Destripando la escena de EXPANSE (Amazon Video): Batalla sobre Ganymede.

Hoy en 2º de Bachillerato hemos destripado una escena de EXPANSE. Es la escena en la que el grupo de marines marcianos están en la superficie de Ganymede mientras en el firmamento se libra una épica batalla que acaba destruyendo los espejos que focalizan la luz solar para la terraformación. La cuestión era calcular la altura geoestacionaria de estos espejos y ver si la la marine Draper tiene capacidad para ver con la ayuda de su casco la batalla que se está librando. Calculamos la órbita estacionaria y debatimos si con una visión 47X sería posible verla. O los espejos son de una superficie impresionante o hay troleo. Otra incongruencia es que podríamos calcular la caida libre de los espejos sobre la superficie y hay cosas que no cuadran. No cuadra el tiempo de caida ni la velocidad aparente de impacto de los espejos (la escena dura unos cuatro minutos mientras el alienígena de la protomolécula les zurra). Un detalle que mola es que el alienígena les corta las comunicaciones y deben hablar mediante  el contacto del casco de combate. 

LA TRANSICIÓN A LA ADOLESCENCIA TIENE SUS PROBLEMILLAS (2º DE ESO)

Cuando los chicos/as comienzan su transición hacia la adolescencia aparecen este tipo de problemas en la pizarra. Son los primeros conceptos sobre disoluciones y cálculos básicos sobre la concentración. Es esa época rebelde en la que la que a la pregunta ¿qué has hecho hoy en clase? contestan "NA".

DEL ENLACE IÓNICO AL COVALENTE...PARA TERMINAR EL CONCEPTO DE POLARIDAD 4º de ESO

Cuando un grupo de alumnos/as tiene ganas de aprender las pizarras fluyen solas. Hoy trabajamos los pilares básicos del concepto de enlace químico y terminamos con unas pinceladas sobre un concepto complejo, la polaridad en la molécula. Además siempre gusta un "friki-moment" así que metáforas sobre el funcionamiento de la proteína de hemoglogina en el intercambio gaseoso.

Interacción gravitatoria en el cine de ciencia ficción

Si hay una serie que clava la simulación de movimientos en condiciones de ausencia de campo gravitatorio esa es EXPANSE. Cuando complejos algoritmos de dinámica molecular se aplican al diseño de escenas de ciencia ficción surge la magia de reproducir situaciones realmente épicas. Son muchos los conceptos que se pueden visualizar en estas escenas. Si me tengo que quedar con alguno es el manejo impecable de la ley de inercia,...el movimiento de la Rocinante o el trazado de la artillería son un pasada y la física se hace presente poderosamente en la imagen. Hace 10 años el manejo computacional sobre sistemas de muchas partículas era costoso, hoy el desarrollo de programación sobre GPU hace que sea posible este tipo de maravillas. 

La rotura de los espejos en la batalla sobre Ganymede es una de las escenas para comentar en clase.

COMENZAMOS ENLACE QUÍMICO EN 4º DE ESO

En mi grupo de 4º de ESO de física y química comenzamos el tema de enlace químico. Sin duda un tema fascinante si nos centramos en los aspectos esenciales, como el hecho de que los átomos se combinan para formar sistemas con energía más baja. Entender el funcionamiento de la capa de valencia desde el conocimiento de la tabla periódica nos lleva a la metáfora de que el Universo es una especie de LEGO con reglas de construcción muy precisas. Una buena comprensión del enlace químico nos lleva a una adecuada visión de la reacción química como una rotura de enlaces químicos para formar enlaces nuevos, y leyes como la de conservación de la masa o la de las proporciones definidas afloran por si solas en a belleza del Universo que nos rodea.

PIZARRAS ANALÓGICAS EN UN MUNDO DIGITAL

En los últimos tiempos la saturación digital hace que nos guste lo "vintage". Llevo años intentando que mis alumnos aprendan con pizarras de tizas, les gustan y focalizan las tareas. El uso de las pizarras digitales ha supuesto tener al alcance una cantidad ilimitada de recursos, pero las pizarras tienen un efecto que no consiguen las pizarras digitales, y es el gusto por el trabajo personal hecho con cuidado,  valorando la importancia de la escritura y el dibujo.  Algo similar pasa con los cuadernos hechos con mimo. Un cuaderno realizado con mimo no es pasar a limpio las tareas una y otra vez, eso sería perder el tiempo. Mimar el cuaderno es hacer la tarea con cariño, con sosiego y con gusto por aprender y poner en valor lo aprendido. La organización de las ideas en el cuaderno, o en mi caso la pizarra, es una potente técnica de estudio. 

CAMBIO DE UNIDADES EN 2º DE ESO

Hemos arrancado y trabajamos a tope. Aprendemos a cambiar de unidades y a usar la notación científica. Las calculadoras Casio también ayudan ...las nuevas Classwiz son una pasada. Poco a poco abandonamos las escaleras y nos adaptamos a los factores de conversión.

Notación científica uso correcto de la calculadora fx 82, 85, 95, 350, 570, 911 SL o LA PLUS

Si tu calculadora no es la Casio Classwiz aquí tienes otro tutorial para la configuración (SETUP) de los formatos numéricos con énfasis en la notación científica.

Notación científica uso correcto de la calculadora Casio Classwiz

Fantástico tutorial de uso de la calculadora Casio Classwiz para el uso de la notación científica. Curiosamente, mis alumnos que saben configurar un teléfono móvil, instalar apps, etc , no saben configurar sus calculadoras para mostrar diferentes formatos numéricos, por ejemplo la notación científica.

Ciencia básica y el método científico como no te lo han contado.

Aunque este video va de ciencia puedes sacar otra lectura: "siembra y recogerás". Quizás ahora no seas consciente de la importancia de tus estudios y de tu formación, pero la casa no se construye por el tejado. Evidentemente uno debe hacer lo que le guste y le apasione, pero ¿sabes dentro de 20 años lo que te gustará y te apasionará?. Nunca consideres tu formación con inútil, como que no te vale para lo que tu quieres hacer, el conocimiento contribuirá sin duda a transformarte en una persona mejor, no solo mejor preparada, sino más libre, más autónoma, más crítica...

Deseando que mi calculadora Casio CG50 entre en combate

Este verano me trajo una gran satisfacción, participar con un tweet y ganar de premio una calculadora gráfica Casio CG50.

Pero no sólo afición, también devoción por su uso en clase, intentando inspirar a mis alumnos a su uso, un uso que desgraciadamente se queda en pasar números a notación científica o calcular alguna que otra razón trigonométrica. Es una lástima que incluso cierto profesorado de mates les diga a sus alumnos que todos los cálculos deben hacerlos a mano, si posibilidad de usar una calculadora científica. En fin, uno intenta evangelizar en esta sencilla y a su vez potente tecnología, pero a veces te quedas en el intento. Así que nada mejor que empezar el curso presentando mi nueva calculadora y su potencial.

APRENDIENDO A SIMULAR Y HACER FÍSICA CON ALGODOO EN 2º DE ESO

Algodoo es un simulador 2D de física desarollado por Algoryx Simulation AB. Las simulaciones en Algodoo incluyen el uso de las herramientas de programa (creador de polígonos, cúter, pincel, rectángulo, circulo, engranaje, fijar, rotar, puntero láser, etc) y sus características (CSG, modificación de la velocidad, atracción, refracción, cortar, licuar, etc) para crear complejas simulaciones. La simple interfaz de Algodoo permite a los nuevos usuarios crear simulaciones, y hacerlas funcionar con unos cuantos clicks, pero sin limitar a los que quieren crear complejas creaciones. Algodoo permite a los usuarios modificar la fuerza gravitacional, fricción, índice de refracción, densidad, capas de colisión, colorear polígonos, moverlos, realizar cambios en la presión, flotabilidad, y muchas posibilidades mas. 

El motor físico de Algodoo está basado en la constante lineal SPOOK resuelta por Claude Lacoursière en el seno de su tesis doctoral.

Ghosts and machines: regularized variational methods for interactive simulations of multibodies with dry frictional contacts

Lacoursière, Claude

Umeå University, Faculty of Science and Technology, Computing Science.

2007 (English)Doctoral thesis, monograph (Other academic)

Abstract [en]

A time-discrete formulation of the variational principle of mechanics is used to provide a consistent theoretical framework for the construction and analysis of low order integration methods. These are applied to mechanical systems subject to mixed constraints and dry frictional contacts and impacts---machines. The framework includes physics motivated constraint regularization and stabilization schemes. This is done by adding potential energy and Rayleigh dissipation terms in the Lagrangian formulation used throughout. These terms explicitly depend on the value of the Lagrange multipliers enforcing constraints. Having finite energy, the multipliers are thus massless ghost particles. The main numerical stepping method produced with the framework is called SPOOK.
Variational integrators preserve physical invariants globally, exactly in some cases, approximately but within fixed global bounds for others. This allows to product realistic physical trajectories even with the low order methods. These are needed in the solution of nonsmooth problems such as dry frictional contacts and in addition, they are computationally inexpensive. The combination of strong stability, low order, and the global preservation of invariants allows for large integration time steps, but without loosing accuracy on the important and visible physical quantities. SPOOK is thus well-suited for interactive simulations, such as those commonly used in virtual environment applications, because it is fast, stable, and faithful to the physics.
New results include a stable discretization of highly oscillatory terms of constraint regularization; a linearly stable constraint stabilization scheme based on ghost potential and Rayleigh dissipation terms; a single-step, strictly dissipative, approximate impact model; a quasi-linear complementarity formulation of dry friction that is isotropic and solvable for any nonnegative value of friction coefficients; an analysis of a splitting scheme to solve frictional contact complementarity problems; a stable, quaternion-based rigid body stepping scheme and a stable linear approximation thereof. SPOOK includes all these elements. It is linearly implicit and linearly stable, it requires the solution of either one linear system of equations of one mixed linear complementarity problem per regular time step, and two of the same when an impact condition is detected. The changes in energy caused by constraints, impacts, and dry friction, are all shown to be strictly dissipative in comparison with the free system. Since all regularization and stabilization parameters are introduced in the physics, they map directly onto physical properties and thus allow modeling of a variety of phenomena, such as constraint compliance, for instance.
Tutorial material is included for continuous and discrete-time analytic mechanics, quaternion algebra, complementarity problems, rigid body dynamics, constraint kinematics, and special topics in numerical linear algebra needed in the solution of the stepping equations of SPOOK.
The qualitative and quantitative aspects of SPOOK are demonstrated by comparison with a variety of standard techniques on well known test cases which are analyzed in details. SPOOK compares favorably for all these examples. In particular, it handles ill-posed and degenerate problems seamlessly and systematically. An implementation suitable for large scale performance and accuracy testing is left for future work.

Place, publisher, year, edition, pages

Umeå: Datavetenskap , 2007. , p. 444

OBTENCIÓN DE FUERZAS RESULTANTES

Limpieza y organización son fundamentales en el estudio. Poner cariño a la tarea demuestra concentración y gusto por aprender. Cuaderno de Águeda (2º ESO A) IES Bellavista.

Almacenamiento de energía basado en la energía potencial gravitatoria

Es importante comprender que lo complicado no es producir energía, lo complejo es almacenarla para tenerla disponible cuando lo necesitemos. Nos esperan decadas donde el ingenio humano se pondrá a prueba para afrontar un mundo sin petroleo.

CITHE: GIROSCOPO/GIROSCOPIO