Cuando estudiamos y aprendemos física y todas sus ramas como mecánica de fluidos, estática, dinámica, termodinámica, transferencia de calor, electricidad, mecánica de los sólidos, entre otras, podemos establecer una metodología al momento de resolver ejercicios prácticos, es por ello que se puede aplicar un método para resolver ejercicios que sea guiado, es decir paso a paso.
Por ejemplo la metodología y mentalidad que debe aplicar el ingeniero es la de convertir la solución de un problema dificultoso en una solución simple, inclusive que ese ejercicio se llegue a ver como un planteamiento bastante sencillo de resolver. Un ejemplo claro lo expresa la siguiente imagen:
La propuesta metodológica para abordar un problema o enunciado físico es el siguiente:
- ¿Cómo abordar el enunciado del problema?
Antes de hacer cualquier cosa y empezar a sacar cualquier cálculo matemático recomiendo expresar brevemente y con sus propias palabras el problema planteado, que la información que le han suministrado en el enunciado del problema sea de fácil digerimiento para usted. Todo esto asegurará el entendimiento y los objetivos antes de intentar resolver el problema.
- Realizar un esquema
Recomiendo a la persona que está abordando la solución del problema que realice un esquema real del sistema físico en cuestión, a su vez es bueno que haga una anotación o apartado de información relacionada con la figura o esquema, este bosquejo ayudará mucho, y no tiene que necesariamente ser elaborado perfectamente, con tan solo que el esquema logre demostrar una semejanza real al sistema de estudio donde se puedan mostrar las características más importantes para el estudio.
- Suponer y aproximar datos
Todo lo que se piensa para resolver un ejercicio es bueno, nuestras ideas aunque mal pensamos que no tienen que ver con la solución del ejercicio, es bueno tomarlas en cuenta. Por ello recomiendo enunciar las suposiciones y aproximaciones que más se acercan a la realidad de la solución del problema físico planteado. Es bueno considerar valores razonables para las cantidades restantes que son necesarias. Por ejemplo, en ausencia de ciertos datos específicos como por ejemplo la presión atmosférica, es recomendable tomar el valor de una atmósfera (1 atm).
- Considerar el análisis de las leyes físicas en la resolución de ejercicios
Es necesario tomar en cuenta el poder aplicar el análisis e incorporación de leyes y principios físicos pertinentes, a su vez también es importante que se tenga la capacidad de poder reducir estos enunciados o leyes físicas a una forma más simple de aplicación pudiendo utilizar las consideraciones planteadas en el ejercicio. Sin embargo es necesario dejar ciertas cosas en claro, primero se debe considerar que la región donde se aplica la ley física se debe identificar primero de manera clara.
Un ejemplo de cómo se pueda incorporar una ley física es la siguiente:
El incremento en la velocidad del aire que fluye por una tobera se analiza aplicando la conservación de masa entre la entrada y la salida de la tobera. (Primera ley de la termodinámica: Ley de conservación de la energía)
- Realizar los cálculos correspondientes.
Es conveniente siempre llevar las ecuaciones matemáticas a la mínima expresión, aplicando despejes y propiedades matemáticas que faciliten la sustitución de las cantidades físicas conocidas. También es importante poner especial atención en las unidades y las eliminaciones de éstas, para ello es necesario tener en cuenta que una dimensión sin unidad carece de sentido.
- Después de los cálculos del problema físico. (razonamiento, comprobación y análisis)
Compruebe para asegurarse de que los resultados obtenidos son razonables e intuitivos, y corrobore la validez de las suposiciones cuestionables. Muchas veces nos queda tiempo para comprobar los resultados obtenidos, para ello podemos tomar esos resultados y compararlos con situaciones de la vida real. Ese tiempo es importante para que analicemos los valores cuestionables de las suposiciones iniciales que se hicieron al inicio del ejercicio.
Señale también el significado de los resultados y analice sus implicaciones. Exprese las conclusiones posibles y cualquier recomendación que se pueda hacer a partir de éstas. Por ejemplo qué significado tiene que una distancia me dé negativo, por distancia= -5m, esto significa que no existen distancias negativas, en este caso el signo negativo significa que se está moviendo en sentido diferente a la ubicación natural del movimiento.
Tome en cuenta que las soluciones que presente a sus profesores y cualquier análisis de ingeniería presentado a otras personas, son una forma de comunicación. Así, la pulcritud, organización, integridad y apariencia visual son de suma importancia para la máxima eficacia.
Espero que este artículo sea de mucha utilidad para todo el público steeminiano en general, y en especial a alumnos y docentes a todos los niveles de educación.
Saludos de su amigo @carlos84.