Ciencia para todos: Diseño y validación de un dispositivo de bajo costo y código abierto para estudiar la caída libre
Resumen
La enseñanza de la física requiere herramientas experimentales asequibles. Frente al alto costo de los dispositivos comerciales, este estudio propone y valida un dispositivo didáctico de alta precisión basado en impresión 3D y plataforma Arduino para medir la aceleración de la gravedad. El sistema controla la caída de un balín metálico desde un electroimán hasta una base con sensor piezoeléctrico. Se construyeron cinco unidades con 80 mediciones por dispositivo (10 por ocho alturas entre 20 cm y 90 cm). Se realizaron estudios de repetibilidad y reproducibilidad. Los dispositivos resultaron estadísticamente equivalentes con errores porcentuales inferiores al 0.42% respecto al valor teórico local y coeficientes de determinación de 1.00. La exactitud supera la de modelos similares en la literatura. El costo de fabricación fue de una tercera parte del equipo comercial más barato del mercado. Se concluye que el dispositivo es una herramienta accesible y precisa, cuyo diseño modular además permite integrar nuevos experimentos. La liberación del diseño bajo licencia Creative Commons democratiza el acceso a equipamiento científico de calidad.
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