Actividad de articulación interdisciplinaria: descarga de un capacitor como puente entre matemática y física en la formación en Ingeniería

Abstract

En el marco del Proyecto "Articulación en las Ciencias Básicas para Carreras de Ingeniería" y del Grupo de Investigación IMApEC del Departamento de Ciencias Básicas de la Facultad de Ingeniería (FI) de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), se han desarrollado diversas estrategias interdisciplinarias que integran matemática, física y tecnología. Estas acciones buscan fomentar competencias esenciales en los estudiantes de ingeniería mediante un enfoque innovador y colaborativo. En esta línea, se diseñó e implementó una actividad que articula conceptos de matemática (ecuación diferencial de primer orden) y de física a través del fenómeno de la descarga de un capacitor. La propuesta se desarrolla en el aula de matemática e incluye la participación conjunta de docentes de ambas disciplinas. Durante la experiencia, los estudiantes realizan un experimento en el que, mediante sensores, se registran los datos de la descarga de un capacitor en función del tiempo. Se introduce el uso de las leyes de Kirchhoff para modelar el circuito, lo que permite deducir la ecuación diferencial que describe el proceso de descarga. De manera optativa, los estudiantes complementan la experiencia con una tarea que incluye resumir la actividad, plantear preguntas surgidas durante el experimento, analizar los datos obtenidos del experimento, en GeoGebra y validar ajustándose a la solución exponencial de la ecuación diferencial previamente deducida. Se presentan los resultados de esta tarea optativa. Esta actividad enfatiza la relevancia de las ecuaciones diferenciales y su relación con principios fundamentales de la física en el modelado de fenómenos físicos e ingenieriles, fortaleciendo una perspectiva interdisciplinaria en la formación de futuros profesionales.