En esta práctica abordaremos el problema de la determinación experimental del módulo de Young de una barra con un método estático.
Para el desarrollo de la práctica contarán con una guía en la que se describen los conceptos básicos del modelo que se aplica en el experimento y se dan los lineamientos para el montaje experimental. Además, contarán con un video de una clase en la cual se dan los fundamentos para el diseño del experimento y para el análisis de los resultados. La clase empieza con la definición del módulo de elasticidad o de Young, y se repasa el formalismo del modelo que se aplica en el experimento de esta práctica. Durante la práctica deberán medir la deformación de una varilla sostenida en voladizo (un extremo libre, el otro empotrado en un soporte) para distintas fuerzas aplicadas sobre el extremo libre. Para medir el apartamiento de la posición de equilibrio usarán un método indirecto, consistente en registrar un patrón de difracción generado por una rendija formada por un borde fijo y otro solidario a la varilla. De la medición del patrón de difracción podrán inferir el tamaño de la rendija, que dará una medida de la deformación de la varilla en ese punto. Como complemento también tendrán disponible un video sobre sobre procesamiento de imágenes, y extracción de información de archivos de imágenes. La clase está dedicada a ver algunos aspectos básicos de procesamiento de imágenes. Lo primero que vamos a ver es qué es una “imagen” digital, o cómo se guardan los datos con los que se puede reconstruir una imagen. Esto es, cómo manejar una matriz de valores como representación de una imagen bidimensional; para extraer información de tamaño de objetos, cantidad de objetos, eliminar estructuras periódicas, reconocer bordes o tratar de reducir el ruido aprovechando, por ejemplo, una resolución mucho más grande que la del objeto a caracterizar. La clase también incluye una revisión de distintos sensores, técnicas y dispositivos para la medición y registro de posición y distancia. Para esta práctica preparamos una serie de material escrito y audiovisual, al que pueden acceder desde los enlaces de abajo. Al asistir al laboratorio deben tener una idea general del experimento.
- Para esta práctica preparamos una serie de material escrito y audiovisual, al que pueden acceder desde los enlaces de abajo. El orden de acción es:
- Leer la guía de la práctica
- Mirar las charlas: primera parte: módulo de Young + imágenes digitales; segunda parte – procesamiento de imágenes
- Repasar las diapos de las charlas
- Hacer los ejercicios propuestos (en el cuaderno) y la actividad sobre sensores de distancia-desplazamiento. Los links de estos archivos pueden no funcionar desde el visor de la nube del DF: si es así, bajen el archivo a su pc y ábranlo desde ahí.
- Archivos de Matlab y Python para análisis de imágenes.
- Imágenes tomadas en el experimento de Young con láser rojo
- Scripts de Python. Todos disponibles en este link
- process1: script para manejo general de imágenes, rotaciones, recortes, detección de bordes, calibración pixel-distancia. python
- process2: script para contar objetos, distintos métodos. python
- process3: promediado 2D. python
- process4: filtrado espacial de Fourier. python
- Mini-intro a convolución
- Publicación de la Revista Brasilera de Ensino de Física: Flexión de Una Barra Delgada Empotrada en un Extremo: Aproximación para Pequeñas Pendientes
- Apunte sobre Deformación y vibración de una barra en voladizo