PROYECTO SEMESTRAL DE FÍSICA

FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA 2017-I

1. PRESENTACIÓN

En este documento se describen todos los aspectos concernientes a los proyectos finales que se desarrollarán como parte de los cursos impartidos por el departamento de física de la Universidad Antonio Nariño de Bogotá, sede Sur, los cuales se han convertido en una actividad tradicional y buscan incentivar las capacidades de trabajo en equipo, el ingenio de los estudiantes, la aplicación de las teorías elaboradas en clase y toda una clase de competencias de carácter profesional y competitivo.

2. OBJETIVOS

● Incentivar a los estudiantes de los cursos de física a utilizar los conceptos recibidos en clase para que combinados con sus conocimientos propios logren concretarlos en aplicaciones reales.

● Promover el desarrollo de habilidades asociadas a la presentación y desarrollo de proyectos, tales como la redacción de propuestas, argumentación y trabajo en equipo.

● Motivar en los estudiantes la generación de proyectos que lleguen a tener uso práctico e impacto social.

3. METODOLOGÍA

Los estudiantes desarrollarán el proyecto durante el semestre a partir de una propuesta que es presentada por el profesor de la asignatura, la cual ha sido definida por el departamento de física. Los estudiantes deben conformar grupos de trabajo, presentar un anteproyecto e informes de desarrollo durante el semestre, para ser evaluados como parte de la nota de cada corte del curso. Al final, solo los proyectos que cuenten con la calidad suficiente a criterio de un comité constituido por profesores del departamento serán seleccionados para ser presentados frente a la comunidad de la UAN.

Para el primer semestre del 2017 se ha determinado dos modalidades de proyectos a saber, el proyecto tradicional y el proyecto virtual en el cual se pretende la implementación de aplicaciones tipo applet. A continuación se describe cada uno de estos.

Proyecto tradicional: Corresponde a lo que se ha venido haciendo durante los últimos años en los cuales los estudiantes partiendo de la propuesta definida por los docentes del departamento para cada curso entregan un proyecto en físico en el cual apliquen los contenidos temáticos construidos durante el semestre. Por ejemplo, en el presente semestre se propone a los estudiantes de curso de física I (mecánica) la construcción de un dispositivo tipo silla de ruedas que mejore la movilidad para una persona discapacitada determinada.

Proyecto virtual: Esta modalidad busca apoyar las iniciativas que el departamento de física de la UAN ha venido impulsando hace varios semestres y en las cuales busca que las herramientas computacionales virtuales hagan parte activa de la formación de los estudiantes. De esta forma se propone que los estudiantes implementen applets que den cuenta de las temáticas del curso, que puedan ser ejecutadas en internet y que de alguna forma simulen el comportamiento de los sistemas físicos. Así los estudiantes deberán implementar estas aplicaciones según sus habilidades de programación y el conocimiento de la física de modo que estas puedan ser usadas como apoyo a las actividades de laboratorio virtual o simplemente para trabajar los conceptos elaborados en la clase. Los estudiantes que opten por esta modalidad serán asesorados por los profesores Juan Rodríguez y Diego Becerra.

Nota: Por ser un proyecto de construcción de software de alguna y por ser ejecutado por estudiantes de ingeniería, este deberá responder a alguna metodología de ingeniería de software que puede estar atada o no a la herramienta (lenguaje de programación). En términos generales la ingeniería de software promueve que para el desarrollo de un producto se siguen los pasos de; análisis, diseño, implementación y pruebas, mediadas estas por una documentación continua del proceso. En estos términos los lineamientos generales que se presentan a continuación deberán ser adaptados a un proyecto de este tipo de modo que en la primera etapa se entregue un anteproyecto donde se haga un análisis de los requerimientos educativos, de los propósitos, de la población a impactar y un posterior diseño que procure cubrir estos. Cabe anotar que el comité “virtual” integrado por los profesores Juan Rodríguez y Diego Becerra definirán al finalizar esta etapa la viabilidad del proyecto y de esta forma autorizar si se sigue en la ejecución del mismo. En el primer avance deberá tener evidencia concreta de la implementación (aplicativos funcionales) para que en la etapa de la presentación se pueda verificar la totalidad del software implementado con miras a que en la etapa de sustentación se puedan haber realizado las pruebas suficientes y en aula que certifiquen el cumplimiento de los requerimientos del producto. Los grupos de trabajo para los estudiantes que opten por esta modalidad serán de máximo dos integrantes.

Los estudiantes deberán escoger desde el primer corte, en la etapa de anteproyecto la modalidad en la que trabajarán durante el semestre.

4. LINEAMIENTOS GENERALES DE EVALUACIÓNLa presentación del proyecto durante el 2017 tendrá las siguientes etapas:

1. Anteproyecto (20-24 de febrero de 2017)El grupo de trabajo debe presentar un documento compuesto de: objetivos, justificación y contextualización, marco conceptual (máximo tres páginas), cotización, diseño y viabilidad (planos con dimensiones y tipo de materiales), cronograma de actividades con los respectivos compromisos para las siguientes etapas y bibliografía. Específicamente el documento se debe efectuar en la fuente Arial, tamaño 10 y siguiendo las normas A.P.A. para la presentación de las referencias bibliográficas. Para los estudiantes que opten por la modalidad de proyecto virtual, en esta etapa el comité virtual definirá que trabajos pueden continuar a la siguiente etapa.

2. Avance 1 (20-24 marzo de 2017) Los mínimos a tener en cuenta en el avance son; corrección del anteproyecto haciendo énfasis en lo pertinente del marco teórico incluyendo leyes, ecuaciones y cálculos relevantes; avances en la implementación con evidencias tangibles (montaje, video, registro fotográfico de actividades); mediciones y aspectos experimentales (tablas, gráficas, ajustes, procedimiento e incertidumbre) y pruebas de confiabilidad lo cual no es otra cosa que la repetición suficiente de experimentos que garanticen el funcionamiento continuo y confiable del producto.

3. Sustentación (27-29 de abril de 2017) En esta etapa un comité compuesto por mínimo tres profesores del departamento evaluaran el proyecto haciendo énfasis en el cumplimiento de los requerimientos, en la confiabilidad y funcionalidad del mismo. En el horario de clase el comité de evaluación decidirá mediante la “matriz de evaluación de requisitos mínimos” (anexo 1) si el proyecto puede clasificar a la etapa de presentación ante la comunidad universitaria. En la explicación, a los estudiantes se les podrá preguntar por los aspectos relacionados a la materia (marco conceptual de la física), por los que tienen que ver con el contexto (aplicación del proyecto), por las técnicas de implementación, pero lo fundamental será que el proyecto funcione adecuadamente y confiablemente atado esto a la verificación de que haya sido realizado exclusivamente por los estudiantes.

4. Recopilación de documentos (hasta el viernes 10 de mayo de 2017)Como resultado de la etapa anterior el comité de evaluación decidirá preliminarmente que proyectos clasifican a la presentación ante la comunidad de la UAN, de modo que hasta el viernes 10 de mayo tendrán los estudiantes plazo para presentar el documento final en donde se evidencia además de todo lo anterior, la aplicación rigurosa de los conceptos de la física. El profesor deberá revisar este documento y dar una puntuación de acuerdo a la “matriz de formalización” en la cual se evaluarán los aspectos cualitativo y cuantitativo como la realización del documento mismo. Después de esta evaluación y de acuerdo al puntaje total el comité de proyectos decidirá cuales clasifican a la última etapa.

5. Presentación (20 de mayo de 2017) El objetivo de esta etapa final es que los estudiantes presenten sus proyectos ante la comunidad de la UAN. Ya que en general todos los aspectos concernientes a la evaluación del proyecto ya han sido evacuados en este punto los estudiantes deberán realizar un poster donde muestren los aspectos relevantes de su trabajo, el cual será colocado en la exposición final a modo de stand. De la misma forma y como síntesis del documento final se deberá presentar un artículo que pretenda divulgar el trabajo realizado durante el semestre. De esta forma las personas a las que se les muestre el proyecto podrán ver explícitamente el montaje,

apreciar las etapas de este y mirar los aspectos técnico y teóricos de manera sintetizada en el artículo.

Porcentajes de Evaluación:

Los criterios de evaluación, coinciden con lo establecido en el reglamento estudiantil de la Universidad Antonio Nariño, definido de la siguiente manera: primeros dos cortes 20%, tercero y cuarto 30%; a su vez los momentos de la evaluación estarán compuestos de la siguiente manera:

● 40% parcial ● 20% laboratorio● 20% proyecto● 15% actividades (quices, talleres, tareas)● 5% autoevaluación

Para los dos primeros cortes la asignación porcentual del proyecto es del 20% cuya nota será asignada por el profesor titular del curso de acuerdo con la evidencia mostrada en el avance del documento y los parámetros mencionados anteriormente. Para el tercer corte la asignación porcentual sigue siendo del 20% pero esta nota será dada por el comité evaluador en la etapa de presentación.

El comité evaluador está encargado en la presentación de; dar la valoración cuantitativa del tercer corte y definir los proyectos que pasarán a la etapa de sustentación y la modalidad de esta (póster o presentación oral). La etapa de sustentación se llevará a cabo a manera de feria de la ciencia ante la comunidad de la UAN. En esta etapa los profesores revisarán los artículos de los grupos y la presentación adecuada de su proyecto.

Los estudiantes que según el comité accedan a la etapa de sustentación tendrán una valoración del último corte de acuerdo con la siguiente asignación porcentual:

● 30% Parcial● 30% Proyecto● 10% Laboratorios ● 25% actividades (quices, talleres, tareas)● 5% autoevaluación

Por el contrario, los grupos que no accedan a la sustentación serán evaluados en el último corte de acuerdo a:

● 60% Parcial● 10% Laboratorios ● 25% actividades (quices, talleres, tareas)● 5% autoevaluación

5. DEFINICIÓN DE PROYECTOS

Para primer semestre de 2017 se definen los siguientes proyectos para cada una de las asignaturas de física que corresponden al núcleo común de ingenierías, licenciaturas y tecnologías.

5.1 Física Mecánica: Título: Análisis, diseño e implementación de un vehículo tipo silla de ruedas para mejorar la movilidad de una persona discapacidad determinada.

Descripción: Los estudiantes del curso de física uno (mecánica clásica) deberán diseñar e implementar de acuerdo a una persona discapacitada que escogerán desde el inicio del proyecto, un instrumento tipo silla de ruedas que pretenda mejorar su movilidad. Con esto, ellos consideraran la discapacidad de la persona que escojan, para de esta forma tener en cuenta los aspectos relevantes a la ergonomía, de modo que el vehículo sea agradable de maniobrar por parte del discapacitado. Por otro lado, se propone que este vehículo se construya en materiales alternativos no necesariamente metálico, es decir el proyecto deberá construirse en bambú, madera, plástico o cualquier otro que propongan.

Aspectos puntuales a tener en cuenta:

Considerar los aspectos ergonómicos del aparato de acuerdo a la persona a la que se le va a solucionar la movilidad.

material alternativo, es decir, bambú, guadua, plástico o cualquier otro se aleje de la construcción tradicional de este tipo de dispositivos (metal).

debe tener mecanismo de freno y dirección.

la tracción y freno deberá adaptarse a las necesidades del usuario.

El proyecto no deberá hacer uso del material del laboratorio de física. Proyecto que pretenda usar equipo del laboratorio quedara descalificado.

En la etapa de presentación del proyecto se invitara a la persona para la que fue diseñado y en esa fecha el grupo de trabajo donara su trabajo delante de la comunidad de la UAN.

Presupuesto: Para el diseño y construcción del triciclo se recomienda no pasarse del presupuesto de de 500000 COP, procurando usar materiales reciclados si es posible.

Grupos: Los grupos de trabajo estarán conformados por máximo cinco estudiantes.

5.2 Electricidad y MagnetismoTítulo: Maquina de Goldberg de las leyes de Maxwell.

Descripción: En el presente semestre los estudiantes del curso de electromagnetismo deberán diseñar y construir una máquina de Goldberg que muestren explícita cada una de las leyes de Maxwell, de manera recreativa. Como es sabido, una máquina de Goldberg es un dispositivo que está diseñado para hacer una tarea simple de la forma más compleja posible, así que en este proyecto se pretende que cada una de las etapas de la máquina muestre implicaciones y fenómenos que pueden ser explicados con las Leyes de Maxwell.

Entre los aspectos puntuales que se deben considerar están:

Al menos 6 etapas que muestres las implicaciones de cada una de las leyes de Maxwell.

La máquina deberá ser lo suficientemente confiable para que se puedar realizar repeticiones en su funcionamiento.

El proyecto no deberá hacer uso del material del laboratorio de física. Proyecto que pretenda usar equipo del laboratorio quedara descalificado.

Presupuesto: Para la construcción del kit de leyes de Maxwell se recomienda hacer uso en lo que sea posible de materiales reciclados. En caso de necesitar recursos estos no deben superar la cifra de 500000 COP.

Grupos: Los grupos de trabajo estarán conformados por máximo cuatro estudiantes.

5.3 Vibraciones y Ondas

Título: Proyecto abierto.

Descripción: Este semestre los estudiantes de curso de física III podrán escoger el proyecto, teniendo en cuenta que esta propuesta debe ser avalada por el docente titular en lo que tiene que ver con originalidad, pertinencia y los aspectos propios de lo que se pretende con la metodología de proyectos.

Entre algunos proyectos que se sugieren están:

Caracterización de laser

Fotófono

Máquina de Goldber de ondas.

El proyecto no deberá hacer uso del material del laboratorio de física. Proyecto que pretenda usar equipo del laboratorio quedara descalificado.

Presupuesto: La construcción del proyecto no deberá superar los 500000 COP, para lo cual podrán hacer uso de material reciclable.

Grupos: Los grupos de trabajo estarán conformados por máximo cuatro estudiantes

Nota: De acuerdo al comité evaluador y a la versatilidad, confiabilidad y durabilidad del producto desarrollado por los estudiantes, se les solicitara al grupo de trabajo donar su producto para el uso de este en los laboratorios de la UAN.

5.4 Fluidos y termodinámica

Título: Prototipo de motor de cuatro tiempos desarmable.

Descripción: Los estudiantes inscritos al curso de fluidos y termodinámica deberán diseñar y construir un prototipo de motor de cuatro tiempos que sea desarmable, de modo que se pueda explicar de manera didáctica cada una de las etapas que suceden en su funcionamiento. Los estudiantes se deberán valer de los conocimientos de la física para dar cuenta de cómo se está intercambiando energía y además deberán dar razón de la eficiencia de su motor.

El proyecto no deberá hacer uso del material del laboratorio de física. Proyecto que pretenda usar equipo del laboratorio quedara descalificado.

Presupuesto: No debe superar los 500000 COP.

Grupos: Los grupos de trabajo estarán conformados por máximo cuatro estudiantes

Nota: Por ser este un proyecto de carácter académico cuyo resultado es un producto que puede ser utilizado para la enseñanza, este motor, podrá deberá ser donado por los estudiantes ya sea para el uso de la UAN o de instituciones a las cuales deseen impactar con su trabajo.

5.5 Física Moderna – Estado Sólido

Título: Medición del espectro de cuerpo negro.

Descripción: Los estudiantes del curso de física moderna deberán diseñar y construir un aparato con el que puedan medir el espectro de radiación de cuerpo negro y puedan realizar la graficar con sus propias mediciones de este.

El proyecto no deberá hacer uso del material del laboratorio de física. Proyecto que pretenda usar equipo del laboratorio quedara descalificado.

Presupuesto: No debe superar los 500000 COP.

Grupos: Los grupos de trabajo estarán conformados por máximo cuatro estudiantes

Nota: De acuerdo al comité evaluador se solicitará a los estudiantes la donación de su producto ya sea para apoyar procesos de aprendizaje en la UAN, o para motivar a estudiantes de secundaria en el acercamiento a las ideas modernas de la física.