Title: A3.11. STEAM a classe (o a casa).
Course: Física i Química 4t ESO 1r T

STEAM a classe o a casa :-) (UPC)

En aquesta tasca us proposem fer un experiment que es pot realitzar a casa vostra. Ha estat dissenyada per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) per a alumnat de 4t d'ESO.

Experiment: Cop de puny accelerat.

Quina acceleració màxima pots assolir amb el teu cos?

Les lleis de Newton estan a tot arreu, i també en la dansa. Ballarines i ballarins utilitzen d'una forma inconscient les lleis de Newton per executar les seves coreografies. La primera llei de Newton l'utilitzen per a aprofitar l'impuls d'altres ballarins per fer salts increïbles amb un mínim esforç. La segona llei de Newton la utilitzen per a canviar la direcció o la rapidesa del seu moviment, tot fent forces amb diferents parts del cos. I la tercera llei de Newton la utilitzen per a fer figures amb més d'una persona: en agafar-se un ballarí i una ballarina les forces que es fan entre els dos fan que no caiguin.

La Glòria Sala, investigadora del grup d'astronomia i astrofísica de la UPC, i professora de l'Escola d'Enginyeria de Barcelona Est, ens explica les tres lleis de Newton... i ho fa amb l'ajuda de la Sara Hernández, ballarina professional, i el seu projecte Equidart.

Veieu el següent vídeo:

vídeo (font: Visions STEAM UPC).

És molt difícil mesurar forces en exemples de la vida real, com les que fan les ballarines i els ballarins d'aquest vídeo. Per sort, la segona llei de Newton ens relaciona directament força i acceleració: ens diu que la força és simplement l'acceleració multiplicada per la massa. Per tant, podem fer la mateixa feina mesurant acceleracions en comptes de forces! I en aquest primer experiment això és exactament el que farem: mesurar l'acceleració màxima del nostre cos... però abans d'explicar en què consisteix aquesta activitat caldrà aprendre a utilitzar l'app que us presentem a continuació.

1. Ens preparem.

Per fer l'experiment que us proposem necessitarem descarregar i utilitzar l'app "science journal" disponible al play store. Si no sabeu com s'utilitza no us preocupeu! Us hem preparat dos documents amb instruccions per aprendre a utilitzar-les. Al final d'aquests podreu trobar també enllaços als vídeos que fan l'explicació de com funciona l'app (en anglès)

Com utilitzar science journal

Com utilitzar l'acceleròmetre

2. Experimentem.

Com hem vist al vídeo, ballarines i ballarines, porten el seu cos al màxim en cada coreografia: salts, girs, moviments tranquils i ràpids de mans i peus... La pregunta que ens fem és la següent:

Podem quantificar d'alguna forma com d'extrems són els moviments que fan?

... i la resposta és sí: Mesurant l'acceleració. Amb aquest experiment us proposem mesurar quina és l'acceleració més gran que podem fer amb el nostre cos (sense fer-nos mal!). Per tal que totes i tots fem un experiment una mica controlat, però, us proposem donar un cop de puny a l'aire. El procediment perquè tothom faci el mateix experiment és el següent:

- En primer lloc obrim l'app "Science Journal" i seleccionem el sensor "acceleració lineal". Escollim aquest sensor perquè només ens interessa mesurar l'acceleració màxima, i no la seva direcció o sentit (és a dir no volem mesurar el vector).
- Un cop tenim el sensor seleccionat, podem començar a gravar la mesura: agafem fermament el telèfon, encongim el braç a poc a poc i ens preparem per al cop de puny...
- Ara és el moment!!!! Amb el mòbil agafat estirem el braç amb tota la força que podem, i l'encongim ràpidament donant un cop de puny a l'aire tal com veiem en aquest gif.

Font: Visions STEAM UPC.

- Ara podem parar la mesura, que tindrà un pic molt alt semblant al que podem veure al final del petit vídeo
- Per últim, tal com hem explicat a la primera secció, hem de desplaçar el cursor per la mesura per determinar quina és l'acceleració màxima que hem aconseguit!

3. Analitzem.

Un cop acabat l'experiment podeu fer una primera anàlisi del vostre resultat:

  - Quina és l'acceleració màxima que heu obtingut en m/s^2?
  - Compareu aquesta acceleració amb l'acceleració d'un coet (3g)*
  - Compareu aquesta acceleració amb la d'un cotxe de carreres que accelera de 0 a 100 km/h en 3s
  - Quant de temps ha durat el vostre cop de puny?

 I si encara voleu arribar més lluny (i ets de quart d'ESO o BTX!)...

  - Podríeu fer una estimació de la velocitat màxima del vostre puny?
  - Més difícil encara: podríeu fer una estimació (estranya) de la longitud del vostre braç??

* Per tal d'obtenir l'acceleració en unitats de g, només cal dividir el resultat per 9,8 m/s^2

4. Compartim.

Ja heu fet el vostre primer experiment col·laboratiu. Després d'introduir l'acceleració màxima, la vostra edat, la vostra alçada i la llargada del braç hem fet una petita anàlisi, tant de les dades que hem obtingut nosaltres, com de les dades que ens heu enviat.

Compartiu al fòrum els vostres resultats amb la resta de companys i companyes del vostre grup!

Afegiu l'arxiu perquè pugui ser corregit. Es recomana en format pdf.

Si us ve de gust també podeu afegir les dades a l'enquesta de la UPC.

Info Aquesta tasca té seguiment de compleció, perquè es mostri l'activitat com completada cal que facis la tramesa.