El jerk, su explicación más allá de la derivada de la aceleración sustentada en una práctica de laboratorio

• J.E. García-Farieta ^[1] ; A. Hurtado Márquez ^[2] ; Mateo Mancera ^[2] ; Daniel Hernández ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Colombia

     
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 13, Nº. 2, 2019
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Los conceptos y modelos de la cinemática que se abordan en los primeros cursos de física universitaria, son fundamentales como cimientos para explicar un sinnúmero de fenómenos en física clásica. En particular la descripción del movimiento de cuerpos, sin considerar sus causas, se desarrolla tradicionalmente en términos de las variables de posición, velocidad y aceleración. Esta última, pese a ser una función del tiempo, usualmente se asume como nula o como constante. En este sentido, una descripción consistente y general de la cinemática, debe tener en cuenta que la aceleración también puede variar en función del tiempo, y que existen fenómenos cuya cinemática puede ser más compleja. La cantidad asociada al cambio de aceleración en función del tiempo, denominada jerk, se omite usualmente en los textos introductorios de física y también en la praxis docente. En esta dirección, se diseñó una práctica de laboratorio en la cual la aceleración puede ser variable, y que evidencia la necesidad de extender las ecuaciones cinemáticas en un orden más de complejidad. Esta práctica resulta ser de utilidad en cuanto contribuye a romper los esquemas tradicionales y sistemáticos que se presentan en diversos textos introductorios de física. A su vez contribuye a promover la creación de prácticas de laboratorio avanzadas sin necesidad de herramientas matemáticas más elaboradas de las que se abordan durante los primeros cursos de licenciatura en física.

  • English

    The concepts and models of kinematics approached in the first courses of university physics, are fundamental as foundations to explain a number of phenomena in classical physics. In particular, the description of bodies in motion, without considering their causes, is traditionally developed in terms of the variables of position, velocity and acceleration. The latter, despite being a function of time, is usually assumed to be null or a constant. In this sense, a consistent and general description of the kinematics, must take into account that the acceleration can also vary depending on time, and that there are phenomena whose kinematics can be more complex. The quantity associated with the change of acceleration as a function of time, called “jerk”, is usually omitted in introductory textbooks of physics, as well as in the teaching practice. Following this idea, an experiment in which the acceleration can be variable was designed, and which results evidences the need to extend the kinematic equations into a more complex order. This experiment proven to be useful, since it contributes to breaking the traditional and systematic schemes that appear in different introductory textbooks of physics. At the same time, it contributes to promote the creation of advanced laboratory practices without the need of more elaborate mathematical tools than those introduced during the first undergraduate courses in physics.