El Ascenso de la Física con Smartphones

Un laboratorio en casa en tiempo de curentena.

La cuarentena global ha provocado que en las últimas semanas las aplicaciones para realizar experimentos de física (como Physics Toolbox y Phyphox) registraran un incrementado en sus descargas a medida que cada vez más docentes ofrecen cursos de laboratorio de física a distancia, aprovechando las capacidades que brindan los sensores de los smartphones para que los estudiantes realicen experimentos de física en su casa.
#SmarterPhysics #FísicaEnCasa

A continuación comparto la traducción de una nota de Katherine Wright, publicada en Physics (una revista online de la American Physical Society), con menciones a algunos investigadores que hacen física con smartphones: Juan Carlos Castro Palacio, Chrystian Vieyra, Rebecca Vieyra, Sebastian Staacks, Arturo Martí, Tommaso Rosi, Sameer Arabasi y Ann-Marie Pendrill.




Arts & Culture: Smartphone Physics on the Rise

El cierre de escuelas y universidades en todo el mundo ha dejado a los educadores luchando por ofrecer a distancia los cursos que normalmente eran presenciales. Las conferencias virtuales reemplazaron rápidamente a las clases frente a las pizarras. Pero crear clases remotas de laboratorio resultó más complicado ya que los osciloscopios, medidores de luz y barómetros de la escuela permanecen a puertas cerradas. Algunos profesores decidieron eliminar el aspecto de la toma de medidas de los laboratorios, pidiendo a los estudiantes que analicen conjuntos de datos ya existentes. Sin embargo, muchos educadores han recurrido a teléfonos inteligentes y tablets, dispositivos que se encuentran en la mayoría de los hogares, cuyos sensores pueden medir desde una fuerza magnética hasta la presión atmosférica. Como consecuencia, los desarrolladores de aplicaciones que utilizan los sensores informan un aumento significativo en el número de descargas de su software en las últimas semanas.

"No se puede llevar a casa todo un laboratorio de física, pero la mayoría de las personas tiene un teléfono inteligente", dice Juan Carlos Castro Palacio, un físico nuclear de España, que estudia el uso de teléfonos inteligentes como herramientas educativas para la física. Con un teléfono puede realizar experimentos sobre la mayoría de los temas de un laboratorio de física general, dice.

Una aplicación popular de física es Physics Toolbox, un programa que permite a los usuarios realizar medidas con los sensores de un teléfono. Según sus creadores, el dúo de esposos Chrystian y Rebecca Vieyra, las descargas de la aplicación aumentaron un 25% en el mes de marzo. Normalmente, el número de nuevos usuarios es constante durante todo el año escolar, "por lo que esto es más que un pico", dice Rebecca. Agregó que una compañía cerca de París contactó a la pareja el mes pasado para instalar la aplicación en tablets que los niños de una escuela local utilizan en sus casas. Otra aplicación, Phyphox, experimentó un aumento de descargas del 30% en la segunda mitad de marzo. "He recibido varios correos electrónicos de profesores que enfatizan cuán útil es Phyphox en la situación actual", dice Sebastian Staacks, creador de Phyphox, de la Universidad de Aachen en Alemania.

Entonces, ¿qué experimentos realizan los educadores con sus alumnos mientras todos están recluidos en casa? En Uruguay, Arturo Martí, físico de la Universidad de la República, hace que sus alumnos midan campos magnéticos con el magnetómetro de su teléfono inteligente. Este sensor es generalmente utilizado por ciertas aplicaciones como Google Maps para determinar en qué dirección está el norte, pero este sensor puede medir otros campos magnéticos diferentes al de la Tierra. Los estudiantes de Martí usan el sensor para medir el campo magnético de un imán a diferentes distancias del teléfono. Luego representan esos datos en un gráfico que pueden usar para encontrar el momento magnético del imán.

Además de un magnetómetro, la mayoría de los teléfonos inteligentes también tienen un barómetro que mide la presión del aire, un inclinómetro que detecta el ángulo del teléfono, un medidor de luz que determina la intensidad de la luz ambiente y un micrófono que puede analizar las frecuencias de los sonidos. Algunos teléfonos incluso tienen termómetros e higrómetros que miden la temperatura y la humedad del aire, respectivamente. "Realmente puedes hacer muchos experimentos diferentes", dice Tommaso Rosi de la Universidad de Trento en Italia.

Rosi hace que sus alumnos, en su mayoría matemáticos que estudian para ser profesores de física, conviertan sus teléfonos en espectroscopios. Armados con un tubo de cartón, una rejilla de difracción y la cámara del teléfono inteligente, los estudiantes estudian la fluorescencia y la mezcla de colores. Para esto los estudiantes usan sus espectroscopios caseros para tomar una foto de la luz que pasa a través de un pedazo de papel de color. La imagen se ve como un espectro con diferentes bandas de color que corresponden a los distintos tonos de tinta. Los estudiantes que no tienen acceso a una red de difracción pueden hacer una con un CD o DVD antiguo. "Son experimentos realmente de bajo costo", dice Rosi.

Su bajo costo y facilidad de implementación es lo que ha atraído a muchos físicos a idear experimentos con teléfonos inteligentes. Sameer Arabasi, físico óptico de la Universidad Alemana de Jordania en Jordania, ha integrado previamente en sus cursos actividades con teléfonos inteligentes. Por ejemplo, hizo que los estudiantes usaran el magnetómetro de un teléfono inteligente y una aplicación de brújula para medir el ángulo de inclinación magnética del campo magnético de la Tierra, que es el ángulo formado por las líneas de campo con la horizontal. Arabasi estaba motivado por el deseo de simplificar los experimentos y reducir la necesidad de manuales de instrucciones detallados que generalmente acompañan a los aparatos de laboratorio. Él dice que sus estudiantes pueden perder interés cuando pasan la mitad del tiempo de clase leyendo los pasos para las tareas de laboratorio tradicionales. "Tenemos que hacer que la física sea más atractiva y la física con teléfonos inteligentes ofrece una manera de hacerlo".

Llevar los laboratorios de los sótanos universitarios hacia a la vida cotidiana no tiene por qué detenerse cuando se levante la cuarentena. "[La física] es algo que puedes estudiar en cualquier lugar, en cualquier momento", dice Ann-Marie Mårtensson-Pendrill, de la Universidad de Lund en Suecia, que trabaja en enseñanza de la física. Uno de sus lugares favoritos para un experimento de física no tradicional es una montaña rusa. En el pasado llevó a estudiantes universitarios de primer año a un parque de diversiones para estudiar las leyes del movimiento mientras giraban en un carrusel o se balanceaban en un juego tipo péndulo. Los estudiantes usan el barómetro, el acelerómetro y el giroscopio de su teléfono para medir la elevación, la fuerza g y la velocidad angular, lo que les permite mapear las fuerzas y la energía en diferentes puntos de una montaña rusa, por ejemplo. Estas tareas tendrán que esperar hasta que se levanten las restricciones, pero ella dice que son excelentes actividades para permitir que los estudiantes sientan la física en acción, al tiempo que se divierten.

–Katherine Wright

Katherine Wright es editora en jefe de Physics (una publicación de la Sociedad Estadounidense de Física - APS).

El artículo original es:
Katherine Wright
"Smartphone Physics on the Rise"
Physics 13, 68 (free online magazine from the American Physical Society)
https://physics.aps.org/articles/v13/68

Traducido y publicado en este blog con autorización de Katherine Wright.




Más física con smartphones:
http://smarterphysics.blogspot.com


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