Universidad Nacional Autónoma de México Colegio de Ciencias y Humanidades CCH-Oriente Laboratorio Asistido por Computadora

Transcripción

1 Introducción Universidad Nacional Autónoma de México Colegio de Ciencias y Humanidades CCH-Oriente Laboratorio Asistido por Computadora Aprendizaje: Aplica algunos elementos de la metodología científica en la descripción y explicación de un fenómeno. N3 RETO 1 Saber hacerse preguntas... En esta actividad conocerás uno de los recursos tecnológicos que se pueden emplear con el fin de hacer descripciones cuantitativas de un sistema: los sensores y las interfases; con ellos es posible medir con mucha mayor precisión y rapidez una gran cantidad de magnitudes y a partir de su análisis formular modelos. El uso de la tecnología en el aprendizaje de las ciencias, te permite desarrollar habilidades y destrezas científicas y tecnológicas, así como fomentar actitudes positivas ante la Ciencia y la tecnología. Una interfase es un dispositivo electrónico que permite la comunicación entre la computadora y el sensor el cual registra la magnitud de interés, es por ello que existe un sensor específico para cada magnitud. Figura 1. Elementos de la interfase LabQuest de Vernier 1

2 Procedimiento para encendido, conexión de un sensor y toma de datos con la interfase LabQuest. La interfase LabQuest pertenece a la última generación de interfases desarrollada por Vernier, ésta interfase es autónoma ya que cuenta con una batería interna que le permite tomar los datos de hasta seis sensores de manera simultánea sin que sea necesaria una conexión con la computadora o toma de corriente. Sin embargo su mayor potencial en cuanto al análisis de datos se da al estar conectada a la computadora y enlazada con el software Logger Pro. Procedimiento de encendido 1. Mantén presionado el botón de encendido de la interfase hasta que observes que se ilumina la pantalla Botón de encendido Pantalla iluminada encendida 2 Conecta el sensor que desees ya sea analógico o digital en el canal correspondiente y de manera automática la interfase lo reconoce e inicializa la toma de datos en tiempo real (considera que existen múltiples modos para tomar los datos dependiendo del evento a analizar), colocando un recuadro rojo, la variable y el valor que está registrando; si tienes más de un sensor conectado, se colocan recuadros en distintos colores: Canales analógicos de la interfase Toma de datos en tiempo real 2

3 Procedimiento de toma de datos y guardado 3 Para colectar datos y guardarlos en la memoria interna de la interfase, presionar el botón colectar; al hacerlo se genera la gráfica de éstos valores. Los valores obtenidos se pueden guardar en la memoria interna de la interfase, en una tarjeta SD o en una unidad USB conectada a la interfase. Botón de toma de datos. 4. Para guardar los datos, con el lápiz stylus, se señala el comando archivo y se selecciona el sitio donde se guardan los datos. Procedimiento para la conexión de la interfase con la computadora La interfase enlazada con la computadora ofrece su mayor capacidad de análisis que de manera autónoma, para enlazarla a la computadora, una vez encendida, conectar el extremo de 5 pins del cable USB a la interfase y el otro extremo a un puerto USB de la computadora. Conexión de 5 pins USB de la intrefase 3

4 5. Iniciar el programa Logger Pro y de manera automática se deberían detectan la interfase y los sensores que están conectados, de no hacerlo puedes cambiar de puerto USB de la computadora donde lo conectaste. Ventana de inicio del programa Logger Pro. 6 Para realizar un experimento específico se debe abrir su archivo específico según el sensor preparado para ello: Dirección donde se encuentran los archivos específicos para cada tipo de sensor 4

5 Por ejemplo, si queremos medir la distancia, velocidad y aceleración de un móvil, buscamos el archivo Pulley el cual está preparado para medir estos parámetros, de este modo el archivo está listo para que el sensor colecte los datos: Importante: Es muy importante que los datos capturados se guarden con el comando guardar como en otra dirección y nombre distinto para mantener la integridad de los archivos de cada sensor. Ahora puedes intercambiar y probar diferentes sensores. 5

6 Actividad: Análisis de datos con Logger Pro. (Para este ejercicio, abre el archivo DATOS-1) Para analizar una serie de datos que se han obtenido de manera experimental se tienen varias opciones, por ejemplo: Algunas de las opciones que presenta Logger para analizar datos son: 1 El comando Examine te permite obtener el valor de las coordenadas correspondiente a cada uno de los puntos de la gráfica. 2 El comando Statistics muestra la estadística básica de los datos capturados mediante el sensor. 3 El comando Linear Fit te muestra el ajuste lineal de los datos. 6

7 1 El comando Curve Fit te permite ajustar a una curva característica. 2 Selecciona el mejor ajuste a una ecuación conocida. 3 Prueba (Try Fit) el ajuste observando que la curva seleccionada sea la que mejor se ajusta. 1 Al elegir el mejor ajuste y aceptarlo, se dibuja la curva ajustada 2 Se muestra de este modo, la ecuación que mejor ajusta esos datos. Al contar con una ecuación que ajusta los datos experimentales, tenemos un modelo matemático experimental del fenómeno y de este modo se puede describir y comprender mejor el fenómeno empleando otra herramienta como la simulación con Modellus. El siguiente paso es simular en Modellus este fenómeno y predecir las variaciones que tendría al manipular dentro de cierto rango las variables y parámetros que lo definen. Profesor Ramón Pérez Vega 7