Kinect como laboratorio de Fisica

Kinect como laboratorio de física

Existe una aplicación que ayuda a graficar la posición v/s el tiempo utilizando Kinect, esta es MathKinect, la cual utiliza esta interfaz y un computador, da la posibilidad en tiempo real de poder medir tanto posición y tiempo de una persona que este moviéndose y  detectada por Kinect, se puede descargar gratuitamente desde http://kinectmath.org/.

Esta aplicación la he utilizado en clases y tuvo mucha aceptación, los estudiantes se motivaron bastante al ver que un juego que tiene en sus hogares se puede transformar en un elemento educativo esencial para el aprendizaje de la física.

Unidad: Movimiento
Curso: 9° ( 14-15 años)
Actividad: Análisis de gráfico posición v/s tiempo utilizando Kinect de Microsoft.+ MathKinect
Contenidos a evaluar: Trayectoria, Desplazamiento, Rapidez media, Velocidad media.


Desarrollo de la Actividad

Un estudiante se acerca y aleja del sensor Kinect , paralelamente el software MathKinect detecta posición v/s tiempo, se gráfica y se proyecta en la sala de clases.

Imagen N°1 Gráfico posición v/s tiempo de un estudiante detectada por Sensor Kinect + Software MathKinect

Los estudiantes dibujan gráfica de posición v/s tiempo en sus cuadernos detectadas por Kinect y responden las siguientes preguntas :

Imagen N°2. Estudiantes Realizando Actividad

1.¿En que instante de tiempo el estudiante cambio de sentido?

2. ¿Cual fue la posición del estudiante  a los 5 segundos?.

3 ¿Cual fue el desplazamiento total del estudiante?

4. ¿Cual fue la trayectoria total del estudiante.?

5¿ Es posible calcular la rapidez media del estudiante?, Justifique su respuesta y si es posible calcúlela.

6. ¿ Es posible calcular la velocidad media del estudiante?, Justifique su respuesta y si es posible calcúlela.

7. ¿Que representa la pendiente en este gráfico?, Justifique su respuesta.

 

 

Kinect de Microsoft

 

Desde hace mas de un año he trabajado con este tipo de dispositivo, me llamo la atención el hecho que a través de el se pueden tomar muchos datos provenientes del exterior. Los juegos que utilizan este tipo de tecnología ( tecnología de visión artificial) pueden ser controlados solamente con los movimientos los cuales son seguidos por una cámara convencional y una de características infrarrojas.

 

Además de poseer micrófonos capaces de procesar el  sonido, también internamente posee muchos sensores los cuales de alguna u otra forma son capaces de medir diferentes variables físicas.

 

Como profesor de física la potencialidad de este dispositivo es infinita, he decidido finalmente utilizarlo como herramienta educacional transformando a Kinect en un verdadero laboratorio de física.

 

Objetivo General

 

Utilizar la plataforma Kinect de Microsoft como laboratorio portátil de física el cual será utilizado por todos aquellos estudiantes que la poseen en sus hogares y pudiendo desarrollar diferentes actividades relacionadas con los contenidos de física de la enseñanza media.

 

Objetivos Específicos.

 

1. Medir Posición, Velocidad, Aceleración de un objeto en movimiento utilizando la tecnología  Kinect.
2. Graficar posición v/ tiempo, velocidad v/s tiempo y aceleración v/s tiempo de un objeto en movimiento utilizando tecnología Kinect.
3. Medición de la aceleración de gravedad en un lugar utilizando para ello acelerómetro integrado en Kinect.
4. Medir temperatura de objetos utilizando cámara infrarroja y convencional integrada en Kinect.
5. Medir luminosidad de objetos utilizando cámara infrarroja y convencional integradas en Kinect.
6. Medir frecuencia de sonidos utilizando micrófono incorporados en Kinect.
7. Medir intensidad o volumen del sonido ( decibeles) utilizando micrófonos incorporados en Kinect.
8. Medir ángulo de incidencia , reflejado y refractado de un rayo de luz monocromático utilizando para ellos cámaras integradas en Kinect. 
9.  Medir índice de refracción de medios utilizando ángulos de incidencia y refractado medidos por cámaras integradas en Kinect.
10.  Medir el periodo de un péndulo, sistema masa resorte o sistema oscilatorio utilizando para ello cámaras integradas en Kinect.
11.  Detección de colores utilizando cámaras integradas en Kinect

 

  

Preparación PSU Física Mención 2012

Física plan diferenciado
Clase	Temas
1-2	a.Vibración y sonido. 1. Objetos en vibración: cuerdas, láminas, cavidades, superficie del agua. Relación entre frecuencia de la vibración y altura del sonido. Relación entre amplitud de la vibración e intensidad del sonido. 2. Propiedades de reflexión, transmisión y absorción del sonido en diferentes medios como la madera, la piedra, la tela, etc. 3. Fisiología del oído en relación con la audición. Rangos de audición: el decibel. b. Ondas y sonido. 1. La cuerda vibrante. Relación entre longitud y tensión con su frecuencia. Resonancia.
3-4	2. Ondas longitudinales, transversales, estacionarias y viajeras. Longitud de onda y su relación con la frecuencia y velocidad de propagación. Efecto Doppler en situaciones de la vida diaria y su explicación cualitativa en términos de la propagación de ondas. 3. El espectro sonoro: infrasonido, sonido y ultrasonido. Aplicaciones del ultrasonido en medicina y otros ámbitos. c. Composición del sonido. 1. Relación entre superposición de ondas y timbre de un sonido. Pulsaciones entre dos tonos de frecuencia similar.
5-6	1. Reflexión, transmisión y absorción de la luz. Distinción entre la propagación de una onda en un medio (sonido) y en el vacío (luz). Hipótesis corpuscular y ondulatoria para explicar estos fenómenos. 2. Derivación geométrica de la ley de reflexión a partir del principio de Fermat. Distinción cualitativa del comportamiento de la luz reflejada por espejos convergentes y divergentes. Espejos parabólicos.
7-8	3. Lentes convergentes y divergentes. La óptica del ojo humano. Defectos de la visión y su corrección mediante diversos tipos de lentes. El telescopio. b. Naturaleza de la luz. 1. Descomposición de la luz blanca en un prisma. El arco iris.
9-10	2. La luz como una onda, difracción en bordes y fenómenos de interferencia. 3. Luz visible, radiación infrarroja y ultravioleta, rayos X, microondas, ondas de radio. El radar. El rayo láser como fuente de luz coherente y monocromática. 4. La luz como una forma de energía. Espectro de radiación del Sol y su carácter de principal fuente de energía para la vida en la Tierra.
11-12	a. Descripción del movimiento. 1. Movimientos rectilíneos. Conceptos de desplazamiento, velocidad y aceleración. 2. Sistemas de referencia. El movimiento relativo. El rol de Galileo Galilei en la formulación de estos conceptos.
13-14	b. Fuerza y movimiento. 1. Fuerza de acción y fuerza de reacción. 2. Relación entre fuerza que actúa sobre un móvil y su aceleración. Concepto de masa inercial. Uso de la notación científica. 3. Momentum lineal y su conservación.
15-16	4. Fuerza de gravedad. Cálculo del itinerario de un objeto en movimiento vertical. Carácter predictivo de las leyes de la dinámica. 5. El roce. Roce estático y roce dinámico. Efecto del pulimento o lubricación de las superficies de contacto. 6.Torque y rotación.
17-18	c. Energía mecánica. 1.Trabajo mecánico a partir de la fuerza aplicada. Potencia mecánica. 2.Trabajo y energía potencial. Energía cinética. Conservación de la energía mecánica en ausencia del roce.
19-20	a. La temperatura. 1. Equilibrio térmico. Termómetros y escalas de temperatura. 2. Dilatación. b. Materiales y calor. 1. El calor como una forma de energía. Calor específico y distinción de esta propiedad en diversos materiales como el agua, el cobre, etc.
21-22	2.Transmisión de calor a través de un objeto. Conductividad térmica. 3.Temperaturas de fusión y vaporización. El calor como movimiento de átomos en las diferentes fases. 4. Roce y calor. Sensibilidad térmica de la piel.
23-24	a. La Tierra. 1.Tamaño, masa y composición de la Tierra. Nociones elementales acerca de su origen: enfriamiento, conformación de los océanos y continentes, las grandes cadenas montañosas. 2. El dinamismo del planeta: los sismos, las erupciones volcánicas, cambios en el relieve. Escalas de Richter y Mercalli. 3. Características de la Tierra que posibilitan la existencia de la vida.
25-26	a. Movimiento circular. 1. Movimiento circular uniforme. Velocidad lineal y velocidad angular. Concepto vectorial de la velocidad. Rapidez constante y velocidad variable en el movimiento circular. Aceleración centrípeta. 2. Movimiento circular y fuerza centrípeta. 3. Momento angular y su conservación.
27-28	a. Hidrostática. 1.Tipos de fluidos. Descripción elemental en términos del movimiento de los átomos o moléculas que los componen. 2. La presión en fluidos y sus aplicaciones cotidianas. La presión sanguínea. 3. El principio de Arquímedes. Flotabilidad de un objeto. 4. Capilaridad y su importancia en el mundo vegetal y animal.
29-30	b. Hidrodinámica 1. Conservación de la energía en un fluido. Roce y velocidad terminal. 2. Expresión de Daniel Bernoulli para la conservación de la energía en un fluído.
31-32	b. Circuito de corriente alterna. 1. Carga y descarga de un condensador. Dependencia temporal del voltaje entre las placas. 2. Inducción electromagnética: leyes de Michael Faraday y Heinrich Lenz. Inductancia y su efecto cualitativo en un circuito de corriente variable en el tiempo. 3. Circuito L.C. Frecuencia propia asociada. Movimiento armónico simple. Oscilaciones forzadas y resonancia. Efecto de una resistencia. Aplicaciones en la sintonización de frecuencias.
33	c. Ondas Electromagnéticas. 1. Campos eléctricos y magnéticos que varían sinusoidalmente en el tiempo. Radiación de cargas aceleradas. 2.Transmisión y recepción de ondas electromagnéticas. Funcionamiento de antenas simples y sus aplicaciones en telecomunicaciones.

Preparación PSU Física Común 2012

Física plan común
Clases	Temas
1-2	a. Vibración y sonido. 1. Objetos en vibración: cuerdas, láminas, cavidades, superficie del agua. Relación entre frecuencia de la vibración y altura del sonido. Relación entre amplitud de la vibración e intensidad del sonido. 2. Propiedades de reflexión, transmisión y absorción del sonido en diferentes medios como la madera, la piedra, la tela, etc. 3. Fisiología del oído en relación con la audición. Rangos de audición: el decibel. b. Ondas y sonido. 1. La cuerda vibrante. Relación entre longitud y tensión con su frecuencia. Resonancia.
3-4	2. Ondas longitudinales, transversales, estacionarias y viajeras. Longitud de onda y su relación con la frecuencia y velocidad de propagación. Efecto Doppler en situaciones de la vida diaria y su explicación cualitativa en términos de la propagación de ondas. 3. El espectro sonoro: infrasonido, sonido y ultrasonido. Aplicaciones del ultrasonido en medicina y otros ámbitos. c. Composición del sonido. 1. Relación entre superposición de ondas y timbre de un sonido. Pulsaciones entre dos tonos de frecuencia similar.
5-6	1. Reflexión, transmisión y absorción de la luz. Distinción entre la propagación de una onda en un medio (sonido) y en el vacío (luz). Hipótesis corpuscular y ondulatoria para explicar estos fenómenos. 2. Derivación geométrica de la ley de reflexión a partir del principio de Fermat. Distinción cualitativa del comportamiento de la luz reflejada por espejos convergentes y divergentes. Espejos parabólicos.
7-8	3. Lentes convergentes y divergentes. La óptica del ojo humano. Defectos de la visión y su corrección mediante diversos tipos de lentes. El telescopio. b. Naturaleza de la luz. 1. Descomposición de la luz blanca en un prisma. El arco iris.
9-10	2. La luz como una onda, difracción en bordes y fenómenos de interferencia. 3. Luz visible, radiación infrarroja y ultravioleta, rayos X, microondas, ondas de radio. El radar. El rayo láser como fuente de luz coherente y monocromática. 4. La luz como una forma de energía. Espectro de radiación del Sol y su carácter de principal fuente de energía para la vida en la Tierra.
11	a. Carga eléctrica. 1. La electricidad en el entorno: la casa, el pueblo y la ciudad. 2. Carga eléctrica: separación de cargas por fricción. Atracción y repulsión entre cargas. b. Corriente eléctrica. 1. La electricidad como un flujo de carga eléctrica, usualmente electrones. Corriente continua y corriente alterna. 2. Relación entre resistencia, voltaje e intensidad de corriente. Su representación gráfica y expresión matemática. Resistencia eléctrica 3. Componentes y funciones de la instalación eléctrica doméstica: alambres, aislantes, conexión a tierra, fusibles, interruptores, enchufes.
12	. c. Magnetismo y fuerza magnética. 1. Magnetismo natural. La electricidad como fuente de magnetismo. Campo magnético. 2. El motor eléctrico de corriente continua. 3. Movimiento relativo entre una espira y un imán: el generador eléctrico.S d. Energía eléctrica. 1. Potencia eléctrica en los utensilios domésticos Cálculo del consumo doméstico de energía eléctrica. 2. Generación de energía eléctrica por métodos hidráulicos, térmicos, eólicos, químicos y fotoeléctricos.
13	a. Descripción del movimiento. 1. Movimientos rectilíneos. Conceptos de desplazamiento, velocidad y aceleración. 2. Sistemas de referencia. El movimiento relativo. El rol de Galileo Galilei en la formulación de estos conceptos.
14	b. Fuerza y movimiento. 1. Fuerza de acción y fuerza de reacción. 2. Relación entre fuerza que actúa sobre un móvil y su aceleración. Concepto de masa inercial. Uso de la notación científica. 3. Momentum lineal y su conservación.
15	4. Fuerza de gravedad. Cálculo del itinerario de un objeto en movimiento vertical. Carácter predictivo de las leyes de la dinámica. 5. El roce. Roce estático y roce dinámico. Efecto del pulimento o lubricación de las superficies de contacto. 6.Torque y rotación.
16	c. Energía mecánica. 1.Trabajo mecánico a partir de la fuerza aplicada. Potencia mecánica. 2.Trabajo y energía potencial. Energía cinética. Conservación de la energía mecánica en ausencia del roce.
17	a. La temperatura. 1. Equilibrio térmico. Termómetros y escalas de temperatura. 2. Dilatación. b. Materiales y calor. 1. El calor como una forma de energía. Calor específico y distinción de esta propiedad en diversos materiales como el agua, el cobre, etc.
18	2.Transmisión de calor a través de un objeto. Conductividad térmica. 3.Temperaturas de fusión y vaporización. El calor como movimiento de átomos en las diferentes fases. 4. Roce y calor. Sensibilidad térmica de la piel.
19	a. La Tierra. 1.Tamaño, masa y composición de la Tierra. Nociones elementales acerca de su origen: enfriamiento, conformación de los océanos y continentes, las grandes cadenas montañosas. 2. El dinamismo del planeta: los sismos, las erupciones volcánicas, cambios en el relieve. Escalas de Richter y Mercalli. 3. Características de la Tierra que posibilitan la existencia de la vida.
20	b. El sistema solar. 1. El sistema solar. La atracción gravitatoria y las órbitas de planetas y cometas. El universo geocéntrico de la antigüedad y la transformación de esta visión en el Renacimiento. 2. Los movimientos de la Tierra: día y noche, el año, las estaciones. Las mareas y su influencia sobre la Tierra. 3. La luna. Su tamaño, sus movimientos y fases. La atracción gravitatoria en su superficie. Los eclipses. 4. La teoría de gravitación de Isaac Newton.
21	c. El Universo. 1. Las estrellas y su evolución. Propiedades descriptivas del Sol. 2. La vía láctea y la situación del sistema solar en ella. Tipos de galaxias y estructura en gran escala del Universo. 3. Concepciones antiguas y modernas acerca de la evolución del Universo. Las incógnitas del presente. Influencia de los descubrimientos de la física en la cultura. 4. La exploración espacial: observaciones astronómicas y vuelos espaciales. Los observatorios en Chile.

Informe Horizon 2011-2016

REPORT HORIZONT 2011

( Educacion en cinco años mas)

Aquí les dejo el enlace al pdf del Informe Horizon 2010, en el que se aborda cuál será el rumbo de las TIC en Educación en los próximos cinco años.

Johnson, L., Smith, R., Levine, A., Stone, S. (2010). The 2010 Horizon Report: Edición en español. (Xavier Canals, Eva Durell, Translation) Austin, Texas: The New Media Consortium.

Each year, the Horizon Report describes six areas of emerging technology that will have significant impact on higher education and creative expression over the next one to five years. The areas of emerging technology cited for 2011 are:

Time to adoption: One Year or Less ( para este año)

• Electronic Books
• Mobiles

Time to adoption: Two to Three Years ( para 2 o tres años mas)

• Augmented Reality
• Game-based Learning

Time to adoption: Four to Five Years ( para 5 años mas)

• Gesture-based Computing
• Learning Analytics

Laboratorio de fisica en un Ipod ( Parte II)

Alguna vez se preguntó qué tan fuerte es un sonido realmente? Pues ahora puedes con medidor de decibelios! Decibel Meter utiliza su iPhone construido en micrófono para determinar el nivel de intensidad de los sonidos que recoge, y lo muestra en dB SPL (decibeles Nivel de presión sonora). *

Basta con la puesta en marcha del medidor de decibeles y se iniciará automáticamente los sonidos de muestreo, y le muestra el decibel RMS promedio de lectura, así como la lectura de decibelios máximo. Medidor de decibelios también proporciona una forma divertida de interpretar la gráfica de nivel de sonido.

El iPhone ha construido en micrófono tiene la capacidad de captar sonidos cerca de 0 dB SPL y hasta alrededor de 110 dB SPL. Asegúrese de visitar nuestro sitio web para una mejor comprensión de cómo se miden los decibelios!

CARACTERÍSTICAS:
-Fácil de usar, requiere poca interacción del usuario
-Pantalla de fácil lectura
-Múltiples puntos de vista! Elija entre medidor de nivel, y ver el gráfico
- Promedio y los niveles máximos de decibelios, así como la función de retención de picos
-El usuario frecuencia de muestreo ajustable
-Representación gráfica de nivel de sonido

- Ideal para realiza actividades en la unidad de sonido de primero medio en fisica.

Laboratorio de fisica en un Ipod

Siguen apareciendo programas de música y sonido con ciertas pretensiones para el iPhone (en breve, haremos una revisión en vídeo de los más interesantes, aquí en Hispasonic). Sin ir más lejos, FaberAcoustical acaba de presentar SoundMeter, una aplicación para medir niveles sonoros utilizando el micrófono interno o el headset del iPhone (aunque se recomienda especialmente el uso del headset). Por supuesto, está lejos de los estándares profesionales en esta materia (no cumple las normas ANSI ni IEC), pero según los desarrolladores, "es una excelente alternativa a otros medidores de mano baratos, para un uso casero o aficionado". El precio es caro para lo que suele verse en la App Store, pero tampoco es un disparate: 15,99 euros (ya está disponible).

SoundMeter puede medir niveles con ponderación de frecuencia plana, A o C. También puede medir audio con ponderación de tiempo rápida, lenta o de impulso, y mantiene un registro de los niveles sonoros máximos y de pico. Debe ser calibrado antes de usarlo, y la calibración puede ser automática (relativa a un medidor de nivel sonoro calibrado) o manual (utilizando el micrófono del iPhone). Por otra parte, Soundmeter puede utilizar el modo de rotación del iPhone, de forma que el micrófono queda situado en la parte superior para hacer mediciones.
Con el micrófono incorporado en el iPhone, SoundMeter puede medir picos de nivel sonoro de hasta 105 dB aproximadamente; con el headset, puede medir hasta 100 dB. Los resultados podrían variar entre iPhones y headsets, y no olvidéis que SoundMeter sólo funciona con el iPhone (el iPod Touch no tiene micrófono).