorenzo Ramírez. Catedràtic de Física i Química en l’institut Maria Rúbies de Lleida
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
