Fisica Computacional breve introduccion

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2. Un mejor modelo para
Educación de la Física?
Física computacional busca ofrecer una educación:
más amplia, más balanceada, y más flexible que
la física tradicional.
Presentándola dentro del paradigma científico de
soluciones a problemas como una forma más
efectiva y eficiente para la enseñanza.
“Computational physics provides a broader, more
balanced, and more flexible education than a traditional
physics major. Moreover, presenting physics within a
scientific problemsolving paradigm is a more effective and
efficient way to teach physics than the traditional
approach.”
RUBIN LANDAU, Oregon State University, 2006
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3. Paradigmas de Estudio de
Ciencias
TEORIAS
FISICA
EXPERIMENTOS
Rubin H Landau (2012), Computational Physics, OSU
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4. ¿Cambios en la Educación?
Hace más de una década, el Instituto Americano
de Física (AIP) presentó evidencias de la
necesidad de cambios en el “modelo estándar” de
enseñanza de física en pregrado.
Se encuestó a profesionales con 5 años de
graduados o más sobre los aspectos de su
educación que considera más importantes en su
empleo actual.
Los resultados mostraron que para los
graduados, cuyo principal trabajo era en
ingeniería, matemáticas o ciencias, las tres
habilidades más importantes serían:
 Enfoque en la Solución a problemas científicos
 Capacidad de Síntesis de información
 Habilidades de aplicación de matemáticas
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5. Habilidades requeridas en
trabajos científicos
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6. Uno de los reportes PITAC (US President’s
Information Technology Advisory Committee) presenta
a las ciencias de computación como un “tercer
pilar” junto a la experimentación y teoría.
www.nitrd.gov/pitac/reports/
Report to the President on Computational
Science: Ensuring America's Competitiveness
(June 2005):
http://www.nitrd.gov/pitac/reports/20050609_co
mputational/computational.pdf
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7. Paradigmas de Estudio de
Ciencias
TEORIAS
FISICA
FISICA
EXPERIMENTOS
Rubin H Landau (2012), Computational Physics, OSU
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8. Paradigmas de Estudio de
Ciencias
SIMULACION
FISICA
FISICA
EXPERIMENTOS
Rubin H Landau (2012), Computational Physics, OSU
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9. Actualmente, en todos los sectores la computación
es indispensable para la solución a problemas
complejos, avances en computación y conectividad
hacen posible resolver problemas conocidos
anteriormente como muy complejos o aún no
alcanzados por la imaginación.
“[C]omputational science is now indispensable to the solution of
complex problems in every sector [because] advances in
computing and connectivity make it possible to address
problems previously deemed intractable or beyond imagination.
Yet, despite the great opportunities and needs, universities and
the Federal government have not effectively recognized the
strategic significance of computational science in either their
organizational structures or their research and educational
planning.”
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10. Paradigmas de Estudio de
Ciencias
SIMULACION
FISICA
EXPERIMENTOS
Rubin H Landau (2012), Computational Physics, OSU
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11. Física Computacional
FISICA
FISICA
COMPUTACIONAL
COMPUTACION MATEMATICAS
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12. Modelo de simulación de
problemas
Modelo Método Implementación
Problema
de la
Discreto Numérico Octave, Matlab
Ciencia
Contínuo Simbólico C++, Java
Caida Libre - valores iniciales 0
0
d 2s t=5; -20
-40
m 2 mg V(0)=0;
-60
-80
dt g=-9,8 m/s
-100
-120
-140
Vf=v(0).t+0.5.g.t2 -160
-180
… 0 1 2 3
t
4 5 6
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13. "Computers are
incredibly
fast, accurate, and
stupid;
humans are
incredibly
slow, inaccurate, and
brilliant;
together they are
powerful beyond
imagination".
Albert Einsteinedelros@espol.edu.ec ICF-ESPOL-2012 13