Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
Segundo Taller de Robótica
Educativa
usando LEGO Mindstorms
Education NXT Base Set
Dr. Omar Meza
Verano – 2013
MSP21
Universidad Interamericana - Bayamón
 Estándares
2
Universidad Interamericana - Bayamón
CINEMÁTICA
MSP21
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME [MRU]
3
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Posición, Velocidad y Aceleración
 En cinemática se estudia cómo se mueve un
objeto. Ese objeto puede ser un coche, un
pájaro, una nube, una galaxia, etc.
 El movimiento de un objeto significa para la
física saber dónde está, qué velocidad tiene,
y si esta velocidad cambia o es todo el
tiempo la misma.
4
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Posición, Velocidad y Aceleración
 El lugar donde está el objeto que está en
movimiento, se llama Posición.
 La rapidez que tiene el objeto que está en
movimiento, se llama Velocidad.
 Si la velocidad del objeto aumenta
disminuye, se dice que tiene Aceleración.
5
o
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Espacio Recorrido (∆X)
 El lugar donde el objeto está, se llama
posición. La distancia que el objeto recorre al
ir de una posición a otra, se llama espacio
recorrido.
 Observe que posición y espacio recorrido NO
son la misma cosa.
6
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Espacio Recorrido (∆X)
 Estableceremos:
 Xo = posición inicial (lugar de donde el objeto
salió).
 Xf = posición final (lugar a donde el objeto
llegó).
 ∆X = espacio recorrido (= Xf – Xo).
7
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Tiempo transcurrido
tiempo (∆t)
o Intervalo de
 El intervalo de tiempo ∆t es el tiempo que el
objeto estuvo moviéndose.
 El ∆t “Delta t” puede ser 1 segundo, 10
segundos, 1 hora, etc.
8
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Tiempo transcurrido
tiempo (∆t)
o Intervalo de
 Estableceremos:
 to = instante inicial
objeto salió).
(tiempo en el cual el
 tf = instante final (tiempo en el cual el objeto
llegó).
 ∆t = espacio recorrido (= tf - to).
9
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Velocidad en el Movimiento Rectilíneo
 La velocidad es la razón entre ∆X/ ∆t.
10
Universidad Interamericana - Bayamón
 Pendiente de una Recta (Línea de
mejor ajuste)
 y= mx + b, donde del grafico podemos
calcular m ~∆X/ ∆t.
 Donde:
 m: pendiente
m
 b: intercepto
MSP21
b
11
Universidad Interamericana - Bayamón
Actividad 5
MSP21
Calcular la Velocidad
de un Robot
12
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Integración de Conceptos
 Ciencias:
 Robot
como
velocidad.
avance
tecnológico,
 Matemáticas:
 Medición, media
moda, pendiente.
13
aritmética,
mediana,
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Objetivos
 Objetivo Conceptual:
 Calcular la velocidad de un robot LEGO Mindstorms
 Objetivo Procedimental:
 Medir la distancia recorrida por el robot.
 Cambiar unidades de pulgadas a centímetros.
 Calcular la media aritmética, la mediana y la moda
de las distancias.
 Calcular la velocidad [∆X/ ∆t o la pendiente]
 Objetivo Actitudinal:
 Apreciar y reconocer la necesidad de usar un
sistema de medición de distancia, así como el
tiempo.
 Trabajar en armonía con sus compañeros de mesa.
14
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Materiales
1.
2.
3.
4.
5.
Robot LEGO Mindstorms
Cronómetro
Cinta Métrica
Hoja de Trabajo
Calculadora
15
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Procedimiento
1. Formar grupos de trabajo ( 4 o 5 estudiantes)
2. Construir el Robot (Simple con 3 o 4 ruedas)
3. Programar el Robot (NXT Brick) para avanzar hacia
adelante.
4. Preparar el área de trabajo marcando el punto de
salida (ver figura) y preparar el cronómetro.
16
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
5. Colocar y encender el Robot en el punto de salida.
6. A 7, 8, y 10 segundos, marcar el punto final a donde
llegó el Robot .
7. Medir la distancia usando una cinta métrica.
8. Anotar en la tabla I, las distancias y el tiempo.
9. Repetir los pasos (4 al 8) unas 5 veces para cada
tiempo.
10. Cambiar las unidades de pulgadas a centímetros.
11. Calcular la media aritmética, la mediana y la moda de
las distancias (tabla II).
12. Calcular la velocidad, para las mediciones.
13. Calcular la media aritmética de las velocidades para
cada tiempo
14. Construir el gráfico velocidad vs tiempo y calcular la
pendiente.
17
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Análisis de Resultados – Assessment
Tabla I: Distancia recorrida por el Robot
Experimento
1
2
3
4
5
Media Aritmética
1
2
3
4
5
Media Aritmética
1
2
3
4
5
Media Aritmética
Distancia
[Pulgadas]
7 segundos
8 segundos
10 segundos
18
Distancia
[cm]
Velocidad
[cm/s]
Universidad Interamericana - Bayamón
Tabla II: Análisis Estadístico
Distancia
[Pulgadas]
Medidas de tendencia central
7 segundos
Media aritmética
Mediana
Moda
8 segundos
Media aritmética
Mediana
Moda
10 segundos
Media aritmética
Mediana
MSP21
Moda
19
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
Graficar: Distancia vs. Tiempo
Calcular ∆X/ ∆t del gráfico y comparar con el valor de la
velocidad calculado
Distancia
[cm]
Tiempo [s]
20
Universidad Interamericana - Bayamón
MSP21
 Referencias
1. NXT programs.com: a free web resource for
building and programming
http://www.nxtprograms.com/
2. The NXT STEP - Lego Mindstorms NXT Blog
http://www.thenxtstep.blogspot.com/
21
MSP21
Universidad Interamericana - Bayamón
¿Preguntas?
Comentarios
22
MSP21
Universidad Interamericana - Bayamón
GRACIAS
23
Descargar

MAE 241 –Statics Fall 2006 Jacky C. Prucz