Ecuaciones de Maxwell

En la imagen podemos apreciar un  homenaje a estas cuatro ecuaciones por su importancia para la física y por la belleza que ellas muestran. Las camisetas las han usado profesores y estudiantes de una universidad en Estados Unidos.

Las ecuaciones de Maxwell relacionan la electricidad y el magnetismo.

Describen la relación entre un campo eléctrico E y un campo magnético B, para dar lugar a una onda electromagnética moviéndose a la velocidad de la luz C.

Maxwell logró sintetizar el electromagnetismo en estas cuatro ecuaciones, inicialmente eran aproximadamente veinte, en éstas se resumen las leyes propuestas por Coulomb, Gauss, Ampere y Faraday. Al estudiarlas aparece el concepto de campo electromagnético entendiéndolo como una perturbación del espacio producido por la presencia de elementos cargados, por partículas cargadas en movimiento, esto es corrientes;  o por la presencia de imanes, esta perturbación afectará a otras partículas que también tengan carga.

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Lecciones del mejor profesor del mundo

♦Patrick Awuah quien en estos días fue proclamado como el mejor profesor del mundo en La Cumbre Mundial para la Innovación en Educación en la ciudad der Doha capital de Catar, un poquito lejos De mi residencia en Bogotá Colombia. El premio se considera como uno de los mas importantes a nivel de todo nuestro querido planeta que llamamos Tierra.

El profesor entrega siete lecciones que da la impresión sigue el pie de la letra en sus rutinas como maestro en la Universidad de Ashesi la cual queda cerca de la ciudad de Accra, capital Ghanesa.

Veamos las lecciones:

  1. “El pensamiento critico debe prevalecer sobre el aprendizaje de memoria.” Esto indica que los alumnos deben aprender a pensar por si mismos, de esta manera vamos superando la educación tradicional que privilegia la memorización de conceptos por encima de su interpretación. El estudiante debe leer en detalle el tema a aprender y cuestionar aquello que le parezca con el fin de aprender de manera comprensiva. Acá la intervención del docente es clave en el proceso de interpretación de textos.

Pilar Cristina Barrera Silva dice (P.C.B.S.d): En lo referente a procesos de memorización, este importante componente educativo se pone de manifiesto en las  pruebas escritas. Hace mucho tiempo permito a mis estudiantes escribir las ecuaciones que requieran para el desarrollo de la prueba en la última página de su hoja de examen. Pienso que les puede dar un poco de seguridad, sin embargo los resultados no son alentadores, parece que falta mucho estudio por parte de los educandos en cuanto a la comprensión de los conceptos. En mi caso particular cuando fui estudiante de física en la universidad nunca nos permitieron consultar ninguna información adicional a nuestra memoria en el momento de las evaluaciones escritas, esta metodología genera la necesidad de memorizar y además interpretar la información adquirida en clase.  Sigue leyendo

Potencia de diez

La notación científica nos permite expresar números muy grandes, relacionados con dimensiones de galaxias, o muy pequeños relativos al tamaño del átomo. Ya que la ciencia ha sido creada por el ser humano, somos nosotros aquello con lo cual comparamos. El orden de magnitud base tiene que ver con los  individuos, este orden es justo 10, si viajamos muy lejos de nuestro planeta lo que hasta ahora se ha estudiado tiene que ver con un orden de magnitud de 10 elevado a la veinticuatro de manera aproximada, es decir un uno con 24 (1000000000000000000000000) ceros a la derecha, como vemos un número muy grande, pero si no adentramos dentro del ser humano, atravesamos la piel, y seguimos explorando llegaremos a las partículas mas pequeñas de las cuales todos estamos formados: los átomos.

El núcleo de los átomos es de un tamaño muy reducido es del orden de 10 elevado a la potencia negativa de  menos doce de manera aproximada,  es decir: 1/ 1000000000000. El video nos lleva por este paseo el cual no explica la notación en potencia de diez y nos recuerda tener siempre en cuenta las dimensiones de aquello que estemos analizando sin perder de vista la supuesta realidad. Posiblemente en el video podemos  evidenciar: Cómo es arriba (a nivel de planetas) es abajo a nivel microscópico) en la gran similitud de imágenes de lo muy grande con lo que nos muestra de lo muy pequeño.

El orden de magnitud es de gran importancia en todos los ámbitos de la vida, una receta correcta para un resfriado depende de la cantidad de gramos o miligramos que nos entregue en su fórmula nuestro medico, bien puede ser la diferencia entre una mejoría inmediata o sufrir una crisis que nos lleve al hospital. El maestro de obra sin saber mayor cosa del orden de magnitud sabe en que proporciones mezcla los materiales con los cuales construirá un edificio; si se equivoca puede surgir la diferencia entre una obra que perdure en el tiempo o más bien que se desplome. Un buen cocinero sabe exactamente en que proporción combina sus ingredientes para entregarnos un delicioso plato para degustar…

En Youtube podemos ubicar el video. ¡No se lo pierdan!

 

Seis piezas fáciles de Richard Feynman

Richard Feynman, recibió el premio Nobel de Física en 1965 por su trabajo en electrodinámica cuántica. Considerado uno de los grandes físicos del siglo veinte. No solo se destacó por su espíritu investigador, también se le ha admirado como ser humano. Paul Davies describe este maravilloso texto como: “Un libro delicioso, que sirve a la vez como una introducción a la física para los no científicos y como una introducción al propio Feynman.  Lo más impresionante es la forma en que es capaz de desarrollar nociones de física de gran alcance a partir de una mínima inversión en conceptos y con un mínimo de matemáticas y jerga técnica, su habilidad de encontrar la ilustración cotidiana para transmitir la esencia de un principio profundo”. Este texto resulta de lectura obligada para todo aquel que  desee ampliar sus fronteras de conocimiento en la física. En el siguiente enlace lo podemos disfrutar.

Seis piezas faciles – Richard Feynman

Cómo resolver problemas de física en cinco pasos sencillos

Para aprender a resolver problemas de física lo primero es conocer a fondo los conceptos involucrados, podemos acceder a éstos  realizando primero  un auto análisis en lo referente a:  Si poseo los  conocimientos básicos  de matemáticas básicas, álgebra, trigonometría y cálculo que me permitan acceder al conocimiento de física. Revisar en aquellos cursos en los cuales he  tenido éxito, en que medida puedo aplicar las estrategias  para el aprendizaje de la  física. Tener en cuenta el tiempo que estoy dispuesto a dedicar al estudio de la ciencia natural. Seleccionar el sitio de preferencia para  estudiar y el ambiente de trabajo. Luego de estas breves reflexiones podemos intentar aprender a resolver problemas siguiendo los siguientes pasos:

  1. Estudiar de manera atenta el tema en particular, generar apuntes propios, organizados y de fácil acceso. Preguntar aquello que no se comprende a su docente en el aula. También puede acudir a la red con el fin de intentar aclarar dudas. Una excelente estrategia de aprendizaje es diseñar un mapa conceptual con el contenido de los conceptos en los cuales estamos interesados con el fin  de ubicarlos de lo general a lo particular lo cual permite un grado de comprensión superior. Es válido consultar con el docente acerca de la estructura del mismo. La opinión de un experto nunca sobra.
  2. Leer de manera cuidadosa la situación problema. Identificar los conceptos relacionados, tener en cuenta si la situación implica el conocimiento de manejo vectorial como en el análisis de fuerzas o cantidad de movimiento, o si mas bien el tema se refiere a cantidades de carácter escalar en donde nos podemos referir al concepto de energía mecánica. Identificar posibles sistemas de coordenadas.
  3. Plantear el problema con las ecuaciones pertinentes. Tener cuidado en aplicar los conceptos adecuados, para no fallar es necesario conocer a fondo el marco teórico, en caso de duda consulte con un experto.
  4. Identificar las incógnitas y los valores conocidos, tengamos en cuenta el orden de magnitud en los datos y las cifras significativas que aparece en el enunciado, con el fin de no cometer fallos de cálculo.
  5. Resolver  las ecuaciones planteadas primero en términos de letras generales, evitando reemplazar valores conocidos, ya que así podemos identificar posibles errores de solución o planteo de ecuaciones de manera más rápida en caso de no encontrar una solución adecuada para la situación problema. Si tenemos dudas en pasos matemáticos consultemos con nuestro docente o con nuestros pares. Cuando logremos resolver las ecuaciones reemplacemos valores numéricos y analicemos si los resultados son posibles de acuerdo al orden de magnitud de los datos. Debemos Tener a mano una calculadora que permita operaciones con funciones trigonométricas, lápiz y papel que pueda cambiar fácilmente. A veces debemos aplicar varios intentos de solución

No olvidemos la física es una ciencia natural, con modelos matemáticos claramente establecidos, debemos siempre ajustarnos a éstos. El sentido común no nos permite acceder a la descripción y explicación de los sistemas de la naturaleza bien sea que los observemos en reposo o en movimiento.

Fuente: Física Universitaria. Sears Zemansky. Volumen 1. Doce edición. Pearson Addison-Wesley.

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Cine-fisicartes: Más allá de la pizarra

Más allá de la pizarra, en el cual podemos recrearnos con la primera experiencia en aulas de clase de la profesora Stacey Bess, quien debe enseñar a hijos de personas ubicadas en un refugio en condiciones difíciles. Aprendemos en esta experiencia docente acerca de la solidaridad, el compartir no necesariamente lo material, más bien aquellas cosas intangibles que nos permiten sentirnos vivos en este planeta.
La historia en la cual se basa la cinta es real y tenemos la oportunidad de conocer a la docente al final, donde comenta acerca de la importancia de un buen profesor en una comunidad que a veces ha sentido el desánimo de la vida.
Algo para entusiasmarles: es subtitulada, lo cual permite disfrutar del sonido y la imagen original.
¡Super recomendada! en youtube encontramos el enlace.

Lo importante no es el nombre de las cosas

Feynman asegura en su conferencia a profesores de Ciencias en el año 1966 “hay una gran diferencia entre lo que son las cosas y su nombre”, nosotros los seres humanos podemos  memorizar gran cantidad de definiciones en nuestra educación, sin embargo si no tomamos el tiempo para comprenderlas realmente no hemos aprendido acerca de esos ámbitos de sapiencia.

El proceso de comprensión se presenta en nuestro cerebro en el momento en el cual la información que hemos recibido se convierte en conocimiento gracias al tiempo adicional que le dedicamos al proceso de consolidar y madurar esa información. Continuamente recibimos señales no solo en el aula, también en nuestro hogar,  y usualmente de nuestros amigos o lo que llamamos nuestro pares es de quien más recibimos ideas para procesar.

Gracias a los avances tecnológicos cada día es más fácil para muchas personas poseer mucha información dentro de su móvil, sin embargo el hecho de llevar gran parte del desarrollo del conocimiento en nuestro bolsillo en ningún momento nos hace dueños del mismo.

En particular en mis clases de física soy testigo de la gran dificultad que muestran mis estudiantes para adueñarse de los conceptos que les transmito en la rutina de las clases. En física mecánica se estudian movimientos relacionados con la vida cotidiana donde se puede mencionar entre otros: el lanzamiento vertical: todos estamos familiarizados con éste pues los objeto se nos caen a veces en dirección vertical, sin ser conscientes de la característica de este movimiento notamos que si le soltamos  un objeto a alguien desde un tercer piso, en algunos casos nos toca envolverlo en algo para que el viento no se lo lleve, de alguna forma percibimos que existe rozamiento con el aire, no obstante para comprender a fondo lo que en realidad sucede es necesario investigar sobre la interpretación de la física a una situación aparentemente muy sencilla.

En alguna ocasión un estudiante de un curso de física elemental el cual era dirigido para aquellos educandos que habían obtenido excelentes resultados en sus exámenes de estado;  lo que en Colombia llamamos pruebas Icfes. Esta asignatura la  denominaban “física de honor” en una de las universidades donde imparto cátedra de Física. Él me comentaba “las leyes de Newton son muy complejas de entender”, por este motivo “leo sobre ellas y trato de resolver muchos ejercicios, yo se que así aprendo más”.Me llamó poderosamente la atención esta reflexión de un joven que no superaba los 17 años, ya que a esa edad, usualmente los muchachos se dedican a memorizar y aplicar de manera mecánica los conceptos. Es de notar que este joven si se preocupaba por entender y no solo saber definiciones, llegando siempre al aula con preguntas muy interesantes para socializar con el grupo.

En concordancia con lo anterior, si vamos a estudiar cualquier tema de física no es suficiente memorizar las ecuaciones correspondientes a un tema en particular, también debemos aprender a aplicarlas en diferentes contextos, seguramente nos apropiaríamos más fácilmente del conocimiento si ademas intentáramos diseñar y resolver situaciones problema las cuales nos permitirían realizar algunas analogías con ámbitos diferentes lo que nos permitiría realizar conexiones desconocidas para nosotros.

También es importante indagar acerca de como se han construido los conceptos que estudiamos, ya que el desarrollo histórico es clave para el proceso de comprensión, si estamos enterados acerca de los personajes que  han contribuido a este desarrollo también se nos facilitaría  en gran medida la adquisición del saber.

La  lectura de textos científicos nos ayuda a interpretar y entender aquello que nos parece muy complejo, así poco a poco empezamos a evitar  frases repetidas como: la suela de nuestros zapatos se desgastan por fricción, todos lo decimos, pero en realidad  ¿que quiere decir esta afirmación?, podríamos entonces indagar acerca de las características de la fuerza de rozamiento, intentaríamos entonces analizar: es lo mismo el rozamiento entre dos sólidos que entre uno de esos sólidos y el medio en el cual se mueve. si nos cuestionamos muchas situaciones de nuestro entorno seguramente podríamos tener una mirada  diferente y mas explicativa de nuestro entorno.

Según la conferencia de Feynman: “La ciencia enseña que se debe dudar de los expertos. Podríamos definirla de esta manera. La ciencia es el convencimiento de la ignorancia de los expertos”. Esto implica que debemos presentar nuestras propias explicaciones a eventos a los cuales nos enfrentamos en nuestra cotidianidad y contrastarlos con las teorías de la física, con el fin de intentar llegar a conclusiones valiosas, No obstante es difícil desconocer que en términos generales los expertos son individuos que se han especializado en temas particulares y por lo general han acumulado gran cantidad de conocimiento en ámbitos específicos muy seguramente al adentrarse mucho en un determinado tema se dan cuenta que en realidad falta mucho camino por recorrer.

Como sugerencia para los aprendices, sería interesante empezar un camino de indagación de su entorno inmediato y la propuesta de preguntas y respuestas para aquellas situaciones que parecen muy sencillas, empezar a observar cuidadosamente y notar aquellos detalles que el común de las personas no observan; así mismo aprovechar sus diferentes asignaturas para empezar a contrastar la información de los textos y resultados de laboratorio con aquellas dudas que nos surgen a todos. Sería de gran utilidad tener a mano una libreta de campo en la cual se pueden plasmar aquellas ideas que se pueden perder fácilmente en  ciertos rincones  de nuestro cerebro y difícilmente podríamos rescatarlas.

Fuente:  [PDF]¿Que es Ciencia? Feynman cecabogota.pbworks.com/…/art_Que_es_Ciencia_Richard%20Feynman….

Elaborado por: Pilar Cristina Barrera Silva.                                                                       Comentarios y sugerencias: picriba@hotmail.com.