2017012. Microtallers d’oscil·lacions i ressonàncies

Sovint et trobes davant un grup d’alumnes provant d’explicar conceptes de física abstractes, i mires de preparar el taller per fer el tema més planer. Tot i que no és cap garantia de res, fugir de la pissarra sempre és un bon recurs. Us deixo un exemple del que dic amb les oscil·lacions i les ressonàncies. 

Us presento set microtallers que us poden ajudar si us trobeu amb aquest problema amb els vostres fills o alumnes i que combinen els reals amb les simulacions. Estem parlant de 1er i 2n d’ESO (7è i 8è EGB), on l’àlgebra és encara incipient i tot és bàsicament fenomenològic.

Podem començar amb una projecció del breu vídeo de Tacoma Narrows, que sempre enganxa i genera controvèrsia, i que teniu al final del post. Els alumnes no creuen que sigui real, pensen que és més aviat un muntatge digital perquè una estructura tan gran no pot oscil·lar com si fos paper, fins que expliques de quin any és i que aleshores no hi havia efectes especials.

1. Sortim a l’exterior i anem al gronxador. El millor és deixar que un alumne provi d’explicar a una alumna com fer anar el gronxador, com si no ella fos el primer cop que puja. El moment clau és quan ha d’explicar que amb una mica d’estira i arronsa de cames en fase amb el moviment del gronxador podem arribar a la ressonància desitjada. (Nota, aprofitar per introduir els conceptes de freqüència, amplitud i fase.
2. Tornem als ordinadors o la pantalla digital, amb el simulador de Wave on a string del genial repositori de ciències i matemàtiques de Phet simulator. Molt millor si teniu una pantalla tàctil perquè juguin mentre aprenen.
3. De nou a l’exterior, i si teniu la sort de disposar d’un llit elàstic de mida gran tot fa baixada. Estudiem les molles, com es mouen, i puja una persona, després dues, i salten en fase i contrafase, i veiem què passa i per què. Poden pujar més persones i comprovar com els modes es superposen. I ja que hi som podem parlar també de situacions de microgravetat quan pugen i baixen durant el salt, i estudiem què passa amb els cabells llargs.
4. Tornem a dins i entrem a l’aula de música. Aquí una altra de les estrelles, les cordes vocals. Quantes en tenim? Com vibren? A quina freqüència? Fer cantar a alumnes de 1er i 2n d’ESO pot acabar bé o en un complet desastre. Per sort també hi ha cordes de guitarra i fins i tot la caixa del piano per explorar. Fer sonar un globus també ajuda, i aprofitem per explicar també com es transmet el so i perquè les nostres oïdes tenen un límit mecànic per seguir les freqüències altes i baixes, i com funciona un altaveu.
5. I tornem a sortir a fora per fer un darrer experiment amb una corda de les de rodar (saltar a la comba). Aquí podem treballar com amb un petit moviment de la ma podem aconseguir una gran amplitud, podem estudiar l’efecte de la tensió a la corda, i quan entren a saltar estudiem el concepte de fase. Si entren quan la corda està a baix  o a dalt i si salten tots alhora, tot va bé. Però si perden la fase, la corda els atrapa.
6. Un extra d’última hora gràcies a @submariblau, el Music Chrome del simulador dels laboratoris de google que no he provat encara amb alumnes però que té pinta de funcionar força bé. Per jugar vosaltres o pels alumnes, no deixeu de donar-li un cop d’ull.
7. I per acabar podeu fer una sessió de documental, per exemple aquest o aquest altre a, que duren entre 30′ i 60′ i que si teniu una sala petita de projeccions es presta a un debat posterior sobre el tema.

Queden molts més experiments, per exemple amb circuits elèctrics, però queden fora del currículum d’aquests cursos i requereixen d’una mica d’àlgebra que els seus tendres cervells encara no són capaços d’entendre. Per cert, no heu vist mai el vídeo del pont de Tacoma Narrows? Aquí el teniu.