DESCRIPCIÓN

1. Revisar la presentación vista en clase. Asistir a una práctica experimental al Laboratorio de Física.

2. Investigar un fenómeno físico simple (caída libre, péndulo, tiro parabólico, movimiento, etc.), analice los conceptos y identifique las ecuaciones, formulas para la solución del problema.

3. Diseñe el esquema de solución.

4. Formule el modelo (expresión numérica, diagrama de flujo o pseudocódigo)

5. Implemente el modelo en un lenguaje de programación.

6. PRUEBAS:

7. Defina los datos de prueba, tipo de datos y rangos de los valores, funciones generadoras de pseudoaleatorios.

8. Realice el plan de prueba: defina el tamaño de la muestra de entrada (número de ejecuciones).

9. Compruebe los resultados.

10. Muestre los resultados obtenidos con tablas, gráficos o animación.

Entregar reporte de la actividad en clase conteniendo portada, descripción del problema, resultados, conclusiones y referencias.

Ley de Coulomb

En esta práctica vamos a simular la Ley de Coulomb en Netlogo, la cual es una ley experimental que cuantifica la fuerza entre dos partículas estacionaras eléctricamente cargadas. Informalmente, cargas iguales se repelen y cargas opuestas se atraen.

El código es en esencia:

force = aplicar de Ley de Coulomb
particle = atan [Y(force), X(force)]

Modelo del sistema

Simularemos el sistema con el siguiente modelo: las partículas serán tortugas cuyo compartamiento sigue la ley de Coulomb, esto es, $F_e=k_e\dfrac{|q_1q_2|}{r^2}$ donde $k_e$ es la constante de Coulomb $k_e=8.988\times10^9 NmC^{-2}$$k_e=8.988\times10^9 Nm^2C^{-2}$, $q_1$ y $q_2$ son magnitudes de la carga eléctricas medidas en $C$ (coulombs), $r$ es la distancia entre las partículas.

En Netlogo, podemos crear $N$ partículas donde cada una tiene una magnitud $q$ y posición aleatorias, la segunda cambia con respecto al tiempo. Esto es, siguen una distribución uniforme, la primera entre valores entre $10$ y $20$ $C$, la segunda lo mismo pero los límites son determinados por el tamaño del canvas.

Pruebas y resultados

El usuario puede seleccionar los datos de prueba, tipo de datos y rangos de los valores gracias a la fácil creación de interfaces de Netlogo. Para nuestra simulación, nos limitaremos a $N=2$ partículas, con los valores aleatorios previamente señalados.

En el estado inicial, el simulador coloca de manera aleatoria las cargas y declara sus magnitudes.

El caso cuando las magnitudes eléctricas son positivas y negativas:

En el estado final, podemos observar que las cargas convergen a una misma posición.

El caso cuando las magnitudes eléctricas son iguales:

En el estado final, podemos observar que las cargas se oponen entre sí.

Conclusiones

Con NetLogo hemos simulado un sistema electromécanico que en nuestro caso fue modelado de manera simplificada por la Ley de Coulomb. Así, podemos decir con confianza que nuestra simulación fue exitosa, dado que los agentes (las partículas) se comportaron como se esperaba.

Referencias

04. FÍSICA DEL MOVIMIENTO APLICADA - Gonzalo Gálvez Coyt - IPN - México 2008.pdf. (2023, February 28). Retrieved from https://colaboracion.uv.mx/quimica/xalapa/aherrera/f_/_layouts/15/WopiFrame.aspx?sourcedoc=/quimica/xalapa/aherrera/f_/MATERIAL/04. FÍSICA DEL MOVIMIENTO APLICADA - Gonzalo Gálvez Coyt - IPN - México 2008.pdf&action=default

"NetLogo Home Page." 20 Feb. 2023, ccl.northwestern.edu/netlogo.

Exercise 1 - Coulomb’s law. (2022, February 20). Retrieved from https://cg.sanchezcarlosjr.com/2022/02/20/simulations-exercise1.html

Coulomb's Law With Point Charges. (2023, February 22). Retrieved from https://www.geogebra.org/m/w29drqed

Papers, MathArg. "Conjuntos de Julia." YouTube, 30 July 2021, www.youtube.com/watch?v=PBpPw24I4U8&ab_channel=MathArgPapers.