En medio de todo el “jaleo” generado por el Coronavirus, ya pandemia mundial, nosotros seguimos la recta final del máster. A falta de las prácticas (aún rodeadas de incertidumbre) y el trabajo final, podemos hacer balance de las herramientas aprendidas. En la última sesión de clase, ¿qué hemos aprendido? Herramientas informáticas: Tracker, Kahoot y Socrative.
Kahoot y Socrative ya lo hemos visto en otras ocasiones, ya sea porque lo hemos usado (Kahoot se usa inclusive en entornos de trabajo) o porque lo han nombrado en otras asignaturas, aunque sea de pasada, pero…
¿Qué es eso de Tracker?
Se trata de un software libre que permite la edición de vídeos y realizar análisis y modelado de vídeos. Dicho así suena confuso. Tracker permite extraer un modelo matemático a partir de un experimento realizado y grabado, de manera que (si lo has grabado, claro) es posible analizar la trayectoria de una bola en caída libre, ver si sigue un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, si la aceleración se corresponde con la gravedad… Es decir, a partir del movimiento grabado, Tracker calcula el modelo matemático que mejor se ajusta, la interpretación ya es cosa nuestra.
El primer paso es ajustar la calidad del vídeo en la medida de lo posible para que los resultados se aproximen a la realidad tanto como se pueda:
Para seguir, vamos a centrarnos en el caso concreto con el que hemos aprendido a utilizar (nos falta mucho para manejarlo) este programa. El vídeo base es una caída libre de dos masas:
¿Por dónde empiezo?
- Debemos seleccionar qué parte del vídeo queremos analizar o modelar y acotar el vídeo al tramo de fotogramas de interés.
- El programa necesita unas medidas base para poder realizar los cálculos pertinentes. Para ello, usamos la “Vara de calibración” a partir de una distancia conocida en el vídeo y asignamos a la vara dicha medida:
- A continuación colocamos los ejes. Lo más sencillo para los alumnos es colocarlos en el punto donde va a acabar el recorrido de la bola, porque así se trabajará con distancias positivas.
- Colocados los ejes, se puede proceder a marcar las trayectorias: Trayectorias -> Nuevo -> Masa puntual. A la hora de seleccionar la trayectoria de la masa, tenemos 2 opciones:
- Selección manual: pulsando Shift y clickando sobre la bola en cada fotograma tendremos el recorrido de la bola en todos los fotogramas.
- Selección automática: pulsando Control+Shift+Click sobre la bola en el primer fotograma, el programa reconoce el elemento cuya trayectoria queremos identificar. El programa encontrará la posición de la bola en cada fotograma. En algunos casos esta opción no será posible (si el vídeo va muy rápido, si no reconoce bien el objeto…)
- Una vez tengamos la trayectoria, el programa nos proporciona distintas gráficas que permiten hacer un primer análisis:
Muy bien, ¿pero cómo modelo?
Una vez que tenemos la trayectoria, procedemos a la parte más útil del programa, la que permite ver comprobar resultados, verificar teorías, comprender conceptos que resultan difusos… El modelado permite ajustar la trayectoria que hemos visto y registrado en los pasos anteriores a una ecuación matemática. Los alumnos podrán comprobar que la ecuación que mejor se ajusta será del mismo tipo que la ecuación que han visto en la teoría. ¿Cómo lo hago? Siguiendo los pasos a modo receta resultará más fácil:
- Creemos un modelo: Crear ->Modelo dinámico de partícula -> Cartesiano. Podremos asignar parámetros fijos para los cálculos, como la masa o la aceleración de la gravedad, teniendo cuidado las unidades. ¡AL REALIZAR LA CALIBRACIÓN EN EL PASO 2 DEL BLOQUE ANTERIOR, HAS ASIGNADO EL SISTEMA DE UNIDADES CON EL QUE TRABAJARÁS!
- Debes tener cuidado con la asignación de valores iniciales, que se correspondan con los ejes de coordenadas (sentido común como en el papel).
- Una vez asignadas los parámetros, valores iniciales y las funciones de fuerza, procedemos a analizar los datos obtenidos.
- Se representa en los ejes las variables que se deseen y se realiza el ajuste:
- De esta manera vemos que el ajuste se corresponde con las ecuaciones teóricas, ya que A es aproximadamente igual a g (gravedad) y velocidad inicial en el eje y es aproximadamente cero.
- También se pueden realizar cálculos con el constructor de datos y representarlos, por ejemplo, la energía cinética y potencial. Simplemente hay que introducir parámetros y funciones.
Una vez conocido el funcionamiento de Tracker, podemos “cacharrear” por nuestra cuenta y descubrir las dificultades del programa, las posibilidades y las limitaciones. Se puede utilizar para realizar experimentos en el laboratorio y analizar el experimento sin necesidad de tomar datos, para demostrar cómo varía el movimiento en función de la velocidad inicial, de la posición inicial, demostrar que una caída libre no depende de la masa…
Sin embargo, no debemos obviar las limitaciones del programa. Requiere tiempo para manejar el programa y dominarlo. Da buenos resultados, pero requiere una preparación previa del experimento, una edición de vídeo para recortar y mejorar la calidad de la imagen o del audio y un tiempo de dedicación al modelado final. Además, el programa resulta poco intuitivo.
Desde mi punto de vista…
Tracker es un software útil para el análisis físico de experimentos que puede ayudarnos a que los alumnos se interesen por los contenidos. Puede asimilar conceptos y le puede motivar el uso del ordenador para comprender una experiencia real realizada por ellos mismos. De hecho, el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Alicante dedica una entrada a este software e incluye vídeos y un pequeño tutorial (puedes verlo pulsando aquí).
Sin embargo, aunque se puede usar en las aulas, solo lo vería aplicable en niveles altos (bachillerato) porque tiene limitaciones relacionadas con el uso de los ordenadores. Los alumnos pueden encontrar algunas herramientas poco intuitivas y una interfaz no actualizada y poco atractiva para adolescentes acostumbrados a las tecnologías más avanzadas.
Para saber más…
Si quieres comprender mejor cómo funciona…
Referencias:
- Tracker. Video Analysis and Modeling Tool. Disponible en: https://physlets.org/tracker/ [fecha de consulta: 11 de marzo 2020].
- Departamento de Física Aplicada (Universidad de Alicante): Tracker. Disponible en: http://dfa.ua.es/dokuwiki/doku.php?id=tracker#modelacion [fecha de consulta: 11 de marzo 2020]
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