Movimiento de un intruso dentro de un medio granular denso: una propuesta didáctica para Bachillerato Internacional

Abstract

Este proyecto consiste en el análisis de la dinámica de un proyectil en un medio granular denso para su puesta en práctica en un contexto de Bachillerato Internacional (BI). El punto de partida del proyecto son unos datos que se obtienen mediante simulación software facilitados por el Departamento de Física y Matemática Aplicada de la Universidad de Navarra y que otorgan información sobre el movimiento de un cuerpo esférico en un medio granular denso a lo largo de la dirección de la gravedad. En este Trabajo Final de Máster se analizan estos datos para el caso de gravedad cero y se lleva a cabo un estudio crítico apoyándonos en la ecuación de movimiento que define la dinámica del proyectil en el medio dado. También se desarrolla el código que mejor defina el comportamiento de un proyectil a lo largo del medio granular, el cual se valida con los datos proporcionados. Al mismo tiempo, se va a desarrollar una propuesta didáctica a través del Proyecto del Grupo 4 enfocándonos exclusivamente en la disciplina de la Física, en donde el alumnado es capaz de analizar esos datos haciendo uso del código para llegar a unas conclusiones pertinentes. Este tipo de proyectos es idóneo para que los alumnos tomen conciencia de la forma en que los científicos profesionales trabajan y se comunican entre ellos a nivel internacional.

This project consists of the analysis of the dynamics of a projectile in a dense granular medium for its implementation in an International Baccalaureate (IB) context. The starting point of the project is data obtained through software simulation, which gives information about the movement of a spherical body in a dense granular medium along the direction of gravity. It is provided by the Department of Physics and Applied Mathematics of the University of Navarra. In this master’s thesis, these data are analysed for the case of zero gravity and a critical study is conducted, which is based on the equation of motion that defines the dynamics of the projectile in the given medium. We develop the code that best defines the behaviour of a projectile along the granular medium, which is validated by the data provided. In parallel with that, a didactic proposal is developed through the Group 4 Project focusing exclusively on the discipline of Physics, where students can analyse these data using the code to reach pertinent conclusions. This type of project is ideal for students to become aware of the way in which professional scientists work and communicate with each other on an international level.