En una sesión de la asignatura de Innovación educativa y Evaluación en Física y Química, hemos aprendido los rudimentos de Tracker, el cual es un programa informático que se puede utilizar para trabajar los temas de Cinemática, Dinámica y Energía en Física de la ESO y Bachillerato. Básicamente, lo que nos permite este programa es seguir la trayectoria de un objeto móvil y a partir del análisis de dicha trayectoria nos permite obtener ciertos datos como las componentes de la posición de ese objeto, las componentes de la velocidad, la aceleración, el momento lineal, o su energía cinética. Además, nos posibilita obtener datos correspondientes a ciertas magnitudes que podemos definir, como la energía potencial gravitatoria o la energía total del objeto.
Cabe destacar que para utilizar el Tracker, primeramente debemos disponer de un vídeo en el que se grabe el movimiento de un objeto (el cual se diferencie bien del fondo) con una cámara fija. Para ello, podríamos pedir a los alumnos que grabaran vídeos que cumplan esa condición, lo cual aumentaría su grado de implicación en la tarea, pero requeriría más tiempo. No obstante, otra forma de obtener un vídeo es reutilizar alguno que esté en la red y trabaje un movimiento que deseemos analizar porque está relacionado con los contenidos que estemos trabajando en Física.
A modo de instrucciones esquemáticas, hemos utilizado el Tracker de esta manera basándonos en un vídeo de una caída libre de un objeto que después rebotaba en el suelo:
- Archivo: Abrir vídeo.
- Definir la altura (definir la vara de calibración y los ejes (en el punto de arriba o abajo en el suelo, por ejemplo).
- Elegir entre qué fotogramas quiero usarlo.
- Mostrar ejes de coordenadas y elegir el origen.
- Mostrar herramientas de calibración, crear vara de calibración (darle el valor que creo que tiene la altura desde la que la ha lanzado).
- Crear masa puntual.
- Marcar la trayectoria (pinchar con el botón derecho del ratón y la tecla shift, en cada fotograma, siguiendo la pelota).
- Para marcar trayectoria automática, crear masa puntual botón derecho trayectoria automática, control shift y hacer click con el ratón en la bola en el primer fotograma; clickar search.
- En la gráfica, mostrar x(t) o y(t) etc. Se ven oscilaciones amortiguadas (deja caer pelota al suelo y rebota)
- Ventana, constructor de datos, definir parámetros (por ejemplo: masa de 50 g) y definir funciones (ejemplo: potencial gravitatoria=m*g*y).
Visualizando las funciones, se pueden obtener algunas conclusiones físicas acerca del movimiento del objeto; por ejemplo, en el caso anterior, se puede observar que la energía cinética aumenta conforme la altura (y por lo tanto, la energía potencial gravitatoria disminuye), así como el hecho de que la energía total es constante en cada intervalo de tiempo en el cual no hay rebotes y esta disminuye con cada rebote, porque el balón intercambia energía con el entorno.
Por otro lado, se puede representar cualquier función de los parámetros y realizar un ajuste lineal, parabólico, exponencial, gaussiano, cúbico o sinusoidal de la misma, dependiendo de la forma de la función. Esto resulta conveniente para que los alumnos busquen razones por las que un movimiento casa mejor con un tipo de curva u otra en cada caso.
Asimismo, cabe destacar que gracias a esta herramienta los alumnos interiorizan ciertos conceptos como el de sistema de referencia (al elegir el eje de coordenadas y colocar los ejes), trayectoria, posición, velocidad instantánea y aceleración instantánea (gracias a la representación de los vectores velocidad y aceleración en cada punto de la trayectoria, la cual permite Tracker), recorrido e interpretaciones de las gráficas del movimiento.
Por ejemplo, en la siguiente imagen puede observarse cómo evoluciona la componente y de la posición en una caída libre con rebotes, para lo cual hemos utilizado Tracker en el aula:
También hemos representado el tiro parabólico correspondiente a una masa esférica con velocidades horizontales iniciales distintas, y hemos visto que el ajuste parabólico era el que mejor aproximada ambas curvas, a la vez que hemos concluido que la evolución de la componente y de la posición era la misma en ambos casos, debido a que depende única y exclusivamente de la gravedad, si a ninguna de las dos masas se le ha proporcionado un impulso que tenga una componente vertical no nula. En esta imagen se pueden ver los vectores de la velocidad para cada punto de la trayectoria de las dos masas, así como las gráficas de las componentes de la posición para la masa de la izquierda:
Asimismo, hemos podido observar que la llama de una vela presenta oscilaciones casi periódicas en la coordenada espacial horizontal, representando dicha coordenada gracias a Tracker. Por lo tanto, el ajuste sinusoidal ha sido la aproximación más adecuada para representar dicha coordenada en función del tiempo.
Desde mi punto de vista, el Tracker es una herramienta muy útil para trabajar ciertos temas de Física de la ESO y del Bachillerato, como la cinemática, la dinámica y las energías. Personalmente, no la conocía hasta que la hemos utilizado en el Máster y la he descargado en mi ordenador, además de utilizarla con algunos vídeos que he encontrado en Youtube, para poder completar mi formación. Las ventajas que veo en esta herramienta consisten en que une la realidad (aquello que hemos observado y grabado en vídeo) con lo que hemos estudiado en la teoría de esos temas. Además, establece uniones entre los tres temas mencionados, considerándolos en conjunto y no como compartimentos estancos, como suelen hacer algunos libros de texto. Por otro lado, los alumnos trabajan la competencia digital además de la de aprender a aprender cuando están utilizando el programa y ellos mismos tienen que dar con la curva que aproxima mejor el movimiento que se ve en pantalla.
Bibliografía
http://www.rlabato.com/isp/fisica/archivos/tracker.pdf
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