Como se da un Ejemplo de método científico aplicado a un problema de la vida real

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FÍSICA UNIDAD UNO

Por José Ignacio Flores Silva

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Introducción

En el siguiente documento veremos todo lo aplicado durante la primera unidad de la materia de física, viendo así:
-Sistemas de unidades, tanto el SI como el inglés.
-Sistemas vectoriales y operaciones con los mismos.
-Componentes en sistemas vectoriales.
-Resultados en notación científica.
-Método científico paso a paso, dando el análisis final correspondiente al final del todo.

Se aplicará lo siguiente a alguna situación de la vida real como ejemplo.

Problema:
Un guardia de bosque fue encargado de marcar los perímetros de una zona forestal sin explorar y además, descubrir la distancia (desplazamiento) entre las “puntas” de la zona y la torre principal. Para empezar el recorrido, caminó 50km al sur-este con dirección de 30° y llegó a la primera esquina de la zona, desde ahí, camina 30km en dirección 80° a norte-este hasta topar con la otra esquina. Desde ahí regresa directamente hasta la torre.

Empezaremos aplicando lo que es el método científico, para no confundirnos después, hablaré de “nosotros”.

1- Observación: Vemos que para resolver este problema tendríamos que utilizar el sistema de coordenadas vectoriales. Nos las coordenadas polares, las cuales traduciremos a coordenadas cartesianas. Tenemos todos los datos necesarios para realizar los cálculos.

2- Hipótesis: Para empezar, podemos deducir que el terreno o zona que le han asignado a este guardia, es triangular porque nos están dando coordenadas de las cuales la primera parte del origen y la segunda parte de la primera. Además, desde el segundo punto, el guardia regresa directamente, o séase, que no regresa por donde vino, sino que toma otro camino así que ahí tendríamos nuestro triángulo formado. Ya con todo esto, habría que calcular las distancias y los puntos exactos donde se encuentran. Ojo, esta última distancia no sé de cuánto es así que habrá que calcularla igual.

      3- Experimentación: Empezamos viendo que se deben calcular las componentes en cada uno de las dos coordenadas vectoriales.
Dada la teoría de sistemas vectoriales, utilizaremos coordenadas polares, coordenadas cartesianas y funciones trigonométricas para resolver. Comenzaremos graficando con los datos que nos dan: 

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Aquí vemos representada la gráfica, ahora lo que debemos hacer es encontrar las componentes en A y en B, aquí las vemos representadas: [pic 5]

Ahora, para calcular todas las componentes, usaremos las funciones trigonométricas. Iniciemos por las de X.

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Aquí lo que se hizo fue despejar en las funciones trigonométricas para buscar la componente que queríamos, se utiliza coseno cuando buscamos al cateto adyacente al ángulo y se usa  seno cuando buscamos el cateto opuesto al ángulo, aquí vemos las fórmulas originales:
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Ahora seguimos con las componentes de Y, al igual que en las de X, usamos funciones trigonométricas:
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Tal que así, nos quedan las coordenadas cartesianas de los vectores A y B, las cuales son: [pic 9]

¿Por qué Bx en las coordenadas no son las mismas?
Bueno, es fácil, eso es porque se sumaron las componentes de A con las de B porque B comienza en A, así que debían sumarse para dar el resultado completo, eso fue debido a que el problema nos lo decía así y utilizamos pensamiento lógico. Ya después de sacar todas las componentes, las vemos representadas en el plano, al igual que los vectores iniciales:
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