Software for solving and simulating physical problems about collisions in one and two dimensions for educational and interactive use purposes

Authors

DOI:

https://doi.org/10.51302/tce.2025.21499

Keywords:

collisions, simulator, physics, teaching, Unity, learning, Scrum

Abstract

The study of physics presents challenges for students and teachers (men and women). It involves understanding and predicting natural behavior through laws associated with experimentation. Simulations provide opportunities for hands-on learning and exploration of abstract concepts by allowing the creation of ideal situations, manipulating variables, and observing their impact on concrete phenomena. The purpose of this work is to create a virtual physics laboratory on particle collisions to help students in the first courses of university Physics to understand these concepts through visual representations and the associated mathematical process. The feasibility and effectiveness of using a video game engine for the rapid development of a simulator that accurately represents different types of collisions is evaluated, taking advantage of the fact that the use of collisions is a fundamental part of these.

The project is applied research, oriented to solve practical problems through the creation of specific software. It started with a bibliographic review, considering pedagogical and technical aspects, followed by the development of the software using Scrum to create a minimum viable product. The Unity game engine was used. The simulator allows the generation of customized problems and consists of four modules that show the behavior of the particles before, during and after the collision, graphically, mathematically and vectorially.

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Author Biographies

María del Pilar Cuenca Marcano, Professor at the Universidad Metropolitana (Caracas, Venezuela)

Ingeniera de Sistemas con Maestría de Administración (Mención Gerencia de Finanzas) por la Universidad Metropolitana. Actualmente, trabaja como profesora del Departamento de Gestión de Proyectos y Sistemas en la Universidad Metropolitana en las áreas de Bases de Datos, Sistemas de Información e Ingeniería de Software. Ha incorporado el marco de trabajo ágil en la educación a nivel de pregrado en el área de Desarrollo de Software.

Salomón Mizrachi Cohén, Professor at the Universidad Metropolitana (Caracas, Venezuela)

Licenciado en Física e ingeniero civil. Actualmente, trabaja como profesor de Física del Departamento de Física de la Universidad Metropolitana. Es responsable de la creación y difusión de simulaciones de física y de las actividades asíncronas de dicho departamento.

Gabriela Banezca Luces, Graduated in Systems Engineering from the Universidad Metropolitana (Caracas, Venezuela)

Profesional con habilidades destacadas para el trabajo en equipo y orientada a la mejora continua como desarrolladora. Posee competencias en C#, Python, JS, Java, HTML, CSS y Unity. Cuenta con experiencia en el desarrollo de bases de datos en SQL Server para proyectos .NET y roles de asistente de investigación. Se graduó con mención honorífica por su tesis sobre un simulador de colisiones físicas en Unity. Ha recibido reconocimientos académicos y ha completado formación complementaria en áreas como SQL Server, React JS, MongoDB, JavaScript y redes neuronales.

José Villegas Vera, Graduated in Systems Engineering from the Universidad Metropolitana (Caracas, Venezuela)

Profesional con amplia trayectoria en trabajo en equipo y en métodos de desarrollo con metodologías ágiles. Cuenta con experiencia en distintos lenguajes, como HTML, Java, JS, CSS, SQL, C# y C++; en diferentes frameworks, como Angular y React; en motores de videojuegos, como Unity; y en otras tecnologías, como MongoDB, PostgreSQL, PyTorch y TensorFlow. Ha desempeñado roles como asistente de profesorado en la Universidad Metropolitana dentro del área de Administración de Base de Datos. Actualmente, trabaja como auditor de sistemas en Mercantil Banco.

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Published

2025-02-24

How to Cite

Cuenca Marcano, M. del P., Mizrachi Cohén, S., Banezca Luces, G., & Villegas Vera, J. (2025). Software for solving and simulating physical problems about collisions in one and two dimensions for educational and interactive use purposes. Technology, Science and Education Journal, (31). https://doi.org/10.51302/tce.2025.21499

Issue

Section

Projects and Academic contributions