
Aprendiendo física como jugando con LEGO
Storyboard
La física es una ciencia que permite describir situaciones y evoluciones de sistemas en el mundo real. Se basa en variables que se pueden ser medidas y ecuaciones que las relacionan y permiten su calculo y por ende pronostico.
Cada variable es como una pieza de LEGO que se va ensamblando formando ecuaciones que corresponden a un elemento funcional. Las distintas ecuaciones permuten conformar un modelo que es análogo a un juguete de LEGO que puede ser usado de diversas formas.
Las formas de uso corresponden a los posibles cálculos que se pueden realizar con distintas constelaciones de datos dados y cálculos intermedios necesarios.
Las formas de uso corresponden a lo que denominamos en física la resolución de problemas.
ID:1931

La Analogía
Imagen
Podemos establecer una analogía entre una situación real y un juguete de LEGO.
La analogía entre la realidad en forma de un viaje y un juguete de LEGO
La situación real se describe mediante variables y ecuaciones que las asocian.
El juguete LEGO mediante sus ladrillos y partes que se arman para formar el modelo.
Cada ladrillo corresponde de esta forma a una variable que ligan distintas partes como lo hacen ecuaciones.
ID:14372

Las Variables
Imagen
Si se considera el modelar de un vehículo viajando se debe introducir la posición inicial $s_0$ y la final alcanzada $s$:
La analogía entre las variables y los ladrillo LEGO
Dentro de la analogía se asocia a cada variable un ladrillo de LEGO. Al ser variables distintas se diferencian en este caso por su color.
ID:14373

Las Ecuaciones
Imagen
Dentro del modelo tiene sentido calcular el camino recorrido $\Delta s$.
Para ello hay que introducir dentro de la analogía un nuevo ladrillo LEGO.
La analogía entre las ecuaciones y los conjuntos de LEGO
Para su calculo se debe definir la ecuación correspondiente, que en este caso corresponde a
$\Delta s = s - s_0$
En nuestra analogía se conectan los ladrillos LEGO para formar la primera unidad de nuestro modelo.
ID:14374

El Tiempo
Imagen
Para describir el movimiento en nuestro modelo es necesario introducir el tiempo.
En analogía a la posición se debe introducir un tiempo inicial $t_0$, el tiempo final $t$ y el tiempo transcurrido $\Delta t$.
Cada una de las variables corresponde a un ladrillo LEGO que se representa en la imagen:
La introducción de tiempo y la analogía con LEGO
Adicionalmente hay que introducir el tiempo transcurrido que es una ecuación de la forma
$\Delta t = t - t_0$
Esta a su vez se representa en la analogía un nueva unidad del modelo LEGO.
ID:14375

La Velocidad
Imagen
Para pronosticar como se desplaza el vehículo se debe introducir la velocidad.
Esta se define como la proporción del camino recorrido y tiempo transcurrido.
Dentro de la analogía se toman los ladrillos de camino recorrido con el de tiempo transcurrido y se montan sobre un nuevo ladrillo que representa la velocidad:
La analogía para la introducción de la velocidad
De esta forma se introduce la tercera ecuación
$v = \displaystyle\frac{\Delta s}{\Delta t}$
ID:14376

Todas las Ecuaciones
Imagen
Si se termina de armar el modelo LEGO se obtiene relaciones adicionales que corresponden a otras descripciones de grupos de ladrillos.
De esta forma el modelo queda representado por las cinco variables ya definidas y por un total de cuatro ecuaciones:
Conjunto de todas las ecuaciones
En la parte central se muestra la ecuación adicional que surja de montar el modelo completo.
ID:14377

El Modelo
Imagen
Finalmente se tiene el modelo completo, esto es las variables y las ecuaciones que las asocian.
Dentro de la analogía se tiene prácticamente un tipo de instrucción de un modelo LEGO en que se listan los ladrillos necesarios y los elementos que se van construyendo.
Instrucciones del modelo en el estilo LEGO
ID:14378