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MEJORAMIENTO DE LAS EXPERIENCIAS DE PERMANENCIA ESTUDIANTIL POR MEDIO DE LA INCORPORACIÓN DE HERRAMIENTAS TIC APLICADAS A ASIGNATURAS DE LA FACULTAD DE CIENCIAS.
INFORME DE MEJORAMIENTO Y MODERNIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE FÍSICA I,II,III EN LAS SEDES REGIONALES –ExperTIC-
Proyecto para el mejoramiento de las experiencias en enseñanza y aprendizaje en asignaturas en Física
Informe presentado a:
Dr. Hernán Porras Díaz
Rector
Dr. Gonzalo Alberto Patiño Benavides
Vicerrector Académico
MBA. Germán García Vera
Director del IPRED
Presentado por:
Dr. David Alejandro Miranda Mercado
Decano Facultad de Ciencias
Dr. Jorge Humberto Martínez Téllez
Director Escuela de Física
Dr. Rogelio Ospina Ospina
Profesor Escuela de Física, Coordinador Laboratorios de Física
M.Sc(c) Melba Johana Sanchez Soledad
Profesional ExperTIC
Tabla de Contenidos
INTRODUCCIÓN2Estado actual2Equipos requeridos en las sedes Barbosa, Barrancabermeja y Socorro5Material adicional14Recomendación: laboratorio de física moderna centralizado14
INTRODUCCIÓN
Con el objetivo de determinar el número de equipos faltantes en los laboratorios de física de las sedes regionales Barbosa, Socorro y Barrancabermeja, se realizaron visitas por parte del coordinador de los Laboratorios de Física, profesor Rogelio Ospina Ospina y la profesional ExperTIC, M.Sc(c) Melba Sanchez Soledad. En este informe se reportan los resultados de las visitas con la intención de unificar las experiencias de laboratorio de Física I, II y III.
Estado actual
En las sedes Barbosa, Barrancabermeja y Socorro no se cuenta con los equipos necesarios para poder realizar los proyectos de investigación. Durante la visita se encontraron equipos incompletos en los laboratorios de Física, principalmente en el laboratorio de Física I, así como la falta de elementos menores como calibradores, regletas, pesas, fusibles, baterías, entre otros. También se observó que los equipos con que cuentan en las sedes provienen de diferentes casas matrices y, en muchos casos, difieren de los utilizados en las sedes Bucaramanga y Málaga. En las figuras 1, 2 y 3 se muestran algunos de los equipos con que se cuenta en las sedes Barbosa, Barrancabermeja y Socorro.
Figura 1. Equipos de la sede de Barrancabermeja
Figura 2. Equipos de la sede de Barbosa
Figura 3. Equipos de la sede de Socorro
Equipos requeridos en las sedes Barbosa, Barrancabermeja y Socorro
En las visitas se revisaron los equipos disponibles en las sedes para realizar los montajes de las prácticas de laboratorio que se llevan a cabo en la sede de Bucaramanga. En la tabla 1 se relacionan las prácticas y equipos necesarios para que seis subgrupos de laboratorio (cada uno de tres estudiantes) puedan trabajar en el laboratorio, como se hace en Bucaramanga; esto corresponde a tres experimentos simultáneos de la misma práctica y dos montajes diferentes por sesión de laboratorio.
A continuación, se relaciona el listado de equipos que se solicitan en las sedes.
Equipos para Física I
Tabla 1 Equipos requeridos en las sedes para Física I
FISICA I
I1. Determinación experimental de relaciones entre la velocidad media e instantánea
Equipos necesarios para la práctica
Equipos faltantes
Socorro
Barrancabermeja
Barbosa
Riel de aire
Carro del riel de aire
Aletas de aluminio de diferentes tamaños
Foto celdas o Barras ópticas
Trozo de madera
Tabletas
3 juegos de equipos completos.
3 juegos de equipos completos, pero solo 1 riel.
3 juegos de equipos completos.
I2. Determinación experimental del vector resultante de la suma de varias fuerzas concurrentes
Lanzador
4 poleas
4 Portapesas
Hilo fino
Juego de pesas
Balanza
Nivel
2 juegos de equipos completos
1 juego de pesas y poleas adicional
2 juegos de equipos completos
3 juegos de equipos completos
I3. Estudio del movimiento y alcance de un proyectil
Lanzador
Esfera
Cinta métrica
Hilo y plomada. Tablon
Papel carbon
Hoja de papel
Cronometro
3 juegos de equipos completos.
3 kit de equipos completos, pero hay un lanzador
3 juegos de equipos completos
I4. Estudio del movimiento de un deslizador en un riel de aire bajo la influencia de una fuerza constante
Riel de aire.
Carro del riel de aire.
Foto celdas o Barras ópticas.
Juego de pesas.
Balanza.
2 juegos de equipos completos
1 riel, 1 balanza adicional.
3 kit de equipos completos
juego de pesas, accesorios, poleas, y aletas adicionales
2 juegos de equipos completos
1 riel
1 balanza adicional.
I5. Efecto de variar la masa y el radio de curvatura de un objeto que describe una trayectoria circular.
Accesorio de fuerza centrípeta
Plataforma rotante,
Juego de soporte y pesas
Balanza
Cronómetro
Nivel
3 juegos de equipos completos.
1 juegos de equipos completos
1 pesa de aros adicional.
3 juegos de equipos completos.
I6. Estudio de la relación entre las energías cinéticas y potencial de un deslizador en un riel de aire.
Riel de aire.
Carro deslizador.
Parachoques.
Foto celdas.
Juego de masas
Bloques de Madera.
Tablets
3 juegos de equipos completos
1 riel adicional.
2 juegos de equipos completos
1 parachoques, 1 calibrador, 1 cronometro adicional.
2 juegos de equipos completos
1 riel adicional.
I7. Colisión de cuerpos en una dimensión y la relación entre colisiones elásticas e inelásticas.
Riel de aire.
Carros deslizadores.
Parachoques.
Foto celdas.
Juego de masas
Bloques de Madera
3 juegos de equipos completos.
1 riel adicional.
3 juegos de equipos completos
2 juegos de equipos completos.
1 riel
1 balanza
I8. Efecto del cambio del radio de curvatura de un cuerpo que describe una trayectoria circular.
Accesorio de inercia rotacional.
Plataforma rotante.
Polea ligera.
Balanza
Cronómetro.
Hilo
Juego de pesas
3 juegos de equipos completos.
3 juegos de equipos completos.
3 juegos de equipos completos.
Equipos para Física II
Tabla 2 Equipos requeridos en las sedes para Física II
FISICA II
I1. Estudio de superficies equipotenciales y su relación con el campo eléctrico
Equipos necesarios para la práctica.
Equipos faltantes
Socorro
Barrancabermeja
Barbosa
1 cubeta rectangular
Electrodos
Fuente de voltaje DC
Multímetro
Cables de conexión
2 juegos de equipos completos
1 cubeta rectangular adicional.
1 juegos de equipos completo
1 juegos de electrodo adicional.
2 juegos de equipos completos.
1 refractaria adicional.
I2. Determinación de la relación entre el voltaje y corriente en materiales Óhmicos y no-óhmicos
Fuente DC
Multímetro (voltímetro) óhmetro y amperímetro)
Bombillo.
Reostato.
Cables de conexión
2 juegos de equipos completos
1 fuente DC adicional.
2 juegos de equipos completos. multímetros.
Bombillos.
Fuentes adicionales.
2 juegos de equipos completos
1 kit de cables.
I3. Determinación de la resistividad de dos conductores: constatan y cromo-níquel
Alambres resistivos de diferentes materiales
Reóstato.
Fuente DC.
Multímetros.
Cables de conexión.
Regla graduada.
2 juegos de equipos completos
1 regletas,
6 fuentes
1 volt pack adicional.
2 juegos de equipos completos y falta una regla graduada adicional
2 juegos de equipos completos.
1 regleta.
1 kit de cables para fuente.
I4. Estudio del comportamiento de la resistencia, corriente y voltaje en circuitos mixtos
Fuente DC
Multímetro (voltímetro, óhmetro y amperímetro)
Protoboard
Resistencias
Cables de conexión
2 juegos de equipos completos y protoboard más resistencias adicionales.
2 juegos de equipos completos
juegos de conectores (puentes), resistencias y capacitores adicionales.
2 juegos de equipo completos.
1 protoboard.
1 kit de resistencias.
I5. Estudio del efecto de variar la distancia y el voltaje entre dos placas paralelas sobre la fuerza producida por un campo eléctrico
Soporte de altura ajustable
Sensor de fuerza o Newtometro
Fuente de alta tensión
Balanza de tensión de Kirchhoff
Cables de conexión
2 juegos de equipos completos
1 medidor de fuerzas (móvil Cassy) adicionales.
3 juegos de equipos completos.
3 juegos de equipos completos.
I6. Determinación del tiempo de vida media en un condensador.
Multímetro
Fuente de poder CC
Condensadores
Década de resistencia
Multímetro
Cronómetro
Puentes y cables de conexión
2 juegos de equipos completos
kit de condensadores, décadas (multímetros de resistencia baja) adicionales.
2 juegos de equipos completos
1 juegos de condensadores, décadas y capacitores adicionales.
2 juegos de equipos completos.
1 kit de condensadores.
1 kit de décadas.
I7. Estudio de diferentes configuraciones de transformadores
Yugo o núcleo
Bobinas
2 voltímetros
2 amperímetros
Bombillo
Autotransformador de CA
Cables de conexión
2 juegos de equipos completos
1 juego de bobinas (250 espiras), un yugo adicional.
2 juegos de equipos completos
1 kit de bobinas marca phywe adicionales.
2 juegos de equipos completos.
1 multímetro.
1 osciloscopio.
I8. Estudio del comportamiento de corriente y voltaje en circuitos mixtos, aplicaciones de la ley de KIRCHHOFF
• Multímetro
• Fuente de poder
• Protoboard
• Resistencias
• Multímetro
• Puentes y cables de conexión
3 juegos de equipos completos.
2 juegos de equipos completo
3 juegos de equipos completos
I9. Estudio del campo magnético producido por diferentes configuraciones de corriente
Fuente de corriente variable.
Sensores de campo.
Teslámetro.
Alambre rectilíneo.
Espiras circulares.
Solenoides.
Banco óptico.
2 juegos de equipos completos
1 sensor de campo y sensor Cassy.
2 juegos de equipos completo
3 juegos de equipos completos
Equipos para Física III
Tabla 3 Equipos requeridos en las sedes para Física III
FISICA III
I1. Estudio del M.A.S del sistema masa-resorte y análisis de las oscilaciones con Cassy-M
Equipos necesarios para la práctica.
Equipos faltantes
Socorro
Barrancabermeja
Barbosa
Porta pesas
Juego de pesas
Regla graduada
Soporte universal
Cronometro
CASSY Lab
Computadores
2 juegos de equipos completos I1.
1 computador adicional.
3 juegos de equipos completos I1.
2 juegos de equipos completos I1
1 computador adicional.
I2. Estudio de las Ondas Estacionarias en Cuerdas
Generador de Funciones.
Motor con palanca oscilante.
Cables.
Cuerdas.
Resorte helicoidal.
Cinta métrica.
Varillas de soporte.
Base de soporte MF.
Nuez universal y pesas.
Un vibrador (diapasón) eléctrico
2 juegos de equipos.
1 soporte de la cuerda adicional.
3 juegos de equipos.
3 juegos de equipos.
I3. Estudio del M.A.S del péndulo simple y péndulo reversible
Pinza
Hilo inextensible
Regla graduada
Esferita de acero
Cronómetro
Péndulo reversible
Cinta métrica
2 péndulos simples.
3 juegos de equipos.
2 juegos de equipos.
I4. Estudio de la amplitud de las oscilaciones armónicas amortiguadas y forzadas
1 péndulo de Pohl
1 Fuente de alimentación DC 0... 16V/0... 5ª
1 fuente de alimentación plug-in para el péndulo de torsión
1 amperímetro, DC, I < 2 A • 1 voltímetro, DC, U < 24 V
Cables de conexión
1 cronómetro
2 juegos completos
1 cronómetro adicional.
2 osciloscopio adicional
2 juegos completos
2 osciloscopio adicional.
3 juegos completos.
2 osciloscopio adicional
I5. Análisis de las ondas estacionarias en un tubo cerrado
Tubo cerrado
Generador de frecuencia
Fuente
Cables de conexión a de acero
2 voltímetros
Cinta métrica
3 juegos completos de equipos.
3 juegos completos de equipos.
2 juegos completos de equipos.
I6. Comprobación experimental del principio de funcionamiento del ecosonda
2 transductores ultrasónicos, 40 KHz
Generador 40 KHz
1 amplificador de AC
1 espejo cóncavo
1 osciloscopio de 2 canales
1 base de pieza giratoria con escala angular
1 placa de reflexión
3 bases cilíndricas
Cables de conexión y regla.
2 juegos completos de equipos.
2 juegos de equipo completos.
2 juegos de equipo
I7. Estudio del comportamiento de la propagación de ondas decimetricas en diferentes medios
1 transmisor UHF
1 unidad plug-in de 120V de
AC/12V de AC 1
Multímetro 2 antenas dipolares receptoras
4 bases cilíndricas
Cables de conexión
1 sistema completo para el montaje de la línea de Lecher 1 . Espira de inducción con bombillo
1,2 litros de agua destilada o desmineralizada
3 juegos de equipo.
2 juegos de equipos.
2 juegos de equipos.
I8. Estudio del comportamiento de las ondas electromagnéticas en el rango de microondas
1 oscilador Gunn.
1 antena de bocina grande.
Fuente de alimentación Gunn con amplificador.
1 sonda de campo E.
Accesorios de microondas
1 voltímetro.
Bases cilíndricas.
Cables.
2 juegos completos de equipos I8
1 aislador adicional.
2 juegos completos 1 carcasa de espuma para aislar el sonido del oscilador gunn
2 juegos de equipos completos
1 juego de osciladores
Material adicional
Con la finalidad de poder intercambiar los montajes y proponer nuevas prácticas, se recomienda tener un stock de siete (7) fuentes adicionales por sedes. A continuación se describen las características de las fuentes:
· Tres fuentes duales DC.
· Tres fuentes de Alta corriente.
· Una fuente AC volpak.
Recomendación: laboratorio de física moderna centralizado
Se sugiere actualizar el laboratorio de Física Moderna de la sede Bucaramanga de tal manera que se pueda tener un moderno laboratorio de física donde se puedan realizar prácticas centralizadas en Bucaramanga en las que participen estudiantes de todas las sedes coordinados por expertos de la Escuela de Física. Con estas prácticas los estudiantes adquirirán formación en las últimas técnicas experimentales, con lo cual podrán innovar en procesos ingenieriles por medio de la incorporación de novedosas técnicas experimentales en la resolución de problemas del país. Para este laboratorio se sugiere complementar los equipos didácticos en: resonancias espín-electrón, rayos X (con EDS y tomografía 3D), RMN y SPM.
En constancia firman:
Dr. David Alejandro Miranda Mercado
Decano Facultad de Ciencias
Dr. Jorge Humberto Martínez Téllez
Director Escuela de Física
Dr. Rogelio Ospina Ospina
Profesor Escuela de Física
Coordinador Laboratorios de Física
M.Sc(c) Melba Johana Sánchez Soledad
Profesional ExperTIC
14
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