Treballs premiats

Fiabilitat dels mètodes numèrics en l’estudi de sistemes físics

Fiabilitat dels mètodes numèrics en l’estudi de sistemes físics

Detall

Àmbit temàtic: FÍSICA
Edició: Premiats 2013

Àrea coneixement:    Física Aplicada
Centre:    Institut Ramon Turró i Darder, Malgrat de Mar
Autor/s autora/es:    Jordi Zanca Soler
Nivell educatiu:    2n Batxillerat
Tutors/es:    David Pedret Cabedo

El nostre objectiu és demostrar que els mètodes numèrics són una eina fiable en l’estudi dels sistemes físics que no tenen una descripció matemàtica exacta..

Per tal de fer-ho, dividirem el treball en dues parts:
I. En una primera, la més teòrica, explorarem els mètodes numèrics existents i programarem en Java el software encarregat de fer-los servir per tal de simular diferents situacions físiques.
II. Posteriorment, un cop el software ja estigui desenvolupat, l’utilitzarem per simular 3 situacions que no tenen descripció matemàtica exacta:
a) La trajectòria d’un pèndol molla (un pèndol normal que en comptes de tenir un fil té una molla).
b) El moviment de dues estrelles en un sistema binari.
c) El calor específic d’un gas.
Per fer-ho, seguirem aquest esquema:
a) Primer realitzem la simulació en el programa que hem desenvolupat, i anotem els resultats teòrics que segons l’ordinador hauríem d’esperar si féssim un experiment.
b) Durem a terme l’experiment (si s’escau) o obtindrem dades empíriques d’altres experiments ja realitzats, i compararem els resultats obtinguts pel simulador amb aquells provinents de l’observació experimental.

Després de comparar els resultats teòrics del simulador amb els empírics, podem concloure que els mètodes numèrics són una eina molt útil i fiable, atès que en les diferents simulacions, s’ha aconseguit predir amb el simulador un resultat que diferia en aproximadament un 1% del valor empíric real.
Ara bé, també s’ha de tenir en compte que la simulació per ordinador no pot deixar mai de banda ni la investigació purament teòrica ni la experimentació, si no que ha de ser sempre una eina complementaria d’ajuda per a aquestes dues vessants de la física.


Compartiu aquest projecte