XXVIII Concurso Nacional de Aparatos y Experimentos en Física, Puebla, Puebla, 26 – 29 de agosto de 2018.

¡MIRA! : EL SONIDO

Autores: Elvia Gabriela González Ramos, Alison Nayeli Juárez Martínez.

Asesor: Prof. José María Valencia Cuellar.

CBT “Juan de Dios Bátiz”, Valle de Chalco Solidaridad

http://www.cbtjuandediosbatiz.net

Resumen.

Uno de los retos que presenta la enseñanza de las

ciencias es hacer a éstas amenas e interesantes para los

jóvenes de nuestras actuales generaciones. La competencia

que presenta el internet y la infinidad de recursos que ofrece,

hace necesario e imprescindible reinventar las clases en la

materia de física a nivel bachillerato.

Ahora no basta con hacer una práctica de laboratorio

o una demostración experimental para “enganchar” a los y

las alumnas de la clase de física, ahora hay que adecuar las

clases a los intereses de nuestros compañeros estudiantes.

Nuestro proyecto pretende abarcar esta complicada

tarea.

1 INTRODUCCIÓN

El desarrollo de prototipos didácticos para la materia

de física presenta un gran reto actualmente. La búsqueda de

un proyecto innovador, interesante, que acapare la atención

de nuestros compañeros alumnos se hace cada vez más

complicada debido a las características que tenemos los

jóvenes actuales.

Somos alumnos “multimedia”: somos muy visuales

(nos gustan los videos de YouTube), auditivos (siempre

estamos escuchando música) y kinestésicos (nos gusta jugar

y estar en constante movimiento).

Es por ello que el proyecto que presentamos

pensamos que cumple con estas características antes

mencionadas, pues, de acuerdo a nuestra experiencia,

incidimos en cubrir el aspecto visual, auditivo y kinestésico

de los alumnos y alumnas de nivel bachillerato.

2 OBJETIVOS

Desarrollar proyectos con tecnología propia.

Ser autogestivos en la generación de nuestros recursos

educativos.

Utilizar materiales de reciclaje para el cuidado del

medio ambiente.

Crear prototipos que acaparen la atención de los

alumnos y alumnas de la clase de física.

Hacer más dinámicas y entretenidas algunos temas del

programa de física.

Desarrollar diferentes habilidades y conocimientos al

construir el proyecto.

Incidir en los intereses de nuestros compañeros de

escuela.

3 JUSTIFICACIÓN

Nuestro proyecto nació por casualidad. Una de

nosotras cuenta con calentador solar en casa y tenía un tubo

roto casi completo. Preguntamos al profesor de física de

nuestra escuela para qué nos podría servir y él nos comentó a

cerca de un experimento sobre el tubo de Kundt. Así que nos

dimos a la tarea de investigar sobre este proyecto.

Así que para el desarrollo de nuestro trabajo,

consideramos lo siguiente:

Aplicar los conocimientos de un tema específico en la

materia de física para crear aparatos de laboratorio.

Al desarrollar nuestros materiales, también equipamos

nuestro laboratorio de ciencias.

Utilizar materiales de reciclaje para desarrollar un

proyecto económico.

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Lograr que algunos temas de física sean amenos y

más fáciles de entender.

Desarrollar el trabajo colaborativo para obtener

mejores resultados.

Crear tecnología propia, con los recursos a nuestro

alcance.

Ser autogestivos con nuestros recursos educativos.

4 DESARROLLO DEL PROYECTO

Nuestro proyecto surgió a raíz de que una de nosotras

tenía un tubo de calentador solar, por lo tanto quisimos

experimentar, buscamos información sobre el tubo de

Kundt que está formado por un tubo de vidrio cerrado en un

extremo y en el otro se coloca un altavoz al que se le aplica

la señal proveniente de un amplificador de sonido, como se

muestra en la figura 1, Young (2009).

Figura 1. El tubo de Kundt.

El altavoz se encarga de convertir la energía eléctrica

en sonido. La definición más general del sonido nos dice que

se trata de una onda longitudinal que se propaga en un medio

elástico, en este caso el aire. La forma de la onda de sonido y

sus partes se muestran en la figura 2.

Figura 2. El sonido como una onda.

Como el tubo está lleno de aire encerrado, al

introducirle las ondas de sonido, se producen ondas

estacionarias, que son ondas que se superponen cuando

viajan en direcciones opuestas, esto se observa en la figura 3.

Figura 3. La onda estacionaria formada en el tubo de Kundt.

De acuerdo a los elementos del diseño del tubo de

Kundt, Young (2009), se esparce polvo fino dentro del tubo

para poder visualizar los puntos donde las zonas de alta y

baja presión hacen que el polvo se concentre formando líneas

paralelas entre sí, ilustrado en la figura 4.

Figura 4. La producción de las ondas estacionarias produce la

acumulación del polvo en las zonas de baja y alta presión.

Entrando al aspecto de construcción de nuestro

proyecto, decidimos hacer modificaciones a este diseño

básico, hacerlo más didáctico y divertido para atraer la

atención de los alumnos y por supuesto para el resto de las

personas. Para ello agregamos accesorios y cambios

llamativos y así poder incidir en las necesidades requeridas

para un proyecto didáctico.

Para comenzar con la construcción de nuestro

proyecto, retiramos la parte interna del tubo del calentador

solar para utilizar únicamente el tubo de vidrio transparente,

figura 5

Figura 5. Tubo reciclado de calentador solar

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Le cortamos con un esmeril los extremos rotos, y

sellamos uno de los extremos, como se observa en la figura

6.

Figura 6. Corte del tramo roto y sellado

Hicimos unas bases de madera para soporte del tubo.

Para hacer atractivo a la vista, pintamos bolitas de unicel

(que se utilizarán en vez de polvo) de colores fluorescentes

que se utilizarán en combinación con “luz negra”, figura 7.

Figura 7. Bases de madera reciclada y pintado de las bolitas

de unicel.

Se armó el tubo colocando bolitas de unicel sin pintar

dentro del mismo y se colocó en el extremo abierto el altavoz

y se comenzaron a realizar las primeras pruebas y los

primeros ajustes del proyecto, esto se ilustra en la figura 8.

Figura 8. Armado del tubo con sus bases y altavoz.

Se realizaron muchas pruebas de trabajo para ajustar

varias cosas: la cantidad de bolitas dentro del tubo, las

frecuencias aplicadas, la intensidad de la señal del altavoz,

etc. Algunas evidencias se muestran en la figura 9.

Figura 9. Primeras pruebas de funcionamiento para realizar

ajustes.

Para hacer muy atractivo el proyecto, decidimos

agregar “luz negra”, para ello armamos una estructura de

madera para cubrir el tubo como se observa en la figura 10.

Figura 10. La cubierta para el tubo se realizó con madera

reciclada.

Una vez terminada la estructura, se colocó una

lámpara de “luz negra” para que la combinación de luz y las

esferitas pintadas sea más atractiva e impactante. Figura 11.

Figura 11. Colocación de la “luz negra” para darle mayor

impacto visual.

Se realizaron pruebas finales de funcionamiento,

obteniendo excelentes resultados. Figuras 12 y 13

Figura 12. Formación de las ondas estacionarias

Figura 13. Se observa con claridad las áreas de baja y alta

presión.

Finalmente se agregaron más detalles visuales para

hacer más atractivo nuestro proyecto. Figura 14.

Figura 14. Proyecto terminado.

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Cabe resaltar que nuestro proyecto está construido en

un 80 % con materiales reciclados: el tubo de vidrio es un

tubo de calentador solar que se rompió parcialmente; la

cubierta de madera se construyó con madera de trabajos

olvidados en nuestro laboratorio de la escuela; la bocina se

reparó con ayuda del maestro de física (figura 15).

Figura 15. El uso de materiales reciclados hace muy

económico nuestro proyecto.

Lo único que se compró nuevo fue la lámpara de “luz

negra” y algunos materiales extra para darle presentación

(pinturas, cartulina, pegamento, etc.), figura 16.

Figura 16. Materiales adquiridos para enriquecer el proyecto

5 RESULTADOS

Al terminar el proyecto, se realizaron pruebas con

un generador de tonos (software), con frecuencias fijas,

obteniendo diferentes patrones de ondas estacionarias con

características diferentes de amplitud y longitud de onda de

acuerdo a las frecuencias reproducidas, como se ilustra en la

figura 17.

Figura 17. Pruebas con tonos fijos.

Posteriormente se realizaron pruebas con música en

específico. Se utilizaron variedades distintas de música:

electrónica, cumbias, banda, reggaetón, etc. y en todas ellas

se tuvieron patrones de ondas diferentes. Se pueden observar

que a cada tipo de ritmo corresponde una amplitud y longitud

de onda diferentes. Figura 18

Figura 18. Pruebas con música.

Con respecto a nuestros objetivos, los resultados son

muy satisfactorios, pues al realizar diferentes presentaciones

de nuestro proyecto, logra acaparar la atención de la

audiencia (figura 19), podemos explicar de forma amena

características del sonido, ondas e interferencia de las

mismas; es un proyecto muy económico, desarrollamos

habilidades y actitudes como equipo de trabajo, reciclamos

materiales utilizando nuestro ingenio y creatividad.

Figura 19. En las presentaciones del proyecto se captó la

atención de la audiencia de forma inmediata.

6 CONCLUSION

Con base en los resultados obtenidos, podemos decir

que nuestro proyecto es didáctico, impacta visualmente, es

funcional, atendemos los intereses de nuestros compañeros y

desarrollamos gran cantidad de competencias académicas.

AGRADECIMIENTOS

Elvia Gabriela Gozalez Ramos.

Para finalizar con el proyecto, hacemos este apartado de

agradecimiento ya que no solo nosotras contribuimos,

hubieron muchas personas apoyándonos.

Queremos agradecer al profesor Rogelio Cruz Ortiz, Director

de nuestro querido CBT “Juan de Dios Bátiz” por el impulso

de llegar a donde ahora estamos, por las pláticas y el apoyo

que nos ha brindado.

A nuestros padres, por qué sin ellos no hubiésemos seguido a

esta etapa, porque nos apoyaron de todas las maneras

posibles y porque están con nosotros hasta el día de hoy.

Y por supuesto al profesor José María Valencia Cuellar, por

ser nuestro ejemplo, porque gracias a él, a sus conocimientos

y al todo el cariño que le tenemos decidimos concursar,

porque con él aprendimos y no solo de física, sino también a

ser una gran persona y vencer nuestros miedos, por eso

mismo le damos infinitas gracias. Lo queremos.

Por último a usted, lector, por ponernos atención y estar

leyendo esto, muchísimas gracias.

.

Alison Nayeli Juárez Martínez.

Quiero agradecer al Profesor José María Valencia Cuellar, ya

que confió en nosotras para sacar adelante este proyecto,

gracias a él y a su disponibilidad. También quiero agradecer

a mi compañera y amiga Elvia Gabriela González Ramos ya

que también es parte fundamental de este equipo de trabajo,

que gracias a él hemos llegado muy lejos.

Gracias por formar parte de esto, gracias de todo corazón.

BIBLIOGRAFÍA

Young, Freedman (2009). Física Universitaria vol. 1,

pp. 763 Pearson Educación, México.

ISBN: 978-607-442-288-7