FisMat

Equipo de Desarrollo

<<Guión y dirección del proyecto>> Lic. Osmely Fernández Lliteras

<<Equipo de programación>>

Lic. Osmely Fernández Lliteras Lic. Maikel Cabrera

Ronny Rodríguez Lloró Yainiel Clavijo Iglesias

Seidel López García

<<Diseño>> Orielvis Padrón Rodríguez

<<Video>>

Oramys Brito Fregel Orielvis Padrón Rodríguez

<<Colaboración>>

Lic. Liván Ayala Espinosa Janet Ulloa Ruiz

Fanny Felipe Izquierdo Lic. Amaya Delgado Varona

Guía del Usuario de FisMat

Centro de Estudios de Software Educativo CEnSoE

Introducción al FisMat

El FisMat constituye una herramienta de trabajo destinada a los profesores y alumnos para las asignaturas

de ciencias, específicamente para Física y Matemática. Puede ser empleado en niveles de enseñanza que van

desde la Secundaria Básica hasta el nivel Universitario, gracias al carácter tan variado de sus posibilidades.

El FisMat es un simulador Físico-Matemático cuya función fundamental es la de elaborar animaciones

interactivas de objetos que se desplazan a partir de ecuaciones Matemáticas. Contiene una amplia gama de

objetos insertables de carácter multimedia entre los que se encuentran Imágenes, Sonidos y Videos. Entre

los objetos interactivos aparecen Medidores de Magnitudes, Cursores, Vectores, etc. El FisMat además

permite un amplio trabajo gráfico para el estudio del comportamiento de las variables para cualquier

ecuación Matemática, acorde a los niveles antes mencionados, mediante el empleo de gráficas con alto nivel

de configuración y que son elementos imprescindibles para la Física y la Matemática. Otro elemento

importante con que cuenta esta herramienta es la posibilidad de reproducir experimentos de laboratorio

(Física) al trabajar con los valores recogidos durante la práctica experimental para un posterior estudio más

profundo en el ordenador. Cuenta con un acceso directo a la calculadora del sistema, un Convertidor de

unidades Físicas, una Tabla de constantes, un Editor de gráficas, entre otros. El objetivo perseguido en su

elaboración es lograr el desarrollo de un producto informático que pueda ser empleado como medio de

enseñanza de alta calidad para el profesor y los estudiantes en las asignaturas de Física y Matemática.

Características generales del FisMat: El FisMat cuenta con los siguientes elementos:

? Hoja Lógica.

? Ventana de Animación.

? Tabla.

? Gráfica.

? Editor de gráficas.

? Editor de movimientos.

? Convertidor de unidades.

? Tabla de constantes Físicas.

Hoja lógica: Constituye una hoja con un pequeño lenguaje que permite interpretar ecuaciones, funciones matemáticas, condiciones, etc. para declarar variables y ecuaciones que serán evaluadas por el FisMat, mediante las cuales se desarrollarán las animaciones.

Ventana Animación: Ventana principal del software que permite diseñar y ejecutar las simulaciones. Cuenta con una lista de objetos insertables e interactivos que muestran o asignan valores a las variables declaradas en la Hoja Lógica. Dentro de los objetos se encuentran Imágenes, Videos, Sonidos, Vectores, Gráficas, etc.

Tabla: La Tabla es un elemento fundamental para la Física y la Matemática y su función esencial es la de almacenar y procesar datos de las variables declaradas en la Hoja lógica.

Gráfica: Muestra el comportamiento de una variable en el transcurso de la simulación y es vital en el estudio de las magnitudes Físicas y Matemáticas.

Editor de gráficas: Permite diseñar gráficas del tipo y=f(x) que posteriormente rija el comportamiento de una variable.

Editor de movimiento: Muestra un cuerpo de prueba que puede ser manipulado mediante un control y de este modo asignarle los valores de su posición a dos variables declaradas.

Convertidor de unidades: Muestra la conversión de unidades Físicas en varios sistemas de medidas. Contiene más de 120 combinaciones.

Tabla de constantes físicas: Muestra los valores de algunas magnitudes Físicas. Así como los símbolos con los que se representan dichas constantes.

Funcionamiento:

El FisMat permite diseñar animaciones interactivas con recursos multimedia para simular procesos físicos y matemáticos. Su funcionamiento se basa en la interpretación por parte del programa de ecuaciones matemáticas que serán utilizadas en la animación para mover objetos e interactuar con estos. El FisMat brinda innumerables ventajas no solo como medio de enseñanza, sino también como herramienta de investigación y estudio para el alumno y el profesor.

¿Qué puedo hacer con el FisMat? Todo fenómeno que pueda ser representado teóricamente mediante ecuaciones matemáticas (y que incluye las operaciones fundamentales, funciones trigonométricas, etc.) puede ser perfectamente simulado mediante el FisMat en un ambiente de dos dimensiones (2D). Partiendo de esta idea y de la creatividad del diseñador de la animación, este software permitirá elaborar gran parte de las simulaciones para su posterior uso como medio de enseñanza.

Las posibilidades más importantes del FisMat:

? Insertar: Etiquetas, Imágenes, Videos, Sonidos, Cajas de valores, Vectores, Cursores, Medidores de magnitudes, Gráficas de magnitudes, Puntos. Para la elaboración de las simulaciones.

? Modificar interactivamente el valor de variables que intervengan en el proceso simulado.

? Estudiar el comportamiento de magnitudes mediante Gráficas, Medidores, Etiquetas, Tablas.

? Realizar cálculos extensos en los que intervengan múltiples ecuaciones y datos.

? Trabajar con una tabla con características especiales para realizar cálculos con funciones, asignar series de valores a una variable, etc.

? Después de recoger datos experimentales en el laboratorio de física, es posible reproducirlo en una simulación para de esta manera estudiarlo con las herramientas que brinda el programa.

? No sólo los movimientos mecánicos que responde a ecuaciones matemáticas pueden ser simulados, puesto que el FisMat cuenta con una herramienta para el diseño de movimientos mediante el ratón que permite elaborar y “grabar” cualquier movimiento para estudiarlo en cualquier momento.

? No sólo se puede graficar el comportamiento de una magnitud a partir de la evaluación de una ecuación, sino que podemos desarrollar el proceso inverso, que consiste en elaborar inicialmente una gráfica que representará las variaciones de una magnitud y a partir de esta, mover cuerpos.

? El FisMat contiene una gráfica con múltiples opciones para el estudiante y el profesor que permiten representar las variaciones de magnitudes a pantalla completa, representar la línea de tendencia, el área bajo la curva de funciones (integral), además de la posibilidad de enviar sus datos a una hoja Excel. Tiene un alto grado de configuración y la posibilidad de copiar su imagen para ser pegada en otra aplicación.

Como toda nueva tecnología educativa el FisMat llega con una gran cantidad de ventajas para la enseñanza de la Física y la Matemática, de las cuales vamos a mencionar algunas de carácter práctico, teórico y metodológico:

1. Sencillez: La elaboración de las simulaciones es, en general, una labor sencilla y no se requieren grandes conocimientos de computación; por tanto, cualquier profesor de Física puede utilizarla con solo un poco de práctica. Esta sencillez no significa, sin embargo, que cualquiera pueda diseñar conscientemente un experimento simulado, ya que los conocimientos de Física y de su metodología, sí son indispensables para el cumplimiento de los objetivos trazados para explotar al máximo sus potencialidades educativas.

2. Ventajas materiales: Partiendo de la posibilidad del empleo de las computadoras, es posible reducir considerablemente las dificultades por falta de instrumentos y materiales en el laboratorio de Física.

3. Cientificidad: El proceso de la experimentación científica en los últimos años tiende al uso de los más sofisticados medios tecnológicos, con el objetivo de obtener resultados más fiables y con el menor grado posible de errores. En este proceso, la computadora ha jugado un rol importantísimo en la parte de la acumulación y procesamiento de datos con el uso de las interfaces. Por ello, el uso de las computadoras en la enseñanza de la Física y la Matemática es casi una necesidad que consolida el carácter científico de la enseñanza. El FisMat particularmente brinda: datos y gráficos que permiten un verdadero estudio experimental de un fenómeno dado, convirtiéndose en una herramienta investigativa para el estudiante y el profesor.

4. Interdisciplinariedad: Este software permite un amplio análisis gráfico de los movimientos y el comportamiento de magnitudes que varían según ecuaciones matemáticas como recta, parábola, hipérbola, elipse, circunferencia. Por tanto, es posible hacer un trabajo conjunto dentro del Departamento Docente entre las asignaturas de Física, Matemática y Computación.

Requerimientos técnicos

Memoria RAM: 64 MB o superior.

Procesador a 300 MHz o superior. Tarjeta de video que soporte:

- Resolución de pantalla mínima de 800 X 600.

- Calidad de color a 16 bits (media) o superior. Tarjeta de sonido.

Lector de CD para la instalación.

Sistema Operativo: Windows 98, Windows 98 Segunda Edición, Windows Millenium, Windows 2000 o Widows XP.

Hoja lógica

La Hoja lógica es el elemento de partida para la elaboración de una simulación en FisMat. La Hoja lógica es un editor de texto con características especiales para la interpretación de las ecuaciones matemáticas, datos, casos, condiciones, constantes, etc. (ver Lenguaje de la Hoja Lógica). Su Función es establecer las variables, condiciones y leyes bajo las cuales funcionará la simulación y trabajará el usuario al diseñarla. Esta se compone de los siguientes elementos:

Fig.1

a- Botones de acción. b- Hoja de escritura. Permite la escritura de las ecuaciones y su interpretación. c- Indicador de estado de interpretación. d- Librería de códigos. Almacena las funciones, caracteres, palabras reservadas, etc. Que conforman el

lenguaje de la Hoja lógica. Con hacer doble clic sobre una hoja de código ( ) su contenido se escribe inmediatamente en la hoja de escritura con la sintaxis correspondiente.

e- Hoja de código. Contiene las funciones, caracteres, palabras reservadas, etc. y su sintaxis de escritura. Con hacer doble clic sobre ella su contenido se escribe inmediatamente en la hoja de escritura con la sintaxis correspondiente.

f- Libro de código. Agrupa y almacena un grupo de hojas de código. Para acceder a las hojas de código despliegue los libros de códigos mediante el signo + junto a cada libro. Botones de acción:

Fig.2

1. Nueva hoja. Crea una nueva hoja en blanco y elimina el contenido de la enterior. 2. Abrir. Abre una hoja existente (fichero de extensión hlg). 3. Guardar. Guarda el contenido de la hoja en un fichero de extensión hlg. Este fichero puede ser

abierto por la Hoja lógica mediante el botón Abrir. 4. Informe. Muestra un informe que recoge todas las variables que se emplearon en la hoja, de las

ecuaciones, las variables dependientes e independientes, el número de casos declarados y la variable del contador.

5. Calcular. Permite realizar el cálculo de una variable declarada en la hoja. 6. Ayuda simple. Muestra un documento que recoge brevemente los elementos fundamentales para la

escritura en la hoja. 7. Ocultar. Oculta la Hoja lógica sin que se pierda su contenido. Para volver a visualizarla utilice el

menú Elementos de la ventana principal o el botón correspondiente el la barra de herramientas de dicha ventana.

8. Interpretar. Ejecuta la interpretación de la Hoja lógica. Librería de códigos: La Librería de códigos está formada por cinco libros de código que a su vez, estos están formados por hojas de código. Su función fundamental es la de servir de referencia y ayuda rápida al usuario, mientras escribe en la hoja de escritura.

Fig.3

a- Librería de códigos. b- Libros de código. c- Hojas de código.

d- Nodo de despliegue. Para ver las hojas de código haga clic en los nodos de despliegue correspondientes a cada libro de código. Al seleccionar una hoja de código que contenga una función con una sintaxis determinada u otra explicación, se desplegará el panel de sintaxis por la parte inferior de la Hoja lógica. Para insertar el código de la hoja de código seleccionada, haga doble clic sobre esta. Otro elemento importante de la Hoja lógica es el panel de sintaxis (Fig. 4). Este no se encuentra visible todo el tiempo, solo se muestra cuando se selecciona una hoja de código, que contenga una función con una determinada sintaxis. Su objetivo es el de mostrar la sintaxis y una explicación breve de algunas de las funciones que forman parte del lenguaje.

Fig.4

Librería de códigos

La Librería de códigos está formada por cinco libros de código que a su vez, estos están formados por hojas de código. Su función fundamental es la de servir de referencia y ayuda rápida al usuario, mientras escribe en la hoja de escritura.

e- Librería de códigos. f- Libros de código. g- Hojas de código. h- Nodo de despliegue.

Para ver las hojas de código haga clic en los nodos de despliegue correspondientes a cada libro de código. Al seleccionar una hoja de código que contenga una función con una sintaxis determinada u otra explicación, se desplegará el panel de sintaxis por la parte inferior de la Hoja lógica. Para insertar el código de la hoja de código seleccionada, haga doble clic sobre esta.

Botones de acción

Todas las funciones que se ejecutan en la Hoja lógica se encuentran en la barra de botones que se encuentra en la parte superior de la ventana. Las funciones de estos botones se explican a continuación:

a- Nueva hoja. Crea una nueva hoja en blanco y elimina el contenido de la enterior. b- Abrir. Abre una hoja existente (fichero de extensión hlg). c- Guardar. Guarda el contenido de la hoja en un fichero de extensión hlg. Este fichero puede ser

abierto por la Hoja lógica mediante el botón Abrir. d- Informe. Muestra un informe que recoge todas las variables que se emplearon en la hoja, de las

ecuaciones, las variables dependientes e independientes, el número de casos declarados y la variable del contador.

e- Calcular. Permite realizar el cálculo de una variable declarada en la hoja. f- Ayuda simple. Muestra un documento que recoge brevemente los elementos fundamentales para la

escritura en la hoja. g- Ocultar. Oculta la Hoja lógica sin que se pierda su contenido. Para volver a visualizarla utilice el

menú Elementos de la ventana principal o el botón correspondiente el la barra de herramientas de dicha ventana.

h- Interpretar. Ejecuta la interpretación de la Hoja lógica.

Lenguaje de la Hoja lógica

Para poder comunicarnos con el programa y específicamente con la Hoja lógica debemos seguir un pequeño conjunto de reglas muy simples, para que la hoja interprete exactamente lo que le queremos comunicar. El medio mediante el cual se establece esta comunicación es el lenguaje de la Hoja lógica. Este lenguaje está formado por un conjunto de funciones y símbolos. El usuario no tiene que recordar todos estos elementos del lenguaje gracias al auxilio de la Librería de códigos. La Librería de códigos se encuentra en el panel izquierdo de la Hoja lógica y su función es la de almacenar todos los elementos del lenguaje (ver tema Librería de códigos). La Hoja lógica admite fundamentalmente ecuaciones matemáticas que incluyen operaciones básicas tales como la suma, resta, multiplicación, división, potenciación, etc. Es importante destacar que al final de cada ecuación es obligatorio poner un punto y coma (;). Con lo dicho hasta el momento se comprende que un ejemplo de escritura en la Hoja lógica podría ser el siguiente: A = B + C; B = 10; C = 16; D = A + 5; En este caso el orden no es importante ya que pudimos haber escrito: D = A + 5; A = B + C; C = 16; B = 10; o cualquier otra combinación. Observe como todas las variables de este ejemplo tienen un valor (ya sea numérico o una ecuación), esto no es coincidencia ya que la hoja lógica exige que así sea o mostrará un mensaje de error (ver Errores de escritura). Esto quiere decir que, si escribimos A = B +C; tenemos que definir el valor de B y C o la ecuación a que estas equivalen. Este lenguaje cuenta con una estructura para la asignación de valores a variables que consideremos como datos y cuyo valor puede variar en el transcurso de la animación mediante un objeto asignador. Expliquemos esto con más detalle: En el ejemplo escrito anteriormente, a las variables B y C se le asignaron valores. Estos valores son interpretados por la hoja lógica como valores constantes y no modificables; es decir, ningún objeto asignador (cursor, caja de valores, etc.) puede modificar su valor, sino solo mostrarlo. Decimos entonces que las variables B y C fueron declaradas como constantes. Los valores de las variables declaradas como constantes no pueden ser modificados por ningún objeto asignador en tiempo de ejecución. Para que estas variables no se interpreten como constantes, sino como parámetros modificables durante la animación, entonces hay que declararlas como variables de valor inicial. Para declarar una variable con valor inicial y no constante tenemos que limitarlas por dos líneas de comando que son: “Datos:” y “Fin de datos”. Nuestro ejemplo quedaría así: D = A + 5; A = B + C; Datos: B = 10; C = 16; Fin de los datos Ahora sí es posible modificar los valores de B y C mediante un Cursor u otro objeto asignador, puesto que los valores que escribimos ya no serán valores constantes sino valores iniciales y perfectamente modificables. Nota: Sólo puede existir una declaración de datos, aunque esta puede estar en cualquier lugar de la Hoja lógica.

La Hoja lógica diferencia a las variables en dos grupos fundamentales: las variables dependientes y las independientes. Las variables dependientes son las que se encuentran en el miembro izquierdo de al menos una ecuación. Las variables independientes son las que conforman el miembro derecho de las ecuaciones. En nuestro ejemplo las variables B y C son independientes mientras que A y D son dependientes. Por otra parte las variables independientes pueden ser de dos tipos: las declaradas como valor inicial y las declaradas como constantes, como explicamos anteriormente (Fig. 1).

Fig. 1 Las variables declaradas como valor inicial son las que se declaran dentro del área de datos. Los valores de estas variables se pueden modificar durante la animación, mediante los objetos asignadores. Las variables declaradas constantes son las que se declaran fuera del área de datos. Los valores de estas variables no pueden ser modificados durante la animación mediante los objetos asignadores. Por ejemplo: A = B + C + K; K = 10; Datos B = 5; C = 16; Fin de datos En este caso la variable dependiente es A, las independientes B, C y K. Con esta estructura la variable K es una constante y su valor no podrá ser modificado durante la simulación, lo cual no ocurre con B y C. Sin embargo si movemos la declaración K = 10; hacia el área de datos entonces K se convierte en una variable declarada como valor inicial y por tanto, modificable en tiempo de ejecución. Es importante dominar estos detalles al planificar una simulación, puesto que esto define si la variable podrá ser modificada durante la ejecución. Por otra parte, el lenguaje nos brinda la posibilidad de emplear un recurso importante en toda simulación de experimento y es el uso de los casos. Estos son circunstancias en las que en el estudio de un fenómeno, se reúnen ciertas condiciones específicas y en las cuales las variables del fenómeno estudiado toman determinados valores, una situación similar podemos simular mediante el FisMat con solo hacer una declaración de casos. La hoja lógica admite hasta tres casos.

Analicemos la siguiente situación: Queremos escribir las ecuaciones, datos y casos necesarios para simular el movimiento de un auto y necesitamos que se observen dos tipos de movimiento, el acelerado y el uniforme, es decir, en un primer caso la aceleración tendría un valor distinto de cero y en el segundo caso un valor igual a cero. ¿Cómo podemos escribir esto? X=Xo+Vo*t+(a*t^2)/2; Xo=0; Vo=0; Datos: Casos:2 a=0,5; Fin de casos Fin de datos Observe detenidamente el código escrito, lo primero que llamará la atención es el uso de la variable t y que no está definido su valor en ningún lugar. Esta es la variable del contador (ver Contador) y su valor es asignado por el Contador de la Animación (ver Animación), es decir, la ecuación se va evaluando para distintos valores de t. Estos valores pueden ser modificados en la ventana de propiedades del Contador, así como la variable empleada. En lugar de t puede emplearse cualquier otra variable. Aclarado lo anterior podemos continuar con la declaración de Casos. Observe como se establece el número de casos “Casos:2” y cómo se define que para un primer Caso la variable a será igual a cero y para el segundo Caso será igual a 5. Esto se hace escribiendo a=0,5; (los valores de cada Caso se separan por comas). Después que la Hoja lógica interprete esto, entonces se activará en la Animación las opciones de Casos declarados en el Selector de casos (Fig.2) el cual permitirá pasar de un Caso a otro y observar el mismo experimento bajo distintas condiciones.

Fig. 2

NOTA:

- Sólo puede existir una declaración de Casos. - Tiene que existir una correspondencia entre el número de casos definidos y la cantidad de valores

asignados a la variable dentro de los casos. - Para escribir los números decimales se emplea el punto, lo que será útil si necesitemos escribir

casos donde los valores sean decimales: Casos:3 A = 3.1, 8, 9.7; Fin de casos

- La declaración de casos tiene que estar dentro del área de datos. - Si necesitamos declarar un dato que no varía su valor en cada caso, entonces se escribe en el área

de datos y fuera del área de casos: A = b + c; Datos: B = 5; Casos: 3 C = 8, 3.9, 2; Fin de casos Fin de datos.

En este ejemplo B es un dato (variable independiente declarada como valor inicial) que mantiene su valor para todos los casos, mientras que C toma el valor 8 para el primer caso, 3.9 para el segundo y 2 para el tercero. Como B está dentro de los datos, su valor es modificable aunque no varía al pasar de un caso a otro. Para mayor claridad se han marcado los limitadores del área de datos en rojo y los de casos en azul. El lenguaje incluye además la posibilidad de enumerar las ecuaciones. (Esta numeración no tiene ninguna repercusión sobre la interpretación en esta versión del FisMat). Utilice la librería de códigos (panel izquierdo

de la Hoja lógica) para insertar los números de ecuación, haciendo doble clic en la hoja Número de ecuación, del primer libro de códigos (Fig. 3). Si desea que los números de las ecuaciones comiencen en un valor determinado, emplee la hoja de código Rango, que se encuentra justamente debajo de la del número de ecuación.

Fig. 3

Otro elemento es el empleo de Comentarios. Un Comentario es un fragmento de texto que puede ser escrito en la hoja y que no influye en la interpretación del código. Puede ser empleado a modo de aclaración o para dejar algún mensaje dirigido al futuro usuario de la simulación. Los comentarios estarán limitados por el carácter “ ‘ “. Este carácter se puede obtener mediante la combinación Alt + 39. Un ejemplo de comentario: ‘la siguiente ecuación representa una línea recta’ y = mt + n; m =5; n = 6; ‘Donde m es la pendiente’ Para escribir números decimales emplearemos el punto, mientras que usaremos la letra E para expresar la potencia de base 10, de vital importancia para la escritura en notación científica. De esta manera si deseamos escribir 2.7 x 1022 lo hacemos de la forma 2.7E22. El lenguaje cuenta además con funciones y constantes predefinidas como: Seno(n)-------------------------devuelve el seno. Cos(n)--------------------------devuelve el coseno. Tan(n)--------------------------devuelve la tangente. Atan(n)-------------------------devuelve el arcotangente. Aseno(n)-----------------------devuelve el arcoseno. Acos(n)-------------------------devuelve el arcocoseno. Raíz#(n)------------------------devuelve la raíz enésima (#) de un número. Abs(n)--------------------------devuelve el valor absoluto de un número. Fact(n)--------------------------devuelve el factorial de un número. Redondear (num., nlugares)----devuelve un valor redondeado de num. con n lugares después de la coma. Log(x,n)------------------------ devuelve el logaritmo de base n de x. Ln(x)---------------------------- devuelve el logaritmo natural de x. Aleatorio()----------------------devuelve un número aleatorio entre 0 y 1. Grados(n) ----------------------convierte de radianes a grados. Radianes(n)---------------------convierte de grados a radianes. Delta(x)-------------------------devuelve el valor en que varia x durante la simulación. Pi()------------------------------devuelve el valor de la constante Pi Estas funciones y palabras reservadas, así como la sintaxis de su escritura se pueden encontrar en la Librería de códigos de la Hoja lógica (ver Librería de códigos). Esta librería elimina la necesidad de recordar todas las funciones del código y sus sintaxis. Para insertar una función, carácter especial u otro elemento del lenguaje, basta con seleccionarlo en la librería y hacer doble clic.

Otro elemento favorable que nos brinda la Hoja lógica es la posibilidad del uso de condiciones simples, las condiciones posibilitan darle un valor u otro a una variable tras el cumplimento o no de una condición. La sintaxis es la siguiente: Variable = Si (condición, valor por verdadero, valor por falso); Veamos un ejemplo para entender mejor esta estructura: Necesitamos que un cuerpo se mueva con movimiento uniforme durante los primeros cinco valores de t (t es la variable del contador en este ejemplo). Para ello tenemos que lograr que en este intervalo la variable (a) sea igual a cero (a es la aceleración). Después de transcurrir este intervalo necesitamos que el cuerpo continúe con un movimiento acelerado, con aceleración igual a 8 (a = 8). Para lograr esto necesitamos una condición que le asigne a la aceleración el valor cero si t < 5 y le asigne el valor 8 para los valores de t > 5. Para ello escribimos la condición seguida por la ecuación correspondiente (el orden no influye). ‘Ecuación del movimiento’ X=(a*t^2)/2; ‘Condición’ A=Si(t<5, 0, 8); La condición puede interpretarse de la siguiente forma: Si t < 5 entonces a = 0, sino a = 8. Recomendaciones:

1. Los nombres de las variables no pueden contener números, signos de puntuación ni operadores aritméticos.

2. No se reconocen diferencias entre mayúsculas y minúsculas. Por tanto la variable Abc es la misma que abc.

3. Todas las variables necesitan un valor. Las variables tienen que estar igualadas a una ecuación (por ejemplo: var=22+t;), constituyendo el miembro izquierdo o igualadas a un valor numérico (por ejemplo: Po=54;).

4. Las variables igualadas a un valor numérico pueden ser declaradas como: a- Valor constante. Cuando la igualdad se sitúa fuera del área de datos. b- Valor inicial.

Cuando la igualdad se sitúa dentro del área de datos. 5. Para que a una variable se le puedan asignar valores desde un control de la animación en tiempo de

ejecución, esta tiene que ser declarada en el área de datos, y por tanto ser una variable de valor inicial.

6. No deje NUNCA espacios en el código escrito. (los saltos de líneas no son espacios). Un espacio en al código puede generar un error de interpretación que en ocasiones resulta difícil encontrar y erradicar.

7. No escriba comentarios dentro del área de datos.

Sugerencias para la escritura en la Hoja lógica

8. Los nombres de las variables no pueden contener números, signos de puntuación ni operadores

aritméticos. 9. No se reconocen diferencias entre mayúsculas y minúsculas. Por tanto la variable Abc es la misma

que abc. 10. Todas las variables tienen que tener un valor. Las variables tienen que estar igualadas a una

ecuación (por ejemplo: var=22+t;), constituyendo el miembro izquierdo o igualadas a un valor numérico (por ejemplo: Po=54;).

11. Las variables igualadas a un valor numérico pueden ser declaradas como: a- Valor constante. Cuando la igualdad se sitúa fuera del área de datos. b- Valor inicial.

Cuando la igualdad se sitúa dentro del área de datos. 12. Para que a una variable se le puedan asignar valores desde un control de la animación en tiempo de

ejecución, esta tiene que ser declarada en el área de datos, y por tanto ser una variable de valor inicial.

13. No deje NUNCA espacios en el código escrito. (los saltos de líneas no son espacios). Un espacio en al código puede generar un error de interpretación que en ocasiones resulta difícil encontrar y erradicar.

14. No escriba comentarios dentro del área de datos.

Informe

El Informe es una herramienta de retroalimentación para los usuarios puesto que brinda información sobre lo interpretado por el FisMat en la Hoja lógica. Este posibilita comprobar si se ha interpretado la información introducida de la manera que queremos. Entre la información que brinda está la lista de ecuaciones empleadas, la lista de todas las variables, la lista de las variables independientes y dependientes, el número de casos declarados y la variable del contador.

Introducción a la animación

La Animación es el elemento más Importante del FisMat ya que en ella se desarrolla toda la simulación a partir de las variables declaradas en la Hoja lógica. Entre sus partes se encuentran:

Fig. 1

a- Contador. b- Selector de casos. c- Barra de herramientas de la animación. d- Barra de objetos. e- Pantalla de la animación. f- Botón para ocultar y mostrar el panel superior.

El contador:

Fig. 2

El Contador es el encargado de evaluar las ecuaciones que se introduzcan en la Hoja lógica a partir de la asignación de valores discretos a una variable especial. La variable a la que el Contador le asigna valores la llamaremos variable del contador.

a- Iniciar la simulación. b- Pausar la simulación. c- Detener la simulación. d- Botón de Opciones del Contador (configuración). e- Valor actual del contador. f- Valor máximo que alcanzará el contador. g- Valor mínimo que alcanzará el contador. h- Botones de posición. Permiten ubicar la animación en cualquier momento de la simulación. Para ello

la animación tiene que estar en estado de pausa. i- Barra de progreso. Indica la posición del momento actual dentro del rango a asigna a la variable del

contador.

El selector de casos:

Fig.3

El Selector de casos permite ir de un caso a otro durante la ejecución de la animación para asignar hasta tres valores distintos a una variable. El número de casos es declarado en la Hoja lógica y por defecto es 1. Las opciones del selector se habilitarán en dependencia del número de casos.

La Barra de herramientas: La Barra de herramientas contiene instrumentos de uso necesario para realizar mediciones y configurar el sistema de coordenadas de la pantalla de la animación.

Fig.4

Descripción de los elementos: a- Rejilla. Visualiza u oculta la rejilla de la pantalla. b- Medidor de longitud. Inserta segmentos de líneas descontinúas limitadas por dos puntos y brinda la

distancia existente entre dichos puntos.

c- Medidor de ángulo. Instrumento de medición que muestra el valor de un ángulo formado entre dos segmentos de recta.

d- Marcadores de Posición. Inserta en la pantalla banderillas animadas que brindan su posición al poner el puntero del ratón sobre ellas.

e- Sistema de coordenadas. Permite configurar el sistema de coordenadas de la pantalla de la animación (Fig.1e).

f- Coordenadas del puntero. Muestra la posición del cursor en la pantalla de la animación.

La barra de objetos:

La Barra de objetos contiene los objetos que pueden ser insertados en la pantalla de la animación para la elaboración de un proyecto de FisMat.

Fig. 5

Descripción de los botones:

a- Puntero. Permite recuperar el puntero del ratón en forma de flecha para cancelar una solicitud previa de insertar un objeto al pulsar otro botón de la barra.

b- Inserta un Punto. c- Inserta una Etiqueta. d- Inserta una Caja de valores. e- Inserta un Cursor. f- Inserta un Vector. g- Inserta un Medidor. h- Inserta una Gráfica. i- Inserta una Imagen. j- Inserta un Sonido. k- Inserta un Video.

Pantalla de la animación:

La pantalla de la Animación es el elemento sobre el cual se visualizarán las animaciones. Esta pantalla tiene forma cuadrada y contiene un sistema de coordenadas que puede ser configurado (Fig.4 e) por el usuario (Ver Sistema de coordenadas).

Es posible ocultar todo el panel superior de la animación con solo hacer clic en el botón Ocultar/Mostrar panel (Fig. 1f).

Edición en la Animación

La edición comprende a todo lo referente al diseño de la Animación mediante los objetos en un proyecto de FisMat. Como la Animación es el elemento fundamental de un proyecto, es necesario conocer las técnicas para trabajar con los objetos de la Animación. Muchos de los objetos de la Animación poseen una barra de color azul en la parte superior (Medidor, Cursor, etc) la cual permite realizar distintas operaciones de edición sobre el objeto. Para los que no la tienen, las operaciones pueden ser solicitadas accionando sobre el propio objeto. Una de estas operaciones sobre los objetos es la selección del objeto. Seleccionando un objeto: Para seleccionar un objeto basta con hacer clic sobre dicho objeto o seleccionarlo en la lista de objetos del Administrador de objetos. Insertando objetos: Los objetos de la Animación pueden ser insertados mediante la Barra de objetos (fig.1) o empleando la opción Insertar del menú Animación. Al seleccionar el objeto que queremos insertar el puntero del ratón tomará la forma de cruz, lo que indicará que el objeto puede ser insertado. Posteriormente se hará un clic en el lugar de la pantalla de la animación en donde se desee inserta. Inmediatamente después de ubicar el objeto, aparece la ventana de propiedades de este.

fig 1

Redimensionado objetos: De todos los objetos, la Caja de valores, el Cursor, la Gráfica, la Imagen y el Video son los que pueden ser redimensionados. Para ello, seleccione el objeto y ubique el puntero del ratón en la parte inferior derecha de este (el puntero cambiará de forma, indicando que es posible redimensionar). Presione el botón izquierdo del ratón y arrastre. Nota: el Cursor solo puede ser alargado por la parte inferior, pues este no varía su ancho.

Desplazando y ubicando objetos: Después de seleccionar un objeto este puede ser desplazado de una posición a otra de cuatro modos diferentes:

1- Hacer clic izquierdo sobre el objeto y sin liberar el botón, arrastrarlo a la nueva posición. El objeto no se moverá hasta que el botón del ratón sea liberado.

2- Seleccione el objeto y luego pulse la opción Mover del menú Objeto. 3- Hacer clic derecho sobre el objeto para que este se adhiera al puntero del ratón. El objeto no será

liberado y ubicado hasta que se haga clic izquierdo en la pantalla de la Animación. 4- Seleccionando el objeto a mover y posteriormente presionando las teclas de desplazamiento

(arriba, abajo, derecha, izquierda) del teclado. Para hacer un movimiento más preciso con este método mantenga presionada la tecla Shift.

Nota: el orden anteriormente establecido para explicar estos cuatro métodos coincide con el nivel creciente de precisión que se logra en la aplicación de cada uno de estos. Ordenando los objetos: Para enviar al frente y al fondo a los objetos emplee las opciones Traer al frente y Enviar al fondo del menú Objetos. Puede emplear además el Administrador de objetos para esta operación. Nota: Existen objetos que no pueden cambiar su plano de presentación respecto a otros cuerpo y por tanto solo podrán hacerlo con los de su tipo. Por ejemplo una imagen nunca puede presentarse sobre el Video, sin embargo puede ubicarse sobre el Vector o bajo éste. Clonando objetos: La clonación de objetos es una opción muy útil cuando se desea duplicar un objeto una o más de una vez. La clonación permite obtener copias de un objeto con idénticas características y por tanto con igual comportamiento. Para clonar un objeto primero debe seleccionarlo, luego escoja una de las siguientes vías:

1- Pulsar el botón Clonar del Administrador de objetos (ver el tema: Administrador de objetos). 2- Pulsar la opción Clonar del menú Objeto.

Eliminando objetos: Para eliminar un objeto primero debe seleccionarlo, luego escoja una de las siguientes vías:

1- Pulse la tecla Supr (suprimir). 2- Pulse la opción Eliminar del menú Objeto. 3- Pulse el botón Eliminar del administrador de objetos.

Accediendo a las propiedades de los objetos: Las características de los objetos pueden ser modificadas desde la ventana de propiedades de cada objeto. Para abrir la ventana de propiedades de un objeto previamente seleccionado, se dispone de las siguientes vías:

1- Pulse la opción Propiedades del menú Objeto. 2- Haga doble clic en el nombre del objeto que aparece en la Lista de objetos insertados del

Administrador de objetos. Nota final: Muchas de las funciones que aparecen en los menú se pueden encontrar de forma más rápida en la barra de herramientas de la ventana principal. Ésta agrupa las operaciones más importantes de los diferentes elementos de FisMat. Al hacer doble clic sobre los objetos aparece como menú emergente el menú Objeto, lo que permite acercar las operaciones de dicho menú. Los proyectos protegidos por contraseña no pueden ser modificados y por tanto la mayoría de las opciones de edición que en este tema se han expuesto, estarán deshabilitadas.

Barra de objetos

Los Objetos de la Animación pueden ser insertados mediante la Barra de objetos o empleando la opción Insertar del menú Animación. Al seleccionar el objeto que queremos insertar el puntero del ratón tomará la forma de cruz, lo que indicará que el objeto puede ser insertado. Posteriormente se hará un clic en el lugar de la pantalla de la animación en donde se desee inserta. Inmediatamente después de ubicar el objeto, aparece la ventana de propiedades de este.

Descripción de los botones:

l- Puntero. Permite recuperar el puntero del ratón en forma de flecha para cancelar una solicitud previa de insertar un objeto al pulsar otro botón de la barra.

m- Inserta un Punto. n- Inserta una Etiqueta. o- Inserta una Caja de valores. p- Inserta un Cursor. q- Inserta un Vector. r- Inserta un Medidor. s- Inserta una Gráfica. t- Inserta una Imagen. u- Inserta un Sonido. v- Inserta un Video.

Administrador de objetos

El Administrador de objetos es una herramienta creada exclusivamente para el usuario diseñador de simulaciones. Su función, como bien dice su nombre es la de administrar las características de todos los objetos que se inserten en la Pantalla de la Animación, por tanto es un intermediario entre los objetos y el usuario y facilita muchas de las tareas que aparecen en los menú y en las Barras de herramientas. Para acceder al Administrador de objetos (sólo en tiempo de diseño y en proyectos no protegidos por contraseña) existen tres vías: Haciendo doble clic en la pantalla de la animación. Mediante la opción Administrador de objetos del menú Herramientas. Con la Animación activa pulse Ctrl + D.

Fig. 1

El Administrador de objetos cuenta con los siguientes elementos (ver figura2): L- Barra de herramientas del Administrador de objetos. i- Lista de objetos insertados. j- Posición de cuerpos. a- Indicador de cuerpos.

Fig. 2

Las funciones fundamentales del Administrador de objetos se encuentran en la Barra de herramienta del mismo (L). Con excepción de la primera y la última opción de esta barra, es necesario seleccionar el objeto al que se la vaya a aplicar la acción, antes de seleccionar dicha acción. Esta selección puede hacerse en la lista de objetos (i) del Administrador o haciendo clic sobre el objeto en la Animación. Las funciones de los botones de la Barra de herramienta son:

b- Recoge o despliega el Administrador de objetos. En el estado recogido sólo se muestra la Barra de herramientas.

c- Muestra la página de propiedades del objeto antes seleccionado. d- Elimina el objeto seleccionado. e- Envía al fondo el objeto seleccionado. f- Trae al frente al objeto seleccionado. g- Clona el objeto seleccionado. Se emplea para duplicar un objeto una o más de una vez. La clonación

permite obtener copias de un objeto con idénticas características y por tanto con igual comportamiento. Cuando se clona un objeto, los clones se ubican a la derecha del objeto inicial.

h- Muestra u oculta la rejilla de la pantalla.

Por otra parte la lista de objetos insertados (i) muestra todos los objetos colocados en la Pantalla de la Animación. Esta se actualiza automáticamente al insertarse o eliminarse algún objeto. Al seleccionar un objeto en la lista (i) se muestra su posición (j) en la pantalla de la animación. El indicador de cuerpos señala en la pantalla al cuerpo seleccionado en la lista de objetos. Otras operaciones que se pueden realizar con el administrador de objetos y que facilitan la edición de un proyecto son:

- Al hacer doble clic sobre un elemento de la lista de objetos insertados aparece inmediatamente su página de propiedades.

- Al pulsar la tecla suprimir es posible eliminar el objeto seleccionado en la lista. El Administrador de objetos sólo es accesible en tiempo de diseño (cuando la animación está detenida) y siempre que el proyecto en el que estamos trabajando no esté protegido por contraseña. Este nunca aparecerá mientras FisMat se encuentre en tiempo de ejecución y si está abierto, se ocultará al iniciar la simulación.

Contador

Fig. 1

El Contador es el encargado de evaluar las ecuaciones que se introduzcan en la Hoja lógica a partir de la asignación de valores discretos a una variable especial. La variable a la que el Contador le asigna valores la llamaremos variable del Contador. El Contador le asigna a dicha variable un rango de valores de manera periódica y constante. Este rango de valores cuenta entonces con un valor mínimo, un valor máximo y un incremento o salto. De esta forma, si el rango de valores a asignar es entre 0 y 20, y con un incremento igual a 5, entonces se le asignará a la variable del Contador la siguiente serie: 0, 5, 10, 15, 20 Es el Contador el encargado de controlar la animación a través de los botones de control:

Fig. 2

j- Iniciar la simulación. k- Pausar la simulación. l- Detener la simulación. m- Botón de Opciones del Contador (configuración). n- Valor actual del Contador. o- Valor máximo que alcanzará el Contador. p- Valor mínimo que alcanzará el Contador. q- Botones de posición. Permiten ubicar la animación en cualquier momento de la simulación. Para ello

la animación tiene que estar en estado de pausa. r- Barra de progreso. Indica la posición del momento actual dentro del rango a asigna a la variable del

Contador.

Configurando el Contador: Para configurar el Contador pulsamos el botón Opciones (d de la fig. 2). De este modo aparecerá la ventana de propiedades del Contador.

Fig. 3

a- Valor inicial (o mínimo) que tomará el Contador. b- Valor final (o máximo) que tomará el Contador. c- Salto o incremento del valor de la variable de Contador. d- Variable del Contador. e- Número de cifras decimales. Se establece la precisión con la que el Contador asignará a la variable

del Contador. Este número de cifras significativa, además, establece el número de cifras decimales para algunos de los objetos de la animación.

f- Activa o desactiva la alarma. g- Establece un valor de intervalo entre el cual se emite un sonido breve. h- Permite regular la velocidad de una animación a partir del control de la rapidez con que se le

asignan los valores a la variable del Contador

Pantalla de la animación

La Pantalla de la Animación es el área donde se desarrollan todas las acciones de una animación de FisMat. Es precisamente esta la encargada de contener a todos los objetos y por tanto estos objetos se comportarán en dependencia de las características de la pantalla. La pantalla cuenta con un Sistema de Coordenadas completamente configurable por parte del usuario (vea Sistema de Coordenadas). Por otra parte su forma es cuadrada y se puede tener acceso a todas sus partes mediante las barras de desplazamiento de la pantalla (vea Introducción a la Animación).

Sistema de coordenadas de la pantalla de la animación

La Pantalla de la Animación contiene un Sistema de Coordenadas empleado por el FisMat para ubicar los cuerpos de la Animación tanto en tiempo de diseño como en tiempo de ejecución. Para configurar dicho Sistema de Coordenadas a nuestra conveniencia necesitamos acceder a la ventana Configuración del Sistema de Coordenadas. Para acceder a dicha ventana existen dos vías:

1- Haciendo clic en Sistema de Coordenadas de la opción Configuración del menú Animación de la ventana principal.

2- Haciendo clic en el botón Sistema de Coordenadas de la Barra de herramientas de la Animación (ver Barra de herramientas de la animación).

Fig. 1

Panel Posición del Sistema de Coordenadas: En este panel se establecen las características referentes a la posición del origen del Sistema de Coordenadas de la pantalla. Al tener la posibilidad de configurar el Sistema de Coordenadas del área de trabajo estamos estableciendo las características del Sistema de Referencia para la simulación. Dentro de las opciones de este panel, se encuentran las predeterminadas para los bordes de la pantalla (las cuatro primeras opciones) y la predeterminada para el centro de la pantalla (Centrado). Mediante las opciones predeterminadas se puede ubicar el origen de coordenadas en cualquiera de los cuatro bordes de la pantalla o en su centro, con solo seleccionar la opción correspondiente. Esta selección de la posición del origen de coordenadas puede hacerse manualmente seleccionando la opción Personalizado (sexta y última opción). Al seleccionar dicha opción se habilitan los botones de desplazamiento (Fig. 2b) con los se ubicará el sistema haciendo clic sobre estos. En el panel Dimensiones se mostrará una representación a escala (Fig. 3a) de los cambios que hagamos.

Fig. 2

Panel Dimensiones: El panel Dimensiones muestra los cambios realizados en el panel Posición del Sistema de Coordenadas (Fig. 3a) aunque su principal función es la de establecer la escala de la pantalla en la que se ubicarán los objetos. Esta característica se modifica mediante el cuadro de texto de la parte inferior del panel (Fig. 3b).

Fig. 3

La pantalla tiene predeterminada sus dimensiones a un cuadrado de 100 unidades de largo por 100 unidades de ancho. Al cambiar este valor, la pantalla no varía sus dimensiones reales, solo su escala interna. Por ejemplo: si escribimos en lugar de 100 un 500 entonces aunque la pantalla mantiene su tamaño, ahora mide 500 unidades de largo por 500 unidades de ancho. Panel Sistema de Referencia:

Este panel permite definir respecto a qué se moverán los objetos.

Fig. 4

Opción a: - Los cuerpos se desplazan obviando la posición del origen de coordenadas establecido en el panel

Posición del Sistema de Coordenadas (Fig. 2) y tomando como origen, el punto en el que fueron ubicados durante el diseño de la simulación (tiempo de diseño).

- Los cuerpos emplean la escala establecida en el panel Dimensiones (Fig. 3). Opción b:

- Los cuerpos se desplazan respetando la posición del origen de coordenadas establecido en el panel Posición del Sistema de Coordenadas (Fig. 2) y tomando como origen, el punto establecido en dicho panel.

- Los cuerpos emplean la escala establecida en el panel Dimensiones (Fig. 3). Es posible establecer también en este panel el factor de escala de los vectores (Fig. 4c) para adaptarlo al rango de valores calculados por las ecuaciones declaradas en la Hoja lógica. Con esta opción se puede disminuir o aumentar el tamaño de todos los vectores de la animación. Los ejes de coordenadas pueden estar visibles o no, mediante la opción Visible del panel Visibilidad de los Ejes de Coordenadas (Fig. 5).

Fig. 3

Fig.1

El Selector de casos permite ir de un caso a otro durante la ejecución de la animación para asignar hasta tres valores distintos a una variable. El número de casos es declarado en la Hoja lógica y por defecto es 1. Las opciones del selector se habilitarán en dependencia del número de casos. Para declarar los casos en la Hoja lógica utilice la palabra reservada “Casos:” y a continuación el número de casos a declarar. Para mayor información vea el tema Lenguaje de la Hoja lógica.

Selector de casos

Fig.1

Descripción de los elementos: g- Rejilla. Visualiza u oculta la rejilla de la pantalla. h- Medidor de longitud. Inserta segmentos de líneas discontinuas limitadas por dos puntos y brinda la

distancia existente entre dichos puntos.

i- Medidor de ángulo. Instrumento de medición que muestra el valor de un ángulo formado entre dos segmentos de recta.

j- Marcadores de Posición. Inserta en la pantalla, banderillas animadas que brindan su posición al poner el puntero del ratón sobre ellas.

k- Sistema de coordenadas. Permite configurar el sistema de coordenadas de la pantalla de la animación (ver tema: Sistema de coordenadas).

l- Coordenadas del puntero. Muestra la posición del cursor en la pantalla de la animación.

Nota: Para desplazar y manipular los instrumentos de medición (Medidor de longitud y Medidor de ángulo) y los Marcadores de posición, puede emplearse el botón izquierdo del ratón para arrastrarlos o el botón derecho para adherirlos al puntero del ratón.

Introducción al empleo de los objetos de la animación

Existen en la Animación dos tipos de objetos: los que se desplazan y muestran los valores de las variables (llamados mostradores) y un segundo grupo que son los que le asignan valores a las variables (llamados asignadores). Los objetos del primer grupo, generalmente se emplean para que el diseñador de la animación (el que elabora la simulación) pueda mostrar el comportamiento de las variables declaradas en la Hoja lógica. Estos objetos no pueden modificar el valor de una variable sino sólo mostrarlo. Por el contrario, los objeto asignadores tienen como función fundamental dar la posibilidad a los diseñadores de animaciones, de insertar objetos con los que el usuario futuro podrá interactuar, para modificar en tiempo de ejecución (mientras “corre” la animación), los valores de las variables. A continuación la clasificación de los objetos que pueden ser insertados en la animación, según su comportamiento durante la ejecución.

Objetos mostradores: - Imagen. - Etiqueta. - Sonido. - videos. - Medidor. - Caja de valores. - Punto. - Gráfica. - Cursor. - Vector.

Objetos asignadores: - Punto. - Caja de valores. - Cursor. - Vector.

Como podrás observar existen objetos que se encuentran en ambos grupos. Esto ocurre porque dichos objetos además de poder asignar valores a una variable mediante la acción del usuario, muestran su valor en el transcurso de la simulación. Para asignarle valores a las variables además de emplear los objetos asignadores, pueden ser empleados los siguientes elementos del FisMat:

- Selector de casos: asigna hasta tres valores a un grupo de variables de manera sincrónica en tiempo de ejecución.

- Tabla: almacena y asigna una sucesión de valores a cinco variables distintas. - Editor de gráficas: asigna los valores representados en una gráfica a una variable. - Editor de movimientos: asigna los valores de posición en X y Y del cuerpo de

prueba a dos variables. Se podría incluir en esta lista además al contador, puesto que este le asigna valores a una variable (variable del contador) y a la hoja lógica que le asigna los valores y las ecuaciones a todas las variables, aunque estos dos elementos no son accesibles en tiempo de ejecución. Nota: la Tabla tiene también la doble función de mostrar y asignar. No se debe olvidar que para que un objeto le asigne valores a una variable, esta antes tiene que estar declarada como valor inicial (ver Lenguaje de la Hoja Lógica). Para profundizar en el empleo de los objetos de la animación vea los temas correspondientes a cada uno de ellos. Se recomienda además la lectura del tema Edición de la Animación.

Punto

El Punto es el objeto más simple del FisMat, aunque no el menos importante. Este representa el modelo físico del punto material (Fig. 1). Este objeto permite mostrar o asignarle valores a dos variables declaradas en la Hoja lógica como variables de valor inicial (dentro del área de datos). Dichas variables contendrán los valores de la posición del punto en el eje X y en el eje Y.

Fig. 1

Las propiedades del punto son las siguientes:

Fig. 2

a- Nombre del objeto. b- Mostar u ocultar el punto en tiempo de ejecución (mientras se ejecuta la animación). c- Variables de posición. El punto le asignará los valores de su posición en X y Y o se desplazará a

partir de los valores de estas variables, en dependencia de la naturaleza de estas (declaradas como valor inicial, como constantes o como variables dependientes).

d- Color del punto (determina además, el color de la huella). e- Dejar huella. Muestra la trayectoria del punto mediante un rastro formado por líneas y puntos.

¿Cómo insertar un punto? 1. Haga clic en el botón Punto de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarlo. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra el Punto.

Etiqueta

El objeto Etiqueta como su nombre lo indica es un texto con formato enriquecido que permite además de mostrar un mensaje, indicar el valor de una variable cualquiera. La Etiqueta es por excelencia un objeto mostrador. Por otra parte este objeto puede desplazarse mediante los valores de dos variables, que determinarán su posición en ambos ejes del sistema de coordenadas. Al formato del texto de la Etiqueta, se le puede configurar el color, la fuente, el tamaño, etc.

a- Nombre del control. b- Texto de la Etiqueta. c- Establece el comportamiento de la Etiqueta (si estará inmóvil o no). d- Formato del texto. e- Variable a mostrar. f- Variables con las que se moverá la Etiqueta.

¿Cómo insertar una Etiqueta? 1. Haga clic en el botón Etiqueta de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en

el lugar de la pantalla donde desee insertarlo. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra la Etiqueta.

Línea

La Animación no cuenta con un objeto Línea, aunque este puede ser construido mediante la unión o el enlace de dos objetos Punto. Para crear una línea siga los siguientes pasos:

1. Insertar dos Puntos en la Animación (vea el tema Punto). 2. Abra la ventana Enlaces mediante la opción Enlazar puntos, del menú Herramientas (Ctrl + E) o a

través del botón Enlace de la barra de herramientas de la ventana principal. 3. Seleccione los puntos que serán enlazados mediante las listas desplegables b y c (Fig. 1). Estas

listas almacenan los puntos que han sido insertados en la animación, por tanto si no existe ningún punto, entonces aparecerán vacías.

4. Establezca las características de la línea de enlace a crear mediante las opciones que muestra esta ventana ( a- color de la línea, d- grosor de la línea, f- Estilo de la línea).

5. Pulse el botón Establecer.

Fig. 1

En la lista e, se almacenan los enlaces ya establecidos. Para eliminar un enlace, basta con seleccionarlo en la lista y pulsar el botón Eliminar.

Fig. 2. Línea creada entre dos puntos. Los extremos de las líneas creadas por el enlace de dos puntos, se ubicarán siempre en la posición de dichos puntos, por tanto para desplazar una línea debemos hacerlo mediante los puntos de sus extremos (en tiempo de diseño y ejecución). NOTA: Entre dos puntos solo se puede establecer una línea. Una línea llamada 1-2 es exactamente la misma que la 2-1. Es posible enlazar un punto consigo mismo. Esta opción es especialmente útil si se desea crear un círculo relleno. Las dimensiones del círculo estarán en correspondencia con el grosor establecido (Fig. 3).

Fig. 3

Caja de valores

La Caja de valores es un objeto contenedor de texto que puede ser insertado en la animación. Su función fundamental es la de mostrar o asignar valores a una variable declarada en la Hoja lógica. Mediante su ventana de propiedades pueden ser modificadas características como el color de la fuente y del fondo, el texto inicial que muestra, condiciones para mostrarla u ocultarla y la posibilidad de moverla como un objeto más de la simulación. En tiempo de ejecución, al pulsar sobre una caja de valores que esté asignando a una variable, se hace una pausa en la animación para permitir al usuario introducir los datos a este objeto. Posteriormente la animación continúa al hacer clic en la pantalla.

Fig. 1

Fig. 2

a- Nombre del objeto. b- Texto que mostrará la Caja de valores inicialmente. c- Colores de este objeto (fondo y fuente). d- Variables de movimiento. Establece si el objeto se moverá o no, según la opción señalada y las

variables seleccionadas. e- Visibilidad de la Caja de valores. Establece la condición para cambiar la visualización del objeto

según la opción señalada y/o la condición escrita.

¿Cómo insertar una Caja de valores? 1. Haga clic en el botón Caja de valores de la barra de objetos de la animación y a continuación haga

clic en el lugar de la pantalla donde desee insertarla. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra la Caja de valores.

Cursor

El Cursor es un objeto insertable en la Animación y que se encuentra en ambos grupos de objetos (asignadores y mostradores) ya que puede asignar o mostrar los valores de una variable cualquiera. El Cursor asignará valores cuando se seleccione en su ventana de propiedades una variable independiente, mientras que mostrará los valores de cualquier variable. Las dimensiones del cursor pueden ser modificadas si se ubica el puntero del ratón en la esquina inferior derecha de este después de marcarlo mediante un clic, entonces el puntero cambiará de forma indicando la posibilidad de modificar este objeto. Manteniendo el botón izquierdo del ratón pulsado, arrástrelo para modificar el tamaño del cursor.

La ventana de propiedades se visualizará al insertar el cursor o mediante la opción propiedades del menú objeto de la ventana principal después de haber seleccionado mediante un clic a dicho objeto.

a- Nombre del Cursor. b- Valor máximo de la escala del Cursor. c- Valor mínimo de la escala del Cursor. d- Incremento del Cursor. e- Lista desplegable para seleccionar la variable cuyo valor será mostrado o asignado por el Cursor.

¿Cómo insertar un Cursor? 1. Haga clic en el botón Cursor de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarlo. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra el Cursor.

Vector

El Vector es un objeto imprescindible para elaborar una simulación física puesto que este constituye un modelo de gran importancia en el estudio del comportamiento de las magnitudes vectoriales. El Vector, como objeto dentro de la simulación, se puede comportar como asignador o como mostrador puesto que puede devolver o asignarle valores a una variable independiente que hayan sido declaradas en el área de datos de la Hoja lógica, mientras que mostrará los valores cualquier variable. Cuando el Vector actúa como asignador el usuario puede variar la longitud, dirección y sentido del mismo, de este modo sus proyecciones variarán sus valores, que serán asignados a dos variables distintas. Cuando el vector actúa como mostrador, entonces no es modificable y sus proyecciones tomarán los valores de dos variables dependientes que a su vez modificarán el aspecto del Vector. Las proyecciones pueden ser ocultadas o mostradas a partir de la ventana de propiedades del objeto. La escala de los vectores puede ser modificada en la ventana Configuración del sistema de coordenadas (ver tema Sistema de Coordenadas). Es importante destacar que el factor de escala es único para todos los vectores y expresa la razón entre el tamaño de los vectores de la simulación y la escala asumida para la pantalla.

a- Nombre del vector. b- Variables de movimiento del origen del vector. c- Variables de las proyecciones. d- Color del vector. e- Mostrar u ocultar proyecciones. f- Color de las proyecciones.

¿Cómo insertar un Vector? 1. Haga clic en el botón Vector de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarlo. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra el Vector.

Medidor

El Medidor es uno de los objetos mostradores más importantes (Fig.1). Representa un indicador con una escala lineal con valor mínimo y máximo. Su función radica en mostrar de manera gráfica y numérica el valor de cualquier variable en tiempo real. Al ser insertado aparece su ventana de propiedades (Fig.2) en la que se pueden establecer características como se muestra a continuación.

Fig.1

Fig.2

a- Nombre del objeto. b- Valor mínimo de la escala del Medidor. c- Valor máximo de la escala del Medidor. d- Habilita la propiedad de enviar valores a la tabla. e- Lista desplegable para seleccionar la variable cuyo valor será mostrado. f- Permite insertar un comentario en la parte inferior del medidor (unidad de medida). g- Se designa el color del indicador. h- Define el número de la columna de la tabla a la que se enviarán los valores de la variable

seleccionada. Esta opción permite registrar en la Tabla los valores que tiene el Medidor en cada instante.

¿Cómo insertar un Medidor? 1. Haga clic en el botón Medidor de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarlo. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra el Medidor.

Gráfica dinámica

La Gráfica dinámica es una herramienta muy importante en las simulaciones, ya que mediante la misma se puede seguir el comportamiento de una o varias magnitudes o variables durante la simulación.

a- Nombre de la gráfica. b- Variables a graficar. c- Retener valores. Mediante esta opción, la gráfica almacena y muestra los valores graficados en

anteriores ejecuciones de la animación (hasta cinco ejecuciones) lo que permite establecer comparaciones del comportamiento de una variable, al modificarse algunos parámetros.

¿Cómo insertar una Gráfica? 1. Haga clic en el botón Gráfica de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarlo. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra la Gráfica.

Imagen

El objeto Imagen es un contenedor gráfico que almacena imágenes que pueden ser desplazadas, mostradas u ocultadas en correspondencia con el valor de las variables seleccionadas en su ventana de propiedades.

Fig. 1

Este objeto soporta imágenes de distintos formatos, entre los que se encuentran: bmp, jpg, gif, ico, wmf, además de admitir imágenes transparentes.

Fig. 2

a- Nombre del objeto imagen. b- Dirección del fichero seleccionado. c- Variables de posición de la imagen. Establece si el objeto se moverá y con las variables que lo

hará. d- Condiciones de visibilidad del objeto. Establece la condición para cambiar la visibilidad de la

imagen (visible u oculta). e- Variables para modificar las dimensiones de la imagen. Establece el comportamiento de las

dimensiones del objeto (dimensiones fijas o variables).

¿Cómo insertar una Imagen? 1. Haga clic en el botón Imagen de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarla. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra la Imagen.

Sonido

El objeto Sonido es un reproductor de ficheros de audio (formato WAV) previamente almacenados en la computadora. Permite además crear nuestros propios ficheros de sonido a partir de la opción Crear uno nuevo, de la ventana de propiedades y mediante un micrófono u otra fuente externa. Estos sonidos pueden ser reproducidos en el momento de la simulación que desee el usuario, al modificar las condiciones de reproducción en la ventana de propiedades del Sonido.

¿Cómo crear un fichero de sonido mediante el objeto Sonido?

1. En la ventana de propiedades del sonido marque la opción Crear uno nuevo. 2. Establezca el nombre del fichero a crear y la dirección donde se guardará mediante el botón

Ubicación. 3. Manipule los controles de sonido para grabar y probar el sonido mediante un micrófono. 4. Si ya concluyó la grabación pulse Guardar cambios, para almacenar el fichero en la dirección

anteriormente seleccionada.

a- Nombre del objeto. b- Establece el sonido a reproducir. c- Crea un nuevo archivo de sonido con la ayuda de un micrófono. d- Condición de reproducción del archivo de sonido (al iniciar o cuando se cumpla una condición). e- Posibilita reproducir continuamente el sonido. f- Dirección del archivo de sonido. g- Permite buscar archivos de audio en la computadora. h- Establece la ubicación del archivo grabado por el usuario. i- Controles de grabación. j- Guardar fichero de audio. k- Dirección del fichero creado.

¿Cómo insertar un Sonido? 1. Haga clic en el botón Sonido de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarlo.

2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro de los que se encuentra el Sonido.

Video

El objeto Video (Fig. 1) en la Animación, cuenta con muchas posibilidades de interacción y configuración, lo que posibilita hacer animaciones más reales y atractivas. Su objetivo fundamental es la presentación de videos cortos (extensión avi sin compresión y sin audio) sobre un fenómeno u objeto real de manera controlada.

Fig. 1

a- Nombre del control. b- Dirección del fichero. c- Examina ficheros de video (extensión avi). d- Variables de posición. e- Variables y condiciones de reproducción. f- Variables de visibilidad.

¿Cómo insertar un Video? 1. Haga clic en el botón Video de la barra de objetos de la animación y a continuación haga clic en el

lugar de la pantalla donde desee insertarlo. 2. Mediante la opción Insertar del menú Animación obtendrá una lista de los objetos a insertar, dentro

de los que se encuentra el Video.

Contador

Fig. 1

El Contador es el encargado de evaluar las ecuaciones que se introduzcan en la Hoja lógica a partir de la asignación de valores discretos a una variable especial. La variable a la que el contador le asigna valores la llamaremos variable del contador. El Contador le asigna a dicha variable un rango de valores de manera periódica y constante. Este rango de valores cuenta entonces con un valor mínimo, un valor máximo y un incremento o salto. De esta forma, si el rango de valores a asignar es entre 0 y 20, y con un incremento igual a 5, entonces se le asignará a la variable del contador la siguiente serie: 0, 5, 10, 15, 20 Es el contador el encargado de controlar la animación a través de los botones de control

Fig. 2

s- Iniciar la simulación. t- Pausar la simulación. u- Detener la simulación. v- Botón de Opciones del Contador (configuración). w- Valor actual del contador. x- Valor máximo que alcanzará el contador. y- Valor mínimo que alcanzará el contador. z- Botones de posición. Permiten ubicar la animación en cualquier momento de la simulación. Para ello

la animación tiene que estar en estado de pausa. aa- Barra de progreso. Indica la posición del momento actual dentro del rango a asigna a la variable del

contador.

Configurando el contador: Para configurar el contador pulsamos el botón Opciones (d de la fig. 2). De este modo aparecerá la ventana de propiedades del contador.

Fig. 3

i- Valor inicial (o mínimo) que tomará el Contador. j- Valor final (o máximo) que tomará el Contador. k- Salto o incremento del valor de la variable de Contador. l- Variable del contador. m- Número de cifras decimales. Se establece la precisión con la que el contador asignará a la variable

del contador. Este número de cifras significativa, además, establece el número de cifras decimales para algunos de los objetos de la animación.

n- Activa o desactiva la alarma. o- Establece un valor de intervalo entre el cual se emite un sonido breve. p- Permite regular la velocidad de una animación a partir del control de la rapidez con que se le

asignan los valores a la variable del contador

Introducción a la ventana principal

La Ventana principal es un contenedor de todos los elementos del FisMat. Esta representa un área de trabajo en la que se ubican todas las ventanas del programa. Cuando una ventana está fuera del área de la pantalla del monitor aparecen barras de desplazamiento para acceder a todas los elementos abiertos. En esta ventana se encuentra además La Barra de objetos de la ventana principal que tiene funciones generales para la mayoría de los elementos del FisMat. Análogamente sucede con los menús.

Menús de la ventana principal

El menú Archivo:

a- Crea un nuevo proyecto. Al pulsar en esta opción aparece una advertencia que anuncia que se perderán todos los cambios si estos no han sido guardados.

b- Abre un proyecto existente. Los proyectos de FisMat se almacenan en ficheros de extensión fmp. c- Esta opción permite guardar un proyecto en una dirección específica. d- Exporta el proyecto y los recursos multimedia empleados a una dirección como proyecto

multimedia. Un proyecto multimedia es aquel que contiene recursos como: videos, sonidos e imágenes y que ha sido exportado con esta opción. Al crear una carpeta multimedia, no solo se reunen todos los ficheros de recursos que emplea el proyecto, sino que además siempre que se mantengan en la misma carpeta que el proyecto, este último cargará dichos recursos sin importar que lo traslademos a otra dirección o a otra computadora (vea Guardando y Exportando).

e- Establece o desactiva la contraseña de un proyecto. Esta opción es especialmente útil cuando el diseñador de un proyecto desea que sus usuarios trabajen con la simulación pero no puedan modificarla ni rescribir el fichero que lo contiene. Un proyecto protegido por contraseña puede ser reconocido por el aspecto del icono del extremo derecho de la barra de herramientas de la ventana principal.

Proyecto protegido.

Proyecto no protegido.

f- Salir del FisMat.

El menú Herramientas:

a- Ejecuta la calculadora del sistema. b- Abre el Convertidor de unidades del FisMat. c- Muestra una tabla de constantes físicas. d- Muestra la barra de objetos de la Animación. (ver Barra de objetos de la Animación) e- Muestra el administrador de objetos. (ver Administrador de objetos) f- Muestra la ventana de enlace de puntos. (ver Línea) g- Muestra la ventana de opciones de reproducción del FisMat. (ver Opciones de reproducción)

El menú Hoja Lógica:

a- Crea una hoja nueva en la Hoja lógica. b- Abre un fichero de Hoja lógica existente (extensión hlg). c- Guarda el contenido de la Hoja lógica en un fichero (extensión hlg). d- Establece las características de la fuente de la hoja actual. e- Imprime el contenido de la hoja actual. f- Corta el texto seleccionado en la hoja actual. g- Copia al portapapeles de Windows el texto seleccionado en la hoja actual. h- Pega en la posición actual de la hoja, el texto del portapapeles. i- Ordena la interpretación de la Hoja lógica. j- Abre la ventana de cálculo del valor de las variables declaradas. k- Abre la ventana de informe sobre variables y ecuaciones empleadas en la hoja. l- Muestra una ventana con una ayuda breve para el uso del lenguaje de la Hoja lógica. m- Oculta la Hoja lógica sin borrar su contenido.

El menú Elementos:

a- Visualiza la Hoja lógica si está oculta. b- Visualiza la Animación si está oculta. c- Visualiza la Tabla si está oculta. d- Visualiza el Editor de movimiento si está oculto. e- Visualiza el Editor de gráficas si está oculto.

El menú Tabla:

a- Abre un fichero tabla existente (extensión tbl). b- Guarda el contenido de la Tabla en un fichero (extensión tbl). c- Borra toda la Tabla. d- Copia al portapapeles los valores seleccionados (estos valores solo podrán ser pegados en la propia

tabla). e- Pega los valores almacenados en el portapapeles a la selección hecha en la tabla. Para pegar los

valores del portapapeles a la tabla es necesario marcar las celdas de la tabla en la que se pegarán los valores. Si se seleccionan menos celdas que las que fueron copiadas, no se pegarán todos los valores copiados sino solo hasta llenar la selección.

f- Corta los valores de las celdas seleccionadas. g- Genera una sucesión de valores con un incremento igual a la diferencia de los dos valores

seleccionados. Esta opción se emplea para generar automáticamente una columna de valores que se incrementen de manera constante, por ejemplo: se desea llenar una columna con los valores desde el 0 hasta el 200 con un incremento de 2 (0,2,4,6,8, … , 198,200) entonces con la ayuda de esta opción no tendremos que escribir todos estos valore. Primero escriba en la primera celda de una columna el 0 y en la inferior inmediata el 2. Ahora seleccione las dos celdas (solo estas dos celdas) y haga clic en la opción Generar serie del menú Tabla.

A continuación aparecerá un cuadro en el cual establecemos el número de valores que se desee generar, en este caso escribiremos 100.

Pulse Aceptar y observe los valores que se han generado automáticamente.

h- Representa en la Gráfica externa los valores seleccionados. En este caso los autores han concebido el método de graficar de la misma manera que lo hacen muchos otros programas conocidos como el Excel.

i- Inicia la simulación. Esta opción se encuentra en la tabla puesto que para obtener los valores de las variables en la Tabla la simulación tiene que estar en ejecución (vea Tabla).

El menú Objeto:

Todas las opciones de este menú funcionan después de haber seleccionado al objeto al que se le vaya a aplicar la acción correspondiente. a- Hace que el objeto seleccionado se adhiera al puntero del ratón para ser desplazado y reubicado. b- Trae al frente al objeto seleccionado. c- Envía al fondo al objeto seleccionado. d- Clona al objeto seleccionado. La clonación de objetos permite hacer copias de un objeto con

idénticas características y comportamiento. e- Elimina el objeto seleccionado. f- Muestra la ventana de propiedades del objeto seleccionado.

El menú Animación:

a- Inicia la simulación. b- Pone en pausa la simulación. c- Detiene y reinicia la simulación. d- Permite seleccionar el caso actual. e- Inserta los instrumentos de la barra de herramientas de la Animación (Marcador de posición,

Medidor de longitud y Medidor de ángulos). f- Permite insertar cualquier objeto de la Animación. g- Permite configurar el Contador y el Sistema de coordenadas.

El menú Ayuda:

a- Muestra los temas de ayuda. La ayuda es accesible desde cualquier parte del FisMat con solo presionar F1.

b- Muestra el Acerca de…

Barra de herramientas de la ventana principal

La Barra de herramientas de la ventana principal brinda un rápido acceso a las funciones, y elementos más importantes de FisMat.

Descripción de los botones:

a- Crea un nuevo proyecto de FisMat. b- Abre un proyecto existente. c- Guarda el proyecto actual. d- Establece la fuente de la Hoja lógica. e- Corta el texto seleccionado en la Hoja lógica. f- Copia el texto seleccionado en la Hoja lógica. g- Pega el texto almacenado en el portapapeles en la Hoja lógica. h- Mueve los objetos de la animación. i- Envía al fondo el objeto seleccionado. j- Trae al frente el objeto seleccionado. k- Elimina el objeto seleccionado. l- Muestra u oculta la ventana de propiedades del objeto seleccionado. m- Muestra u oculta la ventana de Animación. n- Muestra u oculta la Hoja lógica. ñ- Muestra u oculta el Editor de gráficas. o- Muestra u oculta la Tabla. p- Muestra u oculta la Gráfica externa. q- Muestra u oculta el Editor de movimiento. r- Muestra u oculta el Administrador de objetos. s- Muestra u oculta el Enlace de puntos. t- Muestra la ayuda de FisMat.

Opciones de reproducción

Para acceder a las Opciones de reproducción haga clic en la opción Opciones de reproducción del menú Herramientas.

a- Esta opción hace que se oculte el panel superior de la Animación al iniciarse esta. Esto permite una

mayor área de trabajo para el usuario. También es útil si se desea mostrar la simulación a un grupo de personas para de esta manera usar prácticamente toda la pantalla del monitor.

b- Esta opción hace que inmediatamente después de cargar un fichero, se inicie la simulación sin necesidad de hacerlo manualmente.

c- Permite modificar la resolución actual del monitor a 800 X 600 o a 1024 X 768. es importante destacar que FisMat busca automáticamente la mejor configuración de colores que soporte la tarjeta de video de su computadora, para cada una de estas resoluciones.

Nota: todas estas Opciones de reproducción se almacenan en el fichero del proyecto al guardarlo para que sean ejecutadas cada vez que se abra el proyecto. Por tanto si se marcan cualquiera de las dos primeras opciones, estas serán cumplidas al abrir el fichero del proyecto.

Tabla

La Tabla es un elemento de entrada y salida de datos, muestra o asigna valores de hasta seis variables al unísono mientras se ejecuta la simulación. Es por ello que forma parte de los elementos asignadores y de los mostradores (Fig. 5). La Tabla cuenta como un elemento fundamental, con la rejilla, en cual se muestran los valores de las variables. En esta se puede apreciar dos filas de listas desplegables, una sobre la rejilla (Fig. 5 a) y otra debajo de esta (Fig. 5 b). A cada lista le corresponde una columna de la rejilla, mientras a cada columna le corresponden dos listas desplegables (una arriba de la columna y otra abajo). En las listas superiores se puede seleccionar una variable para que su valor sea recogido en la rejilla mientras transcurre la simulación. La simulación se puede iniciar desde el botón Iniciar (Fig. 5 i) sin necesidad de ir al Contador de la Animación. Las listas inferiores brindan la posibilidad de asignarle una secuencia de valores a una variable (que haya sido declarada como valor inicial en la Hoja lógica), de esta manera la variable seleccionada tomará el valor correspondiente a cada momento durante la simulación. Esta es una herramienta muy útil si se desea introducir los valores recogidos en un experimento real para luego estudiarlo mediante el FisMat u otra aplicación, posibilitando así el empleo de la computadora como instrumento poderoso para la experimentación docente y científica. Ejemplo: Necesitamos reproducir el experimento del movimiento de un cuerpo, realizado en el laboratorio de Física, para llevarlo a la computadora y lograr un estudio más detallado de sus características. Para lograr esto, necesitamos diseñar un experimento que permita recoger los valores de posición el cuerpo del experimento en cada instante de tiempo. Entonces empleamos el siguiente montaje. Un carro de mecánica se desplazará por un plano por la acción de una fuerza externa constante. Para lograr dicha fuerza utilizamos una polea fija y un cordel atado a un peso. La fuerza que actúa sobre el carro tiene el mismo valor que la fuerza de gravedad sobre el peso. Para registrar los valores de la posición empleamos un recipiente con agua que tenga un orificio en la parte inferior, por el que saldrá el agua en forma de gotas. Regulando la salida del agua podemos establecer el tiempo entre una gota y otra (intervalo de tiempo). Para determinar el tiempo entre la caída de dos gotas, mida el tiempo t en el que caen un número n de gotas y divida t entre n para obtener el intervalo.

Fig. 1

Realizamos el experimento y medimos las distancias entre las gotas y el punto de referencia inicial. Para reproducir este experimento necesitamos asignarle esta serie de valores de posición del carro, a una variable, y antes de ello hay que declarar dicha variable. Entonces escribimos en la Hoja lógica lo siguiente: s=x; datos: x=0; fin de datos Ahora se le pueden asignar los valores de posición a la variable x, porque está declarada en el área de datos (con valor inicial cero, este valor puede ser modificado). Entonces introducimos los valores recogidos en la Tabla del FisMat. A continuación seleccionamos a la variable x en la segunda lista desplegable de la parte inferior. Esta acción asignará dichos valores a x (Fig. 2).

Fig. 2

A partir de ahora esta variable puede ser empleada para mover un cuerpo, graficarla, medirla, etc, puesto que contiene los valores de la Tabla. No olvide reconfigurar el Contador para que la simulación se ejecute en el rango de los valores de tiempo que se han recogido en el experimento. Lo mismo puede suceder con el sistema de coordenada (vea Contador y Sistema de coordenadas). Nota: Mientras más valores se recojan en el experimento, más real se verá la simulación. El FisMat calculará los valores intermedios entre dos datos para garantizar la continuidad de la animación. La Tabla además da acceso a la Gráfica externa que permite representar los valores seleccionados en la rejilla (seleccione el rango de valores en la rejilla y pulse el botón Graficar). Para más información sobre la Gráfica externa vea el tema Gráfica externa. Otra función importante de la tabla es la posibilidad de calcular otras ecuaciones que no estén en la hoja lógica a partir de las variables ya declaradas y la variable del contador. Pongamos un ejemplo: En el estudio de un movimiento acelerado necesitamos elaborar una gráfica de la posición en función del cuadrado del tiempo (X = f (t2)). Teniendo en la hoja lógica interpretado lo siguiente: X=a*(t^2) /2; a=10; En la Tabla seleccionamos en la segunda fila superior a X y en la primera escribimos t*t (que es igual que t2).

Fig. 3

Iniciamos la animación y después que se llenen las filas suficientes podemos seleccionar el rango de datos que deseemos y mandar a graficar, así obtendremos una gráfica de X = F (t2).

Fig. 4

También podemos escribir ecuaciones que relacionen a otras variables. La Tabla permite guardar su contenido en ficheros de extensión tbl para poder reutilizarlo en cualquier momento (botón Guardar y Abrir).

Fig.5

a- Fila superior de listas desplegables. Contienen las variables cuyos valores pueden ser recogidos en cada columna de la rejilla.

b- Fila inferior de listas desplegables. Contienen las variables a las que se les puede asignar los valores recogidos en las columnas de la rejilla.

c- Borra el contenido de la rejilla para crear mostrar una nueva tabla vacía. d- Carga un fichero tabla, previamente guardado. La Tabla permite guardar su contenido en ficheros

de extensión tbl. e- Guarda el contenido de la Tabla en un fichero de extensión tbl. f- Copia los valores seleccionados de la Tabla. g- Corta los valores seleccionados de la Tabla. h- Pega los valores previamente copiados al portapapeles en una selección realizada. i- Inicia la animación. Especialmente útil para generar los valores de las variables mediante las listas

desplegables superiores. j- Envía los valores seleccionados a la Gráfica externa para representarlos.

Editor de gráficas

El Editor de gráficas es una herramienta de gran importancia dentro del FisMat. Su función radica en brindar la posibilidad al usuario de diseñar graficas de forma manual y asignarle a una variable los valores que esta representa. Las gráficas que en este editor se elaboren siempre estarán en función de la variable del contador, por tanto estas gráficas representan las variaciones de una variable mientras transcurre la simulación. Para abrir el Editor de gráficas es necesario pulsar la opción Editor de gráficas del menú Elementos o mediante la barra de herramientas de la Ventana principal (ver Barra de herramienta de la Ventana principal). La ventana del editor cuenta de las siguientes partes:

a- Variable a la que se le asignará los valores de la gráfica diseñada. b- Variable del contador. c- Área de trazado. d- Líneas guías. e- Puntos móviles. f- Máximo valor del eje Y de la gráfica. g- Crea una nueva gráfica. h- Abre un fichero de gráfica existente (extensión edg). i- Guarda la gráfica actual (extensión edg). j- Actualiza la asignación de la gráfica elaborada a la variable seleccionada (a). k- Muestra u oculta los puntos móviles. l- Oculta el Editor de gráficas. m- Establece el valor mínimo del eje Y de la gráfica.

¿Cómo trabajar con el Editor de Gráficas? Su uso es sencillo, haciendo clic izquierdo sobre el área de trazado, se insertan nuevos puntos a la gráfica los cuales pueden ser desplazados posteriormente a otra posición volviendo a hacer clic izquierdo pero esta vez sobre el mismo punto. Para eliminar un punto insertado basta con pulsar el clic derecho sobre el

punto, la menor cantidad de puntos que tiene la gráfica es dos, entre los cuales esta trazado un segmento de recta. El Editor cuenta con una lista desplegable que se actualiza al interpretar la Hoja lógica y mediante ella se selecciona la variable a la que se le asignaran los valores. Esta herramienta brinda la posibilidad de guardar el diseño de la gráfica elaborada de manera independiente en ficheros de extensión edg, permitiéndole crear su propia biblioteca de gráficas que pueden ser cargadas en cualquier proyecto. Por otra parte el Editor de gráficas permite plantearse un estudio de fenómenos a partir de la gráfica que los caracteriza. Es posible entonces elaborar la gráfica de un movimiento acelerado y después hacer que un cuerpo se desplace de esta manera y así corroborar la veracidad de la representación gráfica estudiada. Nota: asegúrese de tener llena la lista desplegable (a) cuando vaya a guardar un proyecto de FisMat. Si esta lista está vacía la gráfica elaborada (si existe) en el Editor NO será guardada con el proyecto. La lista desplegable (a) solo muestra las variables que han sido declaradas como valor inicial (ver Lenguaje de la Hoja lógica)

Gráfica externa

La Gráfica externa es un recurso de la Tabla debido a que su utilización se basa en el análisis gráfico de los valores numéricos de la Tabla. Para llegar ha ella es necesario hacer la selección de los datos a Gráficar y pulsar el botón Graficar de la Tabla (ver Tabla ). La Gráfica esta predeterminada para los gráficos de dispersión (los más utilizados en Física para mostrar el comportamiento de una magnitud respecto al tiempo) Aunque esto puede ser modificado en la ventana de propiedades de la Gráfica.

La Gráfica contiene herramientas y opciones importantes como son:

a- Muestra la Gráfica al tamaño de la pantalla. Un recurso importante para mostrar la Gráfica a un grupo numeroso de personas.

b- Amplía la imagen de la Gráfica. c- Reduce la imagen de la Gráfica. d- Envía al centro la Gráfica. e- Representa la tendencia lineal de la serie seleccionada en la Gráfica. f- Muestra el valor del área bajo la curva de la primera serie trazada. g- Muestra las propiedades de la Gráfica.

h- Copia en el portapapeles la imagen de la Gráfica y los valores que esta representa. Utilice esta opción para exportar los valores de una Gráfica a otras aplicaciones como Excel, Word, etc. Para pegar los valores o la imagen utilice la opción de Pegado especial de dichas aplicaciones.

Copie la Gráfica y emplee la opción de pagado especial de las aplicaciones de Office.

i- Elimina todas las series de la Gráfica. j- Permite guardar en un fichero la imagen actual de la Gráfica (.bmp).

Es posible modificar la mayor parte de las características de la apariencia de la Gráfica mediante su ventana de propiedades. Nota: la Gráfica no es un elemento que se guarda con el fichero de proyecto.

Copiando imágenes y datos de la gráfica

la Gráfica brinda la posibilidad de copiar su contenido en formato de imagen y de datos para pegarlo en otras aplicaciones como los procesadores de texto (por ejemplo: Word, Bloc de notas, etc). Para copiar el contenido de una Gráfica pulse el botón Copiar de la barra de herramienta de la gráfica:

ahora seleccione la opción de Pegado especial o en su defecto la opción Pegar de la aplicación (Word, Bloc de notas, Excel, etc). Se pueden pegar los valores:

o la imagen:

Editor de movimiento

El Editor de movimiento es uno de los elementos de mayor interactividad en el FisMat por la posibilidad que brinda de estudiar el movimiento de un cuerpo de prueba a partir de la asignación de su posición en tiempo real durante la simulación. Está compuesto en esencia por dos elementos; la palanca de control (que simula una palanca de juego) y el cuerpo de prueba. Para acceder a este haga clic en la opción Editor de movimiento del menú Elementos o mediante la barra de herramientas de la Ventana principal.

a- Cuerpo de prueba. b- Palanca de control. c- Valor del incremento para las variables seleccionadas. d- Variable a asignarle los valores de la posición en x del cuerpo de prueba. e- Variable a asignarle los valores de la posición en y del cuerpo de prueba. f- Posición actual del cuerpo de prueba. g- Muestra las opciones de configuración del Editor de movimiento.

Opciones del Editor de movimiento:

a- Muestra u oculta el cuerpo de prueba. b- Ubica el cuerpo de prueba en el centro de la pantalla de la animación. c- Muestra una lista de objetos predeterminados que pueden ser usados como cuerpos de prueba. d- Permite utilizar un fichero de imagen para emplearlo como cuerpo de prueba. (esta opción no se

guarda en los proyectos de FisMat, en su lugar se ubicará una imagen predeterminada. e- Vista previa del objeto seleccionado.

Al abrir el editor, el cuerpo de prueba aparece inmediatamente en el centro de la pantalla. ¿Cómo emplear el editor de movimiento? La palanca de control establece el módulo, la dirección y sentido de la velocidad del cuerpo de prueba. Permite asignarle valores de posición en X y Y a dos variables declaradas con valor inicial (ver Lenguaje de la Hoja lógica) mediante las cuales se puede elaborar una Gráfica, modificar un Vector, etc. Permite elaborar un movimiento manual que no responda a una ecuación determina y que represente un movimiento más complejo, los cuales son más comunes en la vida práctica. ¿Cómo “grabar” el movimiento elaborado para emplearlo después? Es muy posible que necesitemos reutilizar un moviendo diseñado anteriormente y que no es posible simular mediante una ecuación debido a su complejidad, para esto necesitamos de la tabla: El primer paso es seleccionar dos variables declaradas con valor inicial (ver Lenguaje de la Hoja lógica) en la palanca de control. Estas variables almacenarán los valores de X y Y del cuerpo de prueba. En la tabla seleccione estas mismas variables en las listas de la parte superior, para recoger valores. Inicie la simulación desde la tabla (botón Iniciar) o desde la animación, mueva el cuerpo de prueba con la palanca del Editor de movimiento y al terminar detenga la simulación. Ahora borre las listas de la tabla en las que se seleccionó anteriormente las variables (dejándolas vacías) y selecciónelas nuevamente en las listas de la parte inferior de la tabla. A partir de aquí puede cerrarse el editor de moviendo ya que los valores serán asignados a las variables mediante la tabla (ver Tabla). Nota: la Tabla permite guardar su contenido en archivos de extensión Tbl. Como el Editor le asigna valores a las variables, estas pueden ser mostradas por todos los objetos mostradores.

Convertidor de unidades

El Convertidor de unidades constituye una herramienta de gran utilidad puesto que contiene los procedimientos de convección de forma automática de hasta 23 magnitudes físicas distintas con aproximadamente 120 unidades de medida. Su manejo es sencillo, solo tenemos que seleccionar la magnitud física a convertir (a), las unidades de medida de entrada (b) y salida (c), después escribimos el valor a convertir (d) y mientras lo hacemos se va mostrando la respuesta (e).

Errores de escritura detectados por la Hoja lógica

La Hoja lógica contiene un sistema de detección de errores de escritura que le indica al usuario el error cometido y en algunos casos muestra el lugar donde está dicho error.

Error# 24: Solo se permite de 1 a 3 casos. Se ha detectado un exceso o déficit del número de casos declarados. Solo pueden declararse de 1 a 3 casos. Error# 25: No deje espacios vacíos antes de la palabra Datos. Se ha detectado un espacio vacío delante de la palabra Datos. Mantenga la palabra Datos en una línea de texto independiente y sin espacios vacíos delante. Error# 26: No deje espacios vacíos antes de la palabra Casos. Se ha detectado un espacio vacío delante de la palabra Casos. Mantenga la palabra Casos en una línea de texto independiente y sin espacios vacíos delante. Error# 27: No se aconseja escribir comentarios dentro del área de datos. No escriba líneas de comentarios en al área de datos (entre la palabra Datos: y Fin de datos) Error# 28: Se ha introducido un número de valores en los casos diferente al número de casos declarados o algún dato ha sido repetido. Este error surge cuando no se corresponde el número de casos declarados (Casos:2) con el número de valores asignados a las variables en el área de casos. Si se declaran 3 casos, todas las variables del área de casos tienen que tener asignado los tres valores. Error# 29: Se ha introducido menos valores en los casos que el número de casos declarados o algún dato ha sido repetido. Este error surge cuando no se corresponde el número de casos declarados (Casos:2) con el número de valores asignados a las variables en el área de casos. Si se declaran 3 casos, todas las variables del área de casos tienen que tener asignado los tres valores. Error# 30: Variable unida a número o espacio innecesario, si desea expresar multiplicación utilice el caracter *. Este error aparece cuando se ha unido una letra a un número para intentar formar una variable o por haber olvidado escribir el signo de la operación matemática, entre el número y la letra. Recuerde que las variables no pueden contener números y que para expresar una multiplicación debe emplear el caracter asterisco (*). Error# 31: Número unido a paréntesis, si desea expresar una multiplicación utilice el caracter *. Para expresar una multiplicación entre un número y un elemento encerrado entre paréntesis tiene que emplear el carácter asterisco (*) Por ejemplo: Escrito correctamente: 43*(34+P) Escrito incorrectamente: 43(34+P) Error# 32: Variable unida a paréntesis, si desea expresar multiplicación utilice el caracter *. Para expresar una multiplicación entre una variable y un elemento encerrado entre paréntesis tiene que emplear el carácter asterisco (*) Por ejemplo: Escrito correctamente: A*(34+P) Escrito incorrectamente: A(34+P) Error# 33: Unión de caracteres no permitida. Error que se genera al unir caracteres como signos de operaciones matemáticas, paréntesis, etc. Ejemplo de error: a=22+*t; Error# 34: Faltan paréntesis por cerrar. No se han cerrado todos los paréntesis que se abrieron. Todos los paréntesis que se abren [(] tienen que ser cerrados [)].

Error# 35: Faltan paréntesis por abrir. Existe un exceso de paréntesis cerrados [)] Error# 36: El exponente de la raíz tiene que estar entre 2 y 9. El FisMat puede realizar cálculos de raíces con exponente que estén entre 2 y 9. Ejemplo de posibles raíces: A=Raíz2(n); A=Raíz3(n); A=Raíz4(n); A=Raíz5(n); A=Raíz6(n); A=Raíz7(n); A=Raíz8(n); A=Raíz9(n); Error# 37: Exeso o déficit del caracter de comentario ' . Este error se genera cuando falta o sobra un caracter de comentario. Los comentarios se limitan mediante estos caracteres, por tanto cada comentario tiene que tener dos de estos. Ejemplo: ‘esto es un comentario’ Error# 38: Alguno de los siguientes errores está presente: - Faltan variables independientes por asignarle valores en los datos. - Existen variables repetidas. - Falta un punto y coma. Verifique si todas las variables declaradas en la hoja tienen asignado un valor numérico o una ecuación. Asegúrese de no haber repetido una declaración de una variable. Falta un punto y coma al final de una línea de código en la que se está declarando el valor de una variable. Error# 50: La declaración de casos tiene que estar dentro de un área de datos aún no declarada. Se ha declarado un área de casos sin existir un área de datos o se ha declarado fuera de esta.

Guardando, exportando y protegiendo un proyecto de FisMat

Guardando y exportando: Alguno de los elementos del FisMat tienen la opción de guardar su contenido de manera independiente, lo que permite la reutilización de las partes por separado de un proyecto de FisMat. Los elementos con esta característica son: la Hoja lógica, el Editor de gráficas y la Tabla. La Hoja lógica permite guardar su contenido en ficheros de extensión hlg que pueden ser cargados en esta, en cualquier momento para volver a utilizarlos. Análogamente ocurre con el Editor de gráficas que guarda las gráficas diseñadas en ficheros de extensión edg. Por su parte la Tabla guarda y lee ficheros de extensión tbl en los que almacena todo su contenido. Para más información remítase a los temas: Hoja lógica, Editor de gráficas y Tabla. Además de las extensiones antes mencionadas (hlg, edg, tbl) el FisMat guarda todo el proyecto en un fichero único de extensión fmp que contiene la información de todos los elementos del proyecto actual. Este fichero, además, contiene las direcciones de los recursos mediáticos (videos, sonidos e imágenes) empleadas en la elaboración de la animación. Existen dos métodos para guardar los proyectos de FisMat. El uso de uno u otro depende de la intención del usuario y de los recursos empleados en el diseño de la Animación. Estos métodos son: 1. Mediante la opción de guardar como del menú archivo o el botón guardar de la barra de herramientas de la pantalla principal.

2. Mediante la opción crear carpeta multimedia del menú archivo.

El primer método (1) salva todo el proyecto en el fichero único de extensión fmp. Si para la elaboración de la simulación se emplearon Videos, Sonidos y o Imágenes, este fichero fmp contiene las direcciones de dichos recursos, más no contendrá físicamente estos ficheros, sino solo la información de su ubicación. Por tanto un proyecto que contenga Imágenes, Videos y/o Sonidos elaborados en una computadora, al ser abierto en otra computadora estos recursos no podrán ser cargados por el FisMat puesto que el proyecto (fmp) abierto hace referencia a recursos que en esta computadora no existen. Por otra parte esto no será un problema si la simulación no contiene ningún recurso multimedia (Imagen, Sonido, Video) entonces este fichero podrá ser movido y abierto en cualquier computadora. Por ello es que este método (1) se recomienda cuando: - La simulación contiene recursos mediáticos (Imagen, Videos y/o Sonido) y no se tiene intención de mover y abrir el fichero en otra computadora. - El fichero no contiene recursos mediáticos (Imagen, Sonido y/o Video) y puede ser movido y abierto en otra computadora. Nota: Los ficheros fmp pueden ser abiertos, modificados y salvados cuantas veces sea necesario, siempre que no estén protegidos por contraseña. El segundo método (2) es una opción de exportación del FisMat que permite crear una carpeta que incluye el fichero del proyecto además de todos los recursos multimedia empleados en la animación. De esta manera si un proyecto emplea tres videos, dos imágenes y un archivo de sonido, al crear la carpeta multimedia, esta contendrá 7 ficheros:

proyecto.fmp

Video1 Video2 Video3

Imagen1 Imagen2 Sonido1

Ahora esta carpeta puede copiarse a otra computadora puesto que el fmp que contiene incluye direcciones relativas de los recursos que necesita y estos serán buscados en el directorio en el que se encuentra dicho fichero fmp. Por tanto para garantizar su funcionamiento solo tenemos que mantener en la misma carpeta o directorio este fichero y los videos, imágenes y sonidos que fueron empleados. Utilice este método para distribuir un proyecto que contenga recursos multimedia. Nota: al ser exportado una carpeta multimedia los videos, sonidos e imágenes que en esta se incluyen son copias de los ficheros originales y sus nombres son cambiados por video1… video2… video(n)…, sonido1… sonido2… sonido(n)…, imagen1… imagen2… imagen(n). Protegiendo un proyecto: Los proyectos de FisMat pueden ser protegidos contra cualquier modificación desde el programa. Esto es posible mediante la protección por contraseña. Cuando un proyecto está protegido, las acciones del usuario se restringen al manejo de la simulación, realización de mediciones, y otras, pero no podrán ser modificados los elementos fundamentales como la Animación, la Hoja lógica, etc. Además están eliminadas las posibilidades de guardar para evitar la modificación del proyecto. Las restricciones que pone la protección por contraseña ha sido pensada detalladamente por parte de los autores para que sirva a los diseñadores de animaciones de FisMat como un medio para preservar su obra, pero que no limite a los usuarios finales en su trabajo con la simulación. Se puede reconocer si se ha cargado un proyecto protegido, por el aspecto del icono del extremo derecho de la barra de herramientas de la ventana principal. Cuando el proyecto tenga contraseña se mostrará un candado cerrado, mientras que al desactivar la contraseña o abrir un proyecto desprotegido este candado se mostrará abierto (Vea Barra de herramientas de la ventana principal). Protegiendo un proyecto con contraseña: Establezca o desactive la contraseña de un proyecto mediante la opción Contraseña del menú Archivo. Si el proyecto no tiene contraseña se mostrará la siguiente ventana:

Escriba la contraseña deseada en la caja de texto superior y repítala en la inferior. Las restricciones no se activarán hasta que se guarde el proyecto y se abra la próxima vez. IMPORTANTE: Si olvida la contraseña no podrá modificar nunca más el proyecto protegido. Para desactivar la protección de un proyecto con contraseña repita los mismos pasos y en este caso aparecerá la siguiente ventana en la que podrá escribir la contraseña del proyecto: