Enseñar física a partir del ruido de los discos voladores

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Toma de acción de una persona lanzando un disco. Este pasatiempo matemático puede ayudar a enseñar lecciones valiosas sobre el procesamiento de señales midiendo el sonido de un disco mientras vuela. Crédito: Kyle S. dalton

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Toma de acción de una persona lanzando un disco. Este pasatiempo matemático puede ayudar a enseñar lecciones valiosas sobre el procesamiento de señales midiendo el sonido de un disco mientras vuela. Crédito: Kyle S. dalton

El golf de disco está en auge, con un número récord de jugadores que se presentan cada año para participar en el deporte del lanzamiento de disco. También zumba y silba. De hecho, el sonido que hace un disco mientras vuela por el aire hacia su objetivo está lleno de información sobre qué tan rápido vuela el disco y qué tan rápido gira.

Esta idea inspiró a Kyle S. Dalton de la Universidad Estatal de Pensilvania a combinar sus dos intereses, disc golf y acústica, en una lección interactiva de procesamiento de señales de audio. Dalton presentará su trabajo el 4 de diciembre a las 3:40 pm AEDT como parte de audio 2023que se celebrará del 4 al 8 de diciembre en el Centro Internacional de Convenciones de Sydney.

«Cuando tomé el curso de introducción al procesamiento de señales en acústica, algunos de los conjuntos de datos típicos que utilizamos procedían de fuentes de ruido como aviones, coches de carreras y espectáculos de fuegos artificiales», dijo Dalton. «Estos conjuntos de datos han sido eficaces para enseñar nuevas técnicas de procesamiento de señales, pero estas fuentes de ruido son inaccesibles para la mayoría de los estudiantes si quieren recopilar más datos o experimentar por su cuenta».

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Dalton colocó tres micrófonos en una línea, separados por 25 pies, y los conectó a un dispositivo que convertía la señal de cada micrófono en un punto de datos en la computadora. Cuando lanzó un disco con un pequeño timbre colocado en la parte superior a través de la línea de micrófonos, grabó la señal de audio del disco volador.

«Escuchar el disco me permite capturar múltiples características del vuelo del disco y observarlo durante una mayor parte de su viaje de lo que es posible con otras técnicas de medición», dijo Dalton. «Las pistolas de radar se utilizan a menudo en el golf de disco para medir la velocidad del tiro, pero no proporcionan información sobre qué tan rápido gira el disco».

Los estudiantes pueden utilizar el conjunto de datos resultante para aprender herramientas básicas de procesamiento y practicar la visualización de datos, utilizando el desplazamiento Doppler para determinar la velocidad, entre otras lecciones importantes.

Este experimento se puede realizar en un espacio abierto, con una configuración básica y un brazo experimentado.

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