Álgebra lineal para el análisis de vídeos. Aplicación a la modelización de experimentos físicos

• Carreño, Amanda ^[1] ; Damián Ginestar Peiró ^[1] ; Jaime Riera ^[1] ; José Luis Hueso Pagoaga ^[1] ; A. Vidal Ferràndiz ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Valencia

     Universidad Politécnica de Valencia

     Valencia, España

     
• Localización: Modelling in Science Education and Learning, ISSN-e 1988-3145, Vol. 19, Nº. 1, 2026, pág. 2
• Idioma: español
• DOI: 10.4995/msel.2026.25832
• Títulos paralelos:
  • Linear algebra for video analysis. Application for the physics practices
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• Resumen
  • español

    Ante el uso generalizado de los dispositivos móviles en el entorno educativo, el análisis de vídeos se presenta como una herramienta motivadora para el estudio de conceptos de álgebra lineal que, a menudo, resultan abstractos en los primeros cursos de grado. Este trabajo describe la aplicación de técnicas matriciales, específicamente la Descomposición en Valores Singulares (SVD) y la Descomposición en Modos Dinámicos (DMD), para la segmentación de vídeo. El procedimiento permite aislar de forma algebraica el movimiento de un cuerpo frente a un fondo estático, facilitando la extracción automática de trayectorias experimentales. Para validar la eficacia de esta metodología y su utilidad en el laboratorio de física, se presentan dos casos de estudio: el bote de una pelota y la oscilación de un péndulo amortiguado. Los resultados demuestran que el uso de estas herramientas no solo simplifica el análisis de datos, sino que integra de manera efectiva la teoría matemática con la experimentación de los laboratorios de física general.

  • English

    Given the widespread use of mobile devices in educational settings, video analysis offers a motivating tool for studying linear algebra concepts, which are often perceived as abstract in the early years of undergraduate study. This paper describes the application of matrix techniques, specifically Singular Value Decomposition (SVD) and Dynamic Mode Decomposition (DMD), for video segmentation. The procedure allows the movement of a body against a static background to be isolated algebraically, facilitating the automatic extraction of experimental trajectories. To validate the effectiveness of this methodology and its usefulness in the physics laboratory, two case studies are presented: the bounce of a ball and the oscillation of a damped pendulum. The results show that the use of these tools not only simplifies data analysis but also effectively integrates mathematical theory with experimentation in general physics laboratories.

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