Física College

GUÍA DE M.R.U Y M.R.U.A

2011-04-17T14:14:00.000-07:00

GUIA DE MOVIMIENTO CIRCULAR y FUERZA CENTRÍPETA

2010-06-17T11:08:00.000-07:00

Nombre: _____________________________________________ curso:

i. A partir de la lista de conceptos relevantes (CR) y frases conectoras (FC), completa en tu cuaderno el mapa conceptual de la figura.

Conceptos Relevante
A. Radio
B. Circulo
C. Frecuencia
D. Velocidad Tangencial
E. Fuerza Centrípeta
F. Aceleración Centrípeta
Frases Conectoras
I. Mantiene constante su
II. Se realiza en una trayectoria
III. Definen
IV. Que corresponde al módulo del vector
V. Y en cada punto de ella existe una
VI. Y un

ii. Resuelva los siguientes problemas de manera clara y ordenada

1) Un automóvil de 1 000 kg, da vuelta en una esquina circular, a 25 km/h. Si el radio de giro es de 10 m,
a) ¿cuál es el valor de la aceleración centrípeta?
b) ¿Qué fuerza horizontal debe ejercer el roce del pavimento con los neumáticos para mantener el vehículo en trayectoria circunferencial?
c) ¿Cuál es el coeficiente de roce mínimo entre las ruedas y el pavimento necesario para que el auto no se deslice?

2) Una camioneta cargada tiene una masa de 2 500 kg y toma una curva circular en una pista plana y sin pendiente de 50 m de radio. El coeficiente de roce entre los neumáticos y la pista es μ= 0,5. ¿Cuál es la máxima rapidez a la que la camioneta podría dar el giro sin resbalar?

3) Un estudiante hace girar una goma de borrar atada al extremo de un hilo. La masa de la goma es de 0,02 kg. Mientras la goma gira con movimiento circular uniforme, el estudiante mide un ángulo de 60° del hilo con respecto a la vertical y un radio de giro de 0,4 m.
a) En estas condiciones, ¿cuál es la tensión ejercida sobre la goma a través de la cuerda?
b) Si el estudiante suelta el hilo, ¿cuál es la velocidad tangencial con que la goma de borrar sale disparada?

4) Una caja de huevos esta sobre el asiento de un auto que da vuelta en una curva de 26 mt de radio a una velocidad de 16.5 m/s. ¿Cuál el coeficiente de roce mínimo que debe existir entre la caja y el asiento para que los huevos no se deslicen?

5) Una nave espacial se encuentra en orbita alrededor de la Luna a una altura de 20000mt. Suponiendo que solo la atracción gravitacional lunar actua sobre ella, encuentra la rapidez y el tiempo que tarda en dar una vuelta. Datos de la luna: masa:7.34 x 1022kg, radio: 1.738 x 106 mt.

6) ¿Cuál es la máxima velocidad con que una lancha puede tomar una curva de 25 mt de radio, si el coeficiente de roce con el agua es μ = 0.8?

7) ¿Cuál es el periodo de un péndulo cónico de longitud 1 m, cuya cuerda forma con la vertical un ángulo de 30º?

Ejercicios de campo y potencial eléctrico

2010-05-12T13:50:00.000-07:00

Estos ejercicios fueron extraídos del libro "FÍSICA tomo 2" Serway, 4º edición.

Gases ideales

2010-04-28T19:15:00.000-07:00

Prof.Marta Montero G
Termodinámica

1. Determine la masa del aire en un cuarto cuyas dimensiones son 4m x 5m x6m a 100kPa y 25ºC

2. Un gas ideal ocupa un volumen de 100 cm3 en 20°C y 100 Pa. Encuentre el número de moles de gas en el contenedor. (R: 4.1 x10-6)

3. Un spray puede contener un gas de propulsión a una presión dos veces la atmosférica (202 kPa) y teniendo un volumen de 125 cm3 está a 22°C. La lata se calienta al fuego. Cuando la temperatura del gas en la lata alcanza 195°C ¿cuál es la presión dentro de la lata? Asuma que cualquier cambio del volumen de la lata es insignificante. (R:320 kPa)

4. El gas contenido en un recipiente de 8.00 L a una temperatura de 20 ° C y una presión de 9 atm.
(A)Determinar el número de moles de gas en el recipiente. (R: 3 mol)
(B)¿Cuántas moléculas de gas se encuentran en el recipiente? (R: 1.80 x1024 moléculas)

5. (A)Encuentre el número de moles de 1 m3 de un gas ideal a 20° C y presión atmosférica.
(B) Para el aire, 1 mol tiene una masa de 28,9 g. Calcular la masa de 1 m3 de aire. (R: 2.27 kg)

6. El aire en una llanta de un automóvil con un volumen de 0.0015m3 se encuentra a 30ºCy 150kPa. Determine la cantidad de aire que debe agregarse para elevar la presión al valor recomendado de 200kPa. Suponga que la presión atmosférica corresponde a 98kPa y que la temperatura y el volumen permanecen constantes. (R: 0.0086kg.)

7. Un tanque de 1m3 que contiene aire a 25ºC y 500kPa se conecta, por medio de una válvula, a otro tanque que contiene 5 kg de aire a 35ºC y 200kPa. Después se abre la válvula y se deja que todo el sistema alcance el equilibrio térmico de los alrededores que se encuentran a 20ºC. Determine el volumen del segundo tanque y la presión de equilibrio final de aire: (R: 284.1kPa)

8. Cuando se infla cierto neumático con 0,200 m3 de aire se logra una presión de 6,0 x 105 kPa cuando la temperatura ambiente es de 10° C. Después de un viaje el conductor mide nuevamente la presión del neumático y encuentra que es de 6,2 x 105 kPa y su temperatura alcanza a 35° C. ¿Cuál es el nuevo volumen del aire encerrado en el neumático? (R:0,211 m3)

9. Con un gas a 27° C se llena un recipiente de acero con una presión de 2 Atm. ¿Qué presión ejercerá dicho gas si se calienta el recipiente hasta que el gas que contiene alcanza los 47° C? (R: 2,13 Atm)

10. En un lugar a la sombra se infla un globo con 1500 cm3 con aire a temperatura ambiente de 20° C. Se pone por un momento al sol observándose que alcanza un volumen de 1550 cm3. Si suponemos que la presión no ha cambiado suficientemente ¿aproximadamente cuál será la temperatura del aire al interior del globo en este nuevo ambiente? (R: 302 K)

11. Un buzo inventa un “profundímetro” artesanal, que consiste en una jeringa graduada que contiene 20 cm3 de aire sobre la superficie del agua, su émbolo bien lubricado y el extremo bien sellado. Al sumergirse hasta llegar a 30 m de profundidad, ¿qué volumen marca la jeringa? (R: 5 cm3)

12. Un balón meteorológico tiene un radio de 1m cuando se rellena a nivel del mar a 20ºC. Se expande a un radio de 3m cuando alcanza su máxima altitud, donde la temperatura es -20ºC ¿Cuál es la presión a esa altitud?

13. El gas encerrado en la jeringa está 20° C, tiene un volumen de 20 cm3 y está a la presión de 1 Atm. (Estado A). Se calienta lentamente hasta los 40° C, observándose que el émbolo se desliza debido a la expansión que el aumento de temperatura produce en el gas (Estado B). Finalmente se presiona lentamente el émbolo, para que no aumente la temperatura, hasta que nuevamente alcanza el volumen que poseía inicialmente (Estado C). Calcule los valores que sea necesario y construya el grafico que muestre la presión (p) en función del volumen (V) del gas. Señale en el gráfico los puntos que definen los estados A, B y C.

CINEMATICA

2010-04-01T12:11:00.000-07:00

Sistema Solar

2009-12-02T03:41:00.000-08:00

El Sistema Solar

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Propagación de la luz

2009-10-19T14:36:00.001-07:00

PAUTA DE INFORME

2009-08-23T18:35:00.000-07:00

Profesora: Marta Montero G

Depto. de Física

REPORTE DE LA INVESTIGACION

Cuando una investigación ha llegado a su término es necesario comunicar los resultados. Estos deben definirse con claridad y de acuerdo a las características del usuario o del receptor. Antes de presentar los resultados es indispensable que el investigador conteste las siguientes preguntas: ¿Cuál es el contexto en qué habrán de presentarse los resultados? ¿Quiénes son los usuarios de los resultados? ¿Cuáles son las características de estos usuarios? La manera de presentar están en un contexto llamado reporte de investigación.

El reporte de investigación es un documento donde se describe el estudio realizado. Qué investigación se llevó a cabo, cómo se hizo ésta, qué resultados y conclusiones se obtuvieron. Los elementos que contiene un reporte de investigación dentro de un contexto académico científico, son:

1.- Portada:

Incluye el título de la investigación, el autor o autores del trabajo, Curso, Fecha en que se presenta el reporte, logo del colegio.

2.- Introducción: En esta sección se incluye el planteamiento del problema, objetivos y preguntas de investigación, así como la justificación del estudio, el contexto general de la investigación, cómo y dónde se realizó, las variables y términos de la investigación y sus definiciones, así como las limitaciones de ésta.

3.- Marco teórico: Corresponde al marco de referencia teórico que se obtiene a través de una revisión bibliográfica. Son los antecedentes teóricos relacionados con el problema a investigar.

4.- Metodología: En esta parte del reporte se describe cómo se lleva a cabo la investigación, la que incluye:

4.1.- Equipo

Materiales: Hacer un listado de los materiales a utilizar: equipos, material de armado, instrumentos de mediciones, accesorios, etc.

Montaje: Consiste en un diagrama o dibujo del equipo experimental. En el diagrama debe hacerse mención a los elementos que componen el equipo, por lo tanto, deben identificarse los materiales en el equipo.

4.2- Descripción del procedimiento: En esta sección debe hacerse un punteo de las actividades que se deben llevar a cabo con el fin de cumplir cada uno de los objetivos específicos planteados, y que permita al investigador cumplir finalmente con los objetivos generales. Es fundamental que esta enumeración de actividades sea clara, precisa y bien redactada para que el usuario pueda en cualquier situación reproducir el experimento en cuestión.

5.- Análisis y discusión de resultados: Corresponde, ahora, a la etapa de análisis de la experimentación, es decir, al desarrollo de la metodología planteada. Para ello se debe tener en cuenta dos aspectos:

5.l.- Datos: En esta parte de la investigación, se realiza el proceso de medición, considerando las técnicas de medición, y en forma especial la consideración de los errores que se cometen al medir. En este punto deben anotarse las mediciones y las tablas que relacionan las variables. Cada tabla debe tener una identificación o nombre, unidades en sus variables, consideración de las cifras significativas y errores.

5.2.- Análisis: Corresponde al desarrollo de la información recogida y explicitada en la etapa anterior.

Cuando el objetivo deseado es calcular o comprobar una determinada expresión, se debe tener en cuenta los márgenes de errores con que se está trabajando, la confiabilidad de los datos y su relación con lo teórico.

Sí el objetivo es establecer una determinada relación, se debe graficar la tabla de datos considerando errores, identificar la gráfica con un nombre y relacionarla con la tabla de valores que la sustenta, debe indicarse la técnica usada para el trazado de la curva, el mecanismo de rectificación empleado, si la situación lo amerita etc.

La relación obtenida en el análisis debe confrontarse con los antecedentes teórico, interpretación de las constantes de proporcionalidad obtenidas, además, de determinar la confiabilidad del experimento.

Cada paso desarrollado debe ser claro, preciso, y siguiendo la secuencia de la metodología planteada.

6.- Conclusiones: Para su elaboración se sugiere: contestar cada objetivo específico, de acuerdo al orden que estos tienen, y en la cual quede establecido el cumplimiento de él, el grado de confiabilidad de la experiencia o investigación. Las conclusiones surgen de interpretación de los resultados. Una vez interpretado cada objetivo específico se debe abordar el o los objetivos generales en conjunto, con las mismas consideraciones realizadas para los objetivos específicos.

Otros aspectos que debe considerarse en el punto de las conclusiones son las sugerencias que pueden hacerse en cada objetivo e indicarse el camino que permita mejorar la investigación planteada.

7.- Bibliografía: Corresponde a las referencias utilizadas en la investigación, sean éstas para la elaboración del marco teórico, así como, las empleadas para el desarrollo mismo de la investigación y su reporte. Ellas debe seguir el siguiente orden: nombre de los autores (apellido, nombre), titulo de la referencia, nombre de la revista o libro (subrayado si se trata de un texto, editorial), volumen, página, año.

Formato de Presentación:

Tipo de letra	Times New Roman o Arial
Tamaño de letra	Nº 12
Márgenes	2.5 cm por lado (superior, inferior, derecho e izquierdo)
Interlineado	1.5, además el texto debe ser justificado
Tamaño del papel	CARTA

NO se debe entregar con carpeta, corcheteado

Composición del Sonido

2009-08-12T05:51:00.000-07:00

Composición del Sonido

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Guia resuelta para los 2º medios

2009-04-23T06:05:00.000-07:00

Guia resuelta para los 2º medios

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LA VIA LACTEA

2008-11-19T20:31:00.000-08:00

Material de apoyo para la unidad de la "Tierra y su Entorno"
Los alumnos de 2º medio podran estudiar con este material para la prueba que se realizara la 1º semana de Diciembre.

La VíA LáCtea

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"EL UNIVERSO DE LA LUZ"

2008-09-04T21:05:00.000-07:00

AMERICAN COLLEGE Miss Marta Montero G

Villa Alemana Física

“EL UNIVERSO DE LA LUZ”

“El Universo de la Luz”, es una exposición que busca volver tu atención hacia la luz y la necesidad de su estudio, mostrándote en forma interactiva sus principales fenómenos y como los aprovechamos para crear nuevas tecnologías.

Explique con sus palabras lo observado y experimentado en cada uno de los siguientes módulos visitados.

1. EL OJO. “Lo único que veo es luz”

2. EL LASER, LA REFLEXION Y REFACCION. Mesa de humo

3. LASER. Piano de luz.

4. MICROSCOPIO Y TELESCOPIO

5. ESPEJOS CONCAVOS Y CONVEXOS. ¿Qué le pasó a mi reflejo?

6. FIBRA OPTICA. Guiando la luz.

7. POLARIZACION. ¿Cuál onda? (vidrios polarizados)

8. EFECTO FOTOELECTRICO. La luz como fuente de energía.

Realice dibujos o esquemas para explicar lo observado

FINALMENTE, REALICE UN COMENTARIO RESPECTO A LA SALIDA DE ESTUDIO REALIZADA.

Puedes visitar la página www.universodelaluz.cl

Pauta del informe:

· Portada

· Índice

· Introducción

· Desarrollo

· Conclusión

Hoja tamaño oficio, márgenes 2.5 cm por lado.

Letra Times New Roman (14) o Arial (12)

Si lo realiza a mano, las hojas también deben ser tamaño oficio y debe dejar 4 cuadrados de margen por cada lado. La letra debe ser clara y leíble.

2008-09-02T20:01:00.000-07:00

AMERICAN COLLEGE . 3ºFD_FISICA

VILLA ALEMANA . Miss Marta Montero G

MOMENTO ANGULAR

RESUMEN

Según la 2 ley de Newton el torque se define como el producto entre el momento de inercia de un cuerpo y la aceleración angular que adquiere dicho cuerpo. Recordemos que el momento de inercia de pende de la distribución de la masa de un cuerpo respecto al eje de giro.

La inercia de rotación la reconocemos cuando un cuerpo que esta girando mantiene ese movimiento rotatorio, siempre y cuando ningún torque externo actúe sobre él.

Momento angular: es el producto entre el momento de inercia de un cuerpo y la velocidad angular de éste.

La conservación del momento angular se produce cuando ningún torque externo actúa sobre el cuerpo que esta girando, o sea, su momento angular no cambia

I. Busque las 15 palabras relacionadas con la unidad de dinámica de rotación

II. Realice un mapa conceptual con las palabras encontradas anteriormente

III. Ejercicios de Momento Angular

1. Un joven está sentado en su silla giratoria, frente al computador, y en un momento se da un impulso y comienza a girar con cierta velocidad angular. Si luego quiere aumentar la rapidez con que gira, ¿qué le es más conveniente, sin que nadie más que él intervenga?

2. Una persona ata una piedra de masa m a un cordel de largo L. Si hace girar la piedra, en un plano horizontal, con cierta velocidad angular. Asumiendo que el cordel tiene una masa que se puede despreciar. Si la masa de la piedra se duplica, el largo de la cuerda disminuye a la mitad y la velocidad angular se duplica, ¿cómo son el momento de inercia y el momento angular de la piedra, respecto a los valores que tenían antes de los cambios?

3. Se tiene una tabla rectangular, de lados a = 0,2 m y b = 0,4 m, de masa 0,6 kg. Si gira respecto a un eje perpendicular al plano de la tabla y que pasa por su centro de masa (intersección de sus diagonales) con una velocidad angular de 10 rad/s.

a) Determine su momento angular.(I_CM= m(a² + b²)/12).

b) Si luego se le hace girar en otro eje, en un vértice de la tabla, que también es perpendicular al plano de la tabla, ¿cuál será su nuevo momento angular?

4. Se tiene una rueda y un disco, ambos de igual radio e igual masa. Si se hace girar a ambos respecto al centro, ¿cuál ofrece mayor facilidad para empezar a moverlo? Y ¿a cuál es más difícil detenerlo una vez que ambos tienen la misma velocidad?

5. Si te contrataran para asesorar a un grupo de constructores de una nave espacial que tendrá forma circular, y sabiendo que el mayor gasto de combustible que tendrá será para empezar a hacerla girar y posteriormente para detener su movimiento rotatorio, ¿qué aconsejarías: que tenga forma de rueda o forma de disco y por qué?

6. Un disco de cartón de masa 50 g y 20 cm de radio, gira horizontalmente respecto a su centro con una rapidez angular de 5 rad/s. Si sobre el disco cae una moneda de $ 100, cuya masa se puede aproximar a 10 g, en el borde externo del disco, y el sistema nuevo queda girando, ¿con qué rapidez angular lo hace?, ¿qué rapidez lineal tiene la moneda?

7. Suponga que el tagadá de la figura tiene un diámetro de 5 m. La masa del disco uniforme es de 500 kg, la masa de cada persona arriba de él es, en promedio, 60 kg y hay 20 en total. Las personas están en el borde del disco. El sistema completo se mueve a razón de 2 vueltas en 10 segundos. ¿Cómo se modificaría la velocidad del tagadá si 5 personas, simultáneamente, caminan y se ubican en el centro del disco?

Formulas necesarias:

L = Ι·ω → momento angular

τ = Ι·α → torque

F_C= m a_c= m v²/R → fuerza centrípeta

Ι·ω_F = Ι·ω₀ Conservación del momento angular

2008-09-02T18:41:00.000-07:00

AMERICAN COLLEGE Miss Marta Montero G

VILLA ALEMANA 3ºFD_Física

DINAMICA CIRCULAR

RESUMEN

La dinámica circular estudia las causas del movimiento rotatorio
Cuando un objeto en movimiento se le aplica una fuerza en una dirección perpendicular a su trayectoria, el objeto describirá una circunferencia. Esta fuerza centrípeta, la que tiene la misma dirección y sentido que la aceleración centrípeta. Cualquier tipo de fuerza que haga girar en círculos a un cuerpo recibe la denominación de fuerza centrípeta

Si deseamos iniciar una rotación deberá aplicar un torque sobre el objeto, es decir una fuerza perpendicular al radio de giro que permita variar la rotación. Una vez que el cuerpo se encuentra girando tendera a seguir haciéndolo a no ser que un torque externo lo haga modificar este estado. Este hecho es conocido como inercia de rotación, la que se deduce de la ley de conservación del momento angular

El momento angular depende del momento de inercia, que se relaciona con la distribución de la masa en relación al radio y de la rapidez angular con que gira un cuerpo

Ejercicios:

1. Define los siguientes conceptos y da un ejemplo de cada uno.

a. Fuerza centrípeta

b. Inercia rotacional

c. Momento de inercia

d. Momento angular

2. Cuando la rueda de una bicicleta en movimiento arroja barro ¿en qué dirección es lanzado el barro?

3. ¿Quién se desliza más rápido por un plano inclinado, un disco macizo o un aro de similares características?

4. ¿de qué factores depende el momento de inercia de un objeto?

5. ¿qué relación existe entre la inercia rotacional y el hecho de flectar las piernas para correr?

6. ¿por qué los equilibristas que caminan sobre la cuerda floja, usan una garrocha para no caerse?

7. ¿de qué forma se puede conseguir doblar más rápido en una esquina

8. En el juego mecánico de las sillas voladoras ¿qué hace la que se produzca la fuerza centrípeta?

9. ¿Cómo se podrían plantear las 3leyes de newton en términos de las rotaciones?

10. ¿Cuál es la máxima velocidad con que una lancha puede tomar una curva de 25 mt de radio, si el coeficiente de roce con el agua es μ = 0.8?

11. Un automóvil de 1000kg, da una vuelta en una esquina a 36km/hr. Si el radio de giro es de 10 mt determina la fuerza horizontal que debe ejercer el pavimento sobre los neumáticos para mantener el vehículo en trayectoria circular ¿cual debe ser el coeficiente de roce mínimo para que el auto no se deslice?

12. Calcula el momento de una rueda de bicicleta de radio 30 cm que gira a 10 m/s y que tiene una masa de 2kg.(considere el momento de inercia de un aro)

13. Una caja de huevos esta sobre el asiento de un auto que da vuelta en una curva de 26 mt de radio a una velocidad de 16.5 m/s. ¿Cuál el coeficiente de roce mínimo que debe existir entre la caja y el asiento para que los huevos no se deslicen?

14. Calcula el momento angular de un disco sólido uniforme de 50 cm de radio y 2.4 kg de masa, que gira a 6 rev/s con respecto a un eje que pasa por el centro en forma perpendicular al plano del disco.

15. Repita el cálculo anterior para una esfera solida de igual masa y radio que gira con la misma velocidad.

16. Determina el momento angular del movimiento de rotación y traslación de la Tierra. El radio de la Tierra es 6400 km, su orbita es de 1.5 x 10¹¹mt y su masa es de 6 x 10 ²⁴ kg.

17. A partir del periodo de revolución de nuestro planeta, calcula la masa de nuestro Sol.

18. Una nave espacial se encuentra en orbita alrededor de la Luna a una altura de 20000mt. Suponiendo que solo la atracción gravitacional lunar actua sobre ella, encuentra la rapidez y el tiempo que tarda en dar una orbita. Datos de la luna: masa:7.34 x 10²²kg, radio: 1.738 x 10⁶mt.

19. Supón que la orbita de la tierra alrededor del Sol es circular, con radio 1.5 x 10¹¹mt. Calcula la masa del Sol. Recuerda que el periodo de la orbita terrestre es de un año.

20. El satélite del planeta Júpiter, Calixto, gira alrededor de él cada 16.8 días. El radio de su orbita mide 1.88 x 10⁹mt. Calcula la masa de Júpiter.

21. Calcula el momento de inercia de la Tierra. M_T= 6 x 10 ²⁴ kg, R_T = 6400 km.

22. ¿Cuál es el momento de inercia de una rueda de 8 kg que tiene un radio de giro de 25 cm?

23. Determina la magnitud del momento angular de un disco Sólido uniforme de 50 cm de radio y 2.4 kg de masa, que gira a 6 rev/s con respecto a un eje que pasa por el centro en forma perpendicular al plano inclinado del disco.

24. Determina la magnitud del momento angular de una esfera sólida de igual masa y radio que el disco del problema anterior y que gira con la misma velocidad.

Formulario:

GRAVITACION UNIVERSAL

2008-08-24T22:07:00.001-07:00

Profesora Marta Montero G
Departamento de Física

HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO DE LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

¿Qué Explica La Ley De Gravitación?
Explica:

1) como se mueven los planetas,

2) con que tipo de movimiento,

3) cómo es la fuerza que realiza ese movimiento,

4) qué es lo que la crea.

Estas preguntas estaban sin contestar satisfactoriamente al final de la Edad Media. Kepler contesta a la pregunta de cómo se mueven los planetas y explica la forma de las órbitas. Newton contesta a la cuestión de cómo es la fuerza que mueve los planetas y que es lo que la crea.

Todo Empezó Por Un Afán De Poder Predecir los acontecimientos estelares daba a los que lo poseían un poder supersticioso que ellos mismo potenciaban. Hoy los cultivadores de las falsas ciencias siguen engañando y tratando de predecir el futuro utilizando diferentes métodos, pero la única ciencia que predice lo que pasará es la que utiliza fórmulas matemáticas y leyes físicas que partiendo de unas condiciones iniciales y conociendo el tipo de fuerzas que actúan predice donde estará el planeta en un futuro.

El Método Científico

La aplicación de un nuevo método para la investigación se inicia en la Física, es el llamado método científico, y contribuye a resolver las cuestiones planteadas sobre la gravitación. Vamos a comprobar como surgen las diferentes fases del método al estudiar el fenómeno de la gravitación. No todas las fases fueron aplicadas por un mismo investigador, pero poco a poco enlazadas se convierten en el instrumento que fue capaz de elevar el conocimiento tecnológico hasta las cotas hoy alcanzadas.

Observación Y Registro De Datos

Aunque Copérnico había realizado una observación de las posiciones astrales para crear nuevas tablas solares (que predecían las posiciones de los planetas), el que verdaderamente hizo una observación sistemática y precisa y diseño nuevos aparatos fue Tycho Brahe. Lo hizo a simple vista, sin telescopio. Sus datos son de 10 a 2 más precisos que los de Ptolmeo. Su gran aporte a la Ciencia fue creer que los debates acerca del tipo de movimiento de los astros se resolverían mejor si las posiciones se conocieran con mayor precisión antes que manteniendo discusiones filosóficas. (Establece la necesidad de la observación y medida para establecer una Ley). Los griegos partían de prejuicios sobre lo inmutable y lo puro de los cielos para asignarles a las trayectorias, la "perfección" del círculo como única posible.

Establecimiento De Relaciones Matemáticas (Fórmulas)

Entre Las Variables Medidas
Los datos de Tycho son heredados por J. Kepler, mal observador pero buen matemático, que los retuerce hasta lograr unas relaciones, sintetizadas en expresiones matemáticas (un lenguaje más preciso), que le permitieron formular sus tres leyes. Estas leyes se refieren a la forma de las órbitas y a los tipos de movimiento descrito así como a las relaciones entre los tiempos de giro del planeta y su distancia al sol. A partir de ellas Newton establece una teoría que explica de donde surge la fuerza que mueve a los planetas, su dirección y valor extensible a todo el cosmos.

La Teoría: Una Teoría Comprobable Es La Única Forma De Poder Predecir El Futuro

Con el estudio del movimiento de los proyectiles y la caída de los cuerpos (extrañamente todos los cuerpos, independientemente de su masa, caen con la misma aceleración) Galileo ya tenía sus propias ideas acerca de las teorías de los movimientos y la posición de la Tierra en el sistema solar ( " y sin embargo se mueve"- musitó en el juicio). Galileo estudiando la piedra que cae desde lo alto de un mástil de un barco que se mueve con movimiento uniforme (cae siempre al pie del mástil independientemente de que el barco esté quieto o se mueva), concluyó que dentro de un sistema que se mueve con movimiento de este tipo, (la Tierra), no podemos saber si estamos quietos o nos movemos. También descubre que si una masa se mueve y no actúan fuerzas sobre ella se seguirá moviendo en línea recta indefinidamente. Todavía no sabemos el por qué, pero es así.

Y entonces apareció Newton. Kepler explica la forma de las órbitas y Newton explica porque son así. De la segunda Ley de Kepler (la de las áreas) Newton deduce que las fuerzas necesarias para describir la elipse y cumplir la Ley deben ser centrales. Antes de Newton se llegó a postular que los astros se movían porque un suave aleteo de ángeles los empujaba. Esta fuerza de aleteo era tangencial a la órbita. Nadie, antes de Newton, se atrevía a decir que para mover los astros se requería una fuerza central que los empujara hacia el sol. Hoy, como dice Feyman, el aleteo de los ángeles lo hemos sustituido por intercambio de gravitones lo que deja el problema de "entender" en otro estado.

TORQUE Y EQUILIBRIIO

2008-06-01T19:50:00.001-07:00

Las Fuerzas en Nuestra Vida

Si se le aplica una fuerza a un cuerpo extenso, el movimiento consecuente dependerá no sólo del tamaño de la fuerza, sino también del punto de aplicación de ésta.

El cuerpo en cuestión, además de adquirir un movimiento de traslación como un todo, puede adquirir un movimiento de rotación. No adquiere un movimiento de rotación si la fuerza se aplica en al centro del objeto.

Como resultado de la aplicación de este par de fuerzas iguales y contrarias, el cuerpo no acelera linealmente, pero cambia su rapidez de giro constantemente, o sea adquiere un movimiento de rotación. A mayor distancia del eje se aplique la fuerza mayor será la rapidez de giro.

El concepto clave en equilibrio de los cuerpos y aceleraciones angulares de cuerpos extensos, es el torque, τ. Para que el sistema este en equilibrio el torque total o neto debe ser igual a cero.

El equilibrio lo vivenciamos cuando jugamos en un balancín. Si dos personas de igual peso cuelgan del balancín a la misma distancia del eje de giro, este queda en equilibrio. Sin embargo, si una de las personas se cuelga mas cerca del eje, se rompe el equilibrio y la que está más lejos levanta a la que se encuentra más cerca del centro.

Las fuerzas trascendentes involucradas en este ejemplo son los pesos de cada persona. También se rompe el equilibrio si una de las personas es más pesada que la otra, pero, es posible mantener el equilibrio si la persona más pesada se cuelga algo más cerca del eje de giro.

Torque = fuerza x brazo ; τ = F x b

Se entiende por brazo de una fuerza a la distancia perpendicular que separa la fuerza, del punto de apoyo eje de giro. A este punto se le llama torque, τ.

Las fuerzas aplicadas en los extremos del balancín producen torque con signos opuestos, en ausencia de una de ellas, la otra hace girar el sistema en un sentido

Evoluciòn Estelar

2008-06-01T19:18:00.000-07:00

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GUIA DE VIBRACIONES PARA 1º MEDIO

2008-05-23T23:08:00.000-07:00

EJERCICIOS

Una regla metálica se hace vibrar sujetándola al borde de una mesa, de modo que su frecuencia es de 50 Hz. ¿se escucha el sonido? ¿Cuantas vibraciones se producen en un minuto? Determine el periodo de la vibración
¿Cual es la frecuencia en hertz de un reloj que efectúa 42 golpes en 14 segundos?
Un corazón humano normal efectúa aproximadamente 60 latidos en un minuto, ¿Cual es su frecuencia en hertz?
Un sonar demora 4 segundos en recibir el eco de un ultrasonido emitido hacia el fondo marino. ¿qué profundidad hay en ese punto? (velocidad del sonido en el agua Vs=1500 m/s).
Un trueno se escucha 3 segundos después que aparece el relámpago. ¿A qué distancia se produjo el rayo?
Una cuerda de guitarra vibra generando un frecuencia de 440 Hz ¿cuál es su periodo de vibración?
Para medir la distancia a una muralla se palmotean las manos una vez, observando que el eco ocurre luego de 0,7 segundos. ¿Cuál es entonces la distancia? Dato: velocidad del sonido en el aire = 340 m/s

GUÍA PARA 2º MEDIO

2008-05-21T14:33:00.000-07:00

EJERCICO RESUELTO

LANZAMIENTOS VERTICALES

1. Desde un puente se lanza una piedra con una velocidad inicial de 10 m/s y tarda 2 s en llegar al agua. Calcular la velocidad que lleva la piedra en el momento de incidir en el agua y la altura del puente. ( v_f = 29,6 m/s; h = 39,6 m)

2. Un cañón antiaéreo lanza un proyectil verticalmente con una velocidad de 500 m/s. Calcular: a) la máxima altura que alcanzará el proyectil, b) el tiempo que empleará en alcanzar dicha altura, c) la velocidad instantánea a los 40 y 60 s, d) ¿en qué instantes pasará el proyectil por un punto situado a 10 km de altura? no se considera el roce con el aire. {a) 12.755 m; b) 51,02 s; c) 108 m/s y – 88 m/s; d) 27,31 s y 74,73 s}

3. Se lanza verticalmente una pelota de forma que al cabo de 4 s regresa de nuevo al punto de partida. Calcular la velocidad inicial con la que se lanzó. (19,6 m/s)

4. Desde una altura de 25 m se lanza una piedra en dirección vertical contra el suelo con una velocidad inicial de 3 m/s. Calcular el tiempo que tarda la piedra en llegar al suelo y la velocidad con que llega a él. (t = 1,973 s; v_f = 23,34 m/s)

5. Se lanza verticalmente hacia arriba una piedra con una velocidad inicial de 30 m/s. Calcular: a) el tiempo que está ascendiendo, b) la máxima altura que alcanza, c) el tiempo que tarda desde que es lanzada hacia arriba hasta que regresa de nuevo al punto de partida, d) los tiempos, a partir del momento de ser lanzada, que emplea en adquirir una velocidad de 25 m/s. (a) 3,06 s; b) 45,92 m; c) 6,12 s; d) 0,51 s y 5,61 s)

6. Desde un globo se deja caer un cuerpo que tarda en llegar a la tierra 20 s. Calcular la altura del globo; a) si está en reposo en el aire, b) si está ascendiendo a una velocidad de 50 m/s. { a) 1.960 m; b) 960 m respecto al suelo}

7. Desde la cima de una torre de 80 m de altura se lanza una piedra en dirección vertical y hacia arriba con una velocidad de 30 m/s. Calcular la máxima altura alcanzada por la piedra y la velocidad con la que llegará al suelo. (h = 125,9 m respecto al suelo; v = 49,67 m/s)

8. Un bulto colocado en un montacargas que asciende a una velocidad de 3 m/s se cae de él y tarda 2 s en llegar al fondo del hueco. Calcular: a) el tiempo que tarda en alcanzar la máxima altura, b) la altura, con respecto al fondo del hueco, desde la que se cayó el paquete y c) la altura a la que se encuentra 1/4 de segundo después de la caída. (a) 0,306 s; b) 13,6 m; c) 14,04 m desde el fondo)

9. ¿Con qué velocidad debe lanzarse verticalmente una pelota hacia arriba para que llegue a una altura de 15,2 m? ¿Cuánto tiempo estará en el aire?(v= 17,26 m/s; t= 1,76 s)

10. Se dispara un cohete verticalmente y sube con una aceleración vertical constante de 19,6 m/s² durante un minuto. En ese momento agota su combustible y sigue subiendo como partícula libre. a) ¿Cuál es la máxima altura que alcanza?, b) ¿Cuál es el tiempo total transcurrido desde el momento en que despega el cohete hasta que regresa al suelo? (h = 105.840 m; t = 327 s)

11. Un globo va subiendo a razón de 12 m/s a una altura de 80 m sobre el suelo, en ese momento suelta un paquete. ¿Cuánto tiempo tarda el paquete en llegar al suelo? (5,45 s)

12. Un globo viaja verticalmente hacia arriba a una velocidad constante de 5 m/s. Cuando está a 21 m sobre el suelo se suelta un paquete desde él. a) ¿Cuánto tiempo permanece en el aire el paquete?, b) ¿cuál es su velocidad exactamente antes de golpear el suelo?, c) repita a) y b) si el globo está descendiendo a razón de 5 m/s.{a) 2,64 s; b) –20,872 m/s; c) t = 1,62 s; v_f= 20,876 m/s}

EL SONIDO

2008-05-09T19:42:00.000-07:00

Profesora Marta Montero G

EL SONIDO

El sonido se propaga a través de sólidos, líquidos y gases. Esto se debe a que el sonido necesita de un medio material para propagarse.

La mayoría de los sonidos que llegan a nuestros oídos vienen por el aire después de atravesar puertas o paredes, incluso bajo el agua oímos sonidos.
La velocidad del sonido sólo depende del medio de propagación y su valor es constante para cada medio. Con los experimentos realizados para medir la velocidad del sonido en el aire, el agua y algunos cuerpos sólidos se han obtenido los siguientes resultados: en el aire 340 m/s, en el agua 1.400 m/s y en el hierro 5.100 m/s. El sonido se propaga más rápido en los sólidos que en los líquidos y los gases.
Con el sonido se propaga energía, pero no materia. Cuando los sonidos son fuertes, los objetos cercanos a la fuente sonora vibran. Esto quiere decir que con el sonido se propaga energía.

· Todas las observaciones anteriores nos permiten asegurar que el sonido es un caso de movimiento ondulatorio.

· El hecho de que el sonido se propague a través de los gases nos permite descartar la posibilidad de que se propague mediante ondas transversales, por tanto, lo hacen mediante ondas longitudinales.

En resumen, en el proceso de propagación el sonido se comporta como una onda material de tipo longitudinal.

REFLEXIÓN DE LAS ONDAS SONORAS

Las ondas sonoras, al igual que cualquier otro tipo de ondas, cuando encuentran un obstáculo chocan contra él y sigue propagándose en el mismo medio, pero con distinta dirección. Este fenómeno recibe el nombre de reflexión del sonido.

La reflexión del sonido puede comprobarse colocando dentro de una probeta un reloj. Para oír el tic-tac hay que situarse en la dirección del eje de la probeta. Pero, si se pone un libro, como indica la figura 7, el reloj se puede oír en otra dirección distinta, esto prueba que las ondas se han reflejado.

Como consecuencia de la reflexión del sonido se producen dos fenómenos muy conocidos: el eco y la reverberación.

No todos los materiales reflejan el sonido por igual, en general los cuerpos sólidos e incluso los líquidos lo reflejan, pero hay otros materiales que lo reflejan muy mal, es decir, que lo absorben muy bien, como, por ejemplo, la seda, los tapices, el corcho etc. Esta propiedad se utiliza para insonorizar locales donde se producen sonidos de elevada intensidad.

Para que el eco se produzca, el tiempo transcurrido entre la llegada al oído del sonido directo y el reflejado debe ser mayor de 0,1 segundos. Este tiempo es el mínimo necesario para que el oído separe dos sensaciones sonoras. Para que se produzca la reflexión en este intervalo de tiempo, el obstáculo debe estar situado a una distancia igual o superior a 17 metros.

El eco es el fenómeno que ocurre cuando un mismo sonido se percibe más de una vez debido a la reflexión de las ondas sonoras.

Si los sonidos directo y reflejado llegan con un intervalo de tiempo menor de 0,1 segundos, el oído no separa las dos sensaciones y el eco no se produce.

REVERBERACIÓN

Se llama reverberación a la persistencia del sonido después de haber cesado la vibración del foco sonoro.

Cuando se emite un sonido en un local vacío, la onda sonora se refleja en las paredes, techo y suelo del local. Al cabo de poco tiempo, debido a las reflexiones múltiples, la totalidad del espacio se encuentra recorrida por ondas sonoras que se propagan en todas direcciones. La reverberación produce un efecto perjudicial para la buena recepción del sonido

En los locales grandes (teatros, cines, etc.), se evita la reverberación recubriendo las paredes de materiales que en lugar de reflejar el sonido lo absorban, como el corcho, los cortinajes, la madera, etc.

Características del sonido

· Toda la variedad de sonidos que las personas somos capaces de escuchar se deben sólo a diferencias en la amplitud y la frecuencia de las ondas sonoras. Para comprender estas diferencias vamos a describir tres cualidades que caracterizan un sonido: intensidad, tono y timbre.

· La intensidad de un sonido está determinada por la amplitud de la onda sonora, es una medida de la energía que transporta. De acuerdo con la intensidad, los sonidos se pueden clasificar en fuertes y débiles. El oído humano puede distinguir con facilidad los sonidos fuertes de los débiles, pero no percibe sonidos de una intensidad inferior a un valor determinado y, por otro lado, sonidos de intensidad muy alta pueden producir daños en el oído. Se ha establecido una escala con lo que llamamos intensidad fisiológica o sonoridad en función de unos sonidos de referencia (figura 10). La unidad de sonoridad se llama decibelio (dB). Por encima de los 140 dB de amplitud la onda sonora puede causar daños irreversibles en el oído.

· El tono de un sonido depende de su frecuencia. Es la propiedad que nos permite distinguir los sonidos graves de los agudos. Los sonidos graves son de baja frecuencia, y los agudos, de alta frecuencia. El oído humano no percibe como sonidos más que las vibraciones comprendidas entre 20 y 20.000 Hz. Por debajo de 20 Hz se tienen los infrasonidos. No se perciben con el oído, aunque pueden percibirse, por ejemplo, con el tacto. Por encima de 20.000 Hz se tienen los ultrasonidos. Algunos animales perciben ultrasonidos hasta un límite muy superior al del hombre (80.000 en el perro, 120.000 en el murciélago).

· El timbre es la propiedad que permite distinguir la procedencia de los sonidos, aunque posean la misma intensidad y tono. Un oído un poco acostumbrado distingue a la perfección si una determinada nota musical a sido emitida por un violín, un piano o una trompeta.

· Los factores de que depende el timbre de un sonido son más complejos de estudiar. Se puede decir que los sonidos no son tan simples, sino el resultado de la superposición de otros varios, y éstos cambian según el emisor.

Refracción del sonido

Las ondas sonoras se refractan cuando las partes de un frente de onda se desplazan con distinta rapidez. Esto sucede citando hay vientos irregulares o cuando el sonido se propaga en un aire cuya temperatura no es homogénea. Por ejemplo, en un día caliente el aire próximo al suelo puede estar bastante más caliente que el aire está más arriba. Puesto que el sonido se propaga más aprisa en el aire caliente, la rapidez del sonido cerca del suelo aumenta. La refracción no es abrupta sino gradual. Por tanto, las ondas sonoras tienden a desviarse alejándose del suelo caliente y se tiene la sensación de que el sonido no se transmite bien.

Aire Frío: Un día frío o durante la noche, cuando la capa de aire próxima al suelo está más fría que el aire que está más arriba la rapidez del sonido cerca del suelo se reduce. La mayor rapidez de frentes de onda en las capas superiores hace que el sonido se desvié hacia el suelo. En estas condiciones el sonido se puede escuchar a distancias considerablemente mayores.

Refracción del sonido del silbato

Imagínate que te encuentras en un punto a favor del viento respecto al silbato de un árbitro en un partido de fútbol. ¿En que caso suena más fuerte el silbato: cuando la rapidez del viento cerca del suelo es mayor que la rapidez del viento a varios metros arriba del suelo, o cuando es menor?

Escucharás mejor el silbato si la rapidez del viento cerca del suelo es menor que su rapidez a mayor altura. En condiciones el sonido se refracta hacia el suelo. Si la rapidez del viento fuese mayor cerca del suelo, la refracción ocurriría hacia arriba.

Cinematica de Rotacion

2008-04-26T14:03:00.000-07:00

Depto.Física

Prof:Marta Montero G

GUIA DE CINEMATICA DE ROTACION

1. Un clavadista da 2.5 vueltas completas en su trayecto de la plataforma de 10.0 m hasta el agua. Suponiendo una velocidad inicial nula, calcula la rapidez angular promedio del clavadista.

Resp. 11.0 rad/s.

2. Una rueda de la fortuna de 12.0 m de radio da una vuelta cada 20.0 s.

a) ¿Cuál es su rapidez angular?

b) ¿Cuál es la rapidez de una pasajera?

c) ¿Cuál es la magnitud de la aceleración de la pasajera?

Resp. (a) 0.314 rad/s; (b) 3.77 m/s; (c) 1.18 m/s².

3. Una llanta parte del reposo y tiene una aceleración angular de 2.4 rad/s².

a) ¿Cuál es su rapidez angular después de 5s?

b) ¿Cuál es el ángulo girado por la llanta después de 5.0 s?

c) ¿Cuántas vueltas ha realizado en esos 5.0 s?

d) En el tiempo de 5.0 s, ¿cuál es la rapidez y la aceleración de un punto situado a 0.25 m del eje de giro?

Resp. (a) 12 rad/s; (b) 30 rad; (c) 4.77 vueltas; (d) v = 3 m/s, a = 36 m/s².

4. El volante de una máquina gira a 30.0 rev/s. Cuando la máquina es apagada, el volante llega al reposo después de 20.0 s. Calcula (a) la aceleración angular (suponiendo que es constante), (b) el ángulo girado en este tiempo, (c) el número de vueltas giradas en el tiempo de 20.0 s.

Resp. (a) -9.4 rad/s²; (b) 1885 rad; (c) 300 vueltas.

5. Una rueda gira 80 vueltas en un tiempo de 12 s, siendo su rapidez angular final de 7.5 rev/s.

a) Suponiendo una aceleración angular constante, ¿cuál era su rapidez angular inicial?

b) ¿Cuánto tiempo transcurrió desde que la rueda estaba en reposo hasta que inició el intervalo de tiempo de los 12.0 s?

Resp. (a) 36.7 rad/s; (b) 42.s.

6. Un púlsar es una estrella de neutrones que gira con gran rapidez angular y desde la cual recibimos pulsaciones de radio con una sincronización a cada rotación de la estrella. El periodo T de la rotación se halla midiendo el tiempo entre pulsaciones. Actualmente, el púlsar situado en la región central de la nebulosa del Cangrejo tiene un periodo de 0.033 s, y se observa que la rotación crece a razón de 1.26 · 10^-5 s por año.

a) ¿Cuál es valor de la aceleración angular de la estrella?

b) Si la aceleración angular es constante, ¿cuándo dejará de girar la estrella?

c) el púlsar se originó por la explosión de una supernova en el año 1054 DC. ¿Cuál era el periodo de rotación del púlsar al nacer?

Resp. (a) –2.3 nrad/s²; (b) dentro de 2.62 ´ 10³ años; (c) 21.0 ms.

7. Un ciclista parte del reposo y pedalea de manera que las ruedas de su bicicleta poseen una aceleración angular constante. Después de 10.0 s las ruedas han girado 8.0 vueltas. (a) ¿Cuál es la aceleración angular de las ruedas? (b) ¿Cuál es su rapidez angular después de los 10.0 s? (c) Si el radio de las ruedas es de 29.0 cm, ¿qué distancia habrá recorrido el ciclista en 10.0 s?

Resp. (a) 1.00 rad/s²; (b) 10.1 rad/s; (c) 14.6 m.

8. Un carro que viaja a 100.0 km/h tiene ruedas de 66.0 cm de diámetro.

a) Halla la rapidez angular de las ruedas respecto al eje.

b) Después de girar las llantas 30.0 vueltas, el carro se detiene. Calcula la aceleración angular.

c) ¿Qué distancia recorrió el carro en el tiempo de frenado?

Resp. (a) 84.2 rad/s; (b) -18.8 rad/s²; (c) 62.2 m.

9. El volante de una máquina de vapor gira a 156.0 rev/min. Cuando se corta el vapor, la fricción de los soportes y del aire llevan al volante al reposo en 2.2 h.

a) ¿Cuál es la aceleración angular en rev/min²?

b) ¿Cuántas vueltas dará el volante antes de llegar al reposo?

c) ¿Cuál es la aceleración tangencial de una partícula a 52.4 cm del eje de rotación cuando el volante está girando a 72.5 rev/min? (d) ¿Cuál es la magnitud de la aceleración total de la partícula en la parte c?

Resp. (a) –1.18 rev/min²; (b) 10.3 ´ 10³ vueltas; (c) 1.08 mm/s²; (d) 30.2 m/s².

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME ACELERADO

2008-04-24T22:38:00.000-07:00

Este es el ejercicio resueltode M.C.U.A. Si tienen alguna duda envien un correo a la direccion que les di y yo les respondere lo antes posible.

El ejercico lo obtuve del libro "FISICA 3", editorial Edebé.

Periodo de oscilación de un resorte

2008-04-17T10:06:00.000-07:00

Periodo de oscilación de un resorte

Objetivo: Estudiar de qué manera el período de oscilación vertical de un resorte depende de la masa unida a él.

Materiales: un resorte o elástico para billetes, siete masas diferentes (10gr, 20gr…70gr), fáciles de colgar del resorte, un soporte universal, cronómetro, papel milimetrado.

Procedimiento:

1. Arma el montaje como se muestra en la figura.

2. Mide la masa de cada objeto y pon en cada uno una etiqueta con este valor.

3. Cuelga un objeto en el extremo libre del resorte. Registra el valor de su masa en una tabla de datos.

4. Aleja el sistema desde su posición de equilibrio, una distancia que llamaremos d₁ y que corresponde a la elongación.

5. Suelta el sistema, déjalo oscilar libremente y mide el tiempo que éste emplea en realizar 10 oscilaciones. Registra este valor.

6. Repite los pasos anteriores para los demás objetos, soltándolos siempre desde la misma distancia (d₁). Registra los datos de cada uno (masa, tiempo que emplea en 10 oscilaciones).

7. Calcula el período de oscilación y la frecuencia del resorte para cada objeto. Registra los resultados.

Preguntas para discusión:

1. ¿Cuál de las variables (masa o período) corresponde a la variable independiente?

2. Construye un gráfico en el que se muestre cómo varía el período de oscilación del resorte en función de la masa empleada.

3. Construye un gráfico en el que se muestre cómo varía la frecuencia de oscilación del resorte en función de la masa empleada.

4. Además de la masa, ¿qué otras variables podrían afectar el período de oscilación del sistema?

5. ¿Qué posibles fuentes de error pudieron afectar las mediciones?

Conclusiones:

Para concluir, responde las siguientes preguntas:

· ¿Qué relación existe entre el período de oscilación del resorte y la masa que cuelga de él?

· ¿Qué sucede con la frecuencia del resorte a medida que aumenta la masa que cuelga de él?

· ¿Qué modificaciones realizarías en tu experimento para reducir las posibles fuentes de error experimental?

REPORTE DE LA INVESTIGACION

2008-04-17T10:04:00.000-07:00

REPORTE DE LA INVESTIGACION

1.- Portada:

Incluye el título de la investigación, el autor o autores del trabajo, Curso, Fecha en que se presenta el reporte

2.- Resumen: Constituye el contenido esencial del reporte. En el resumen debe aparecer en forma bien precisa y breve el planteamiento del problema, la metodología usada, los resultados más relevantes y las principales conclusiones. El resumen debe ser comprensible, sencillo, exacto, informativo y preciso.

3.- Introducción: En esta sección se incluye el planteamiento del problema, objetivos y preguntas de investigación, así como la justificación del estudio, el contexto general de la investigación, cómo y dónde se realizó, las variables y términos de la investigación y sus definiciones, así como las limitaciones de ésta.

4.- Marco teórico: Corresponde al marco de referencia teórico que se obtiene a través de una revisión bibliográfica. Son los antecedentes teóricos relacionados con el problema a investigar.

5.- Metodología: En esta parte del reporte se describe cómo se lleva a cabo la investigación, la que incluye:

5.1.- Equipo

Materiales: Hacer un listado de los materiales a utilizar: equipos, material de armado, instrumentos de mediciones, accesorios, etc.

5.2- Descripción del procedimiento: En esta sección debe hacerse un punteo de las actividades que se deben llevar a cabo con el fin de cumplir cada uno de los objetivos específicos planteados, y que permita al investigador cumplir finalmente con los objetivos generales. Es fundamental que esta enumeración de actividades sea clara, precisa y bien redactada para que el usuario pueda en cualquier situación reproducir el experimento en cuestión.

6.- Análisis y discusión de resultados: Corresponde, ahora, a la etapa de análisis de la experimentación, es decir, al desarrollo de la metodología planteada. Para ello se debe tener en cuenta dos aspectos:

6.l.- Datos: En esta parte de la investigación, se realiza el proceso de medición, considerando las técnicas de medición, y en forma especial la consideración de los errores que se cometen al medir. En este punto deben anotarse las mediciones y las tablas que relacionan las variables. Cada tabla debe tener una identificación o nombre, unidades en sus variables, consideración de las cifras significativas y errores.

6.2.- Análisis: Corresponde al desarrollo de la información recogida y explicitada en la etapa anterior.

Cada paso desarrollado debe ser claro, preciso, y siguiendo la secuencia de la metodología planteada.

7.- Conclusiones: Para su elaboración se sugiere: contestar cada objetivo específico, de acuerdo al orden que estos tienen, y en la cual quede establecido el cumplimiento de él, el grado de confiabilidad de la experiencia o investigación. Las conclusiones surgen de interpretación de los resultados. Una vez interpretado cada objetivo específico se debe abordar el o los objetivos generales en conjunto, con las mismas consideraciones realizadas para los objetivos específicos.

Otros aspectos que debe considerarse en el punto de las conclusiones son las sugerencias que pueden hacerse en cada objetivo e indicarse el camino que permita mejorar la investigación planteada.

8.- Bibliografía: Corresponde a las referencias utilizadas en la investigación, sean éstas para la elaboración del marco teórico, así como, las empleadas para el desarrollo mismo de la investigación y su reporte. Ellas debe seguir el siguiente orden: nombre de los autores (apellido, nombre), titulo de la referencia, nombre de la revista o libro (subrayado si se trata de un texto, editorial), volumen, página, año.

Formato de Presentación:

Tipo de letra	Times New Roman o Arial
Tamaño de letra	Nº 12
Márgenes	2.5 cm por lado (superior, inferior, derecho e izquierdo)
Interlineado	1.5, además el texto debe ser justificado
Tamaño del papel	Oficio

NO se debe entregar con carpeta, corcheteado

Anuario 2º Medio C

2007-12-11T08:55:00.000-08:00

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TEORIA DEL CAOS

2007-10-31T19:45:00.000-07:00

Hacia el conocimiento de la realidad

Se aproxima una crisis de percepción. La complejidad del mundo ha llevado al ser humano a simplificar la realidad, a abstraer la naturaleza para hacerla cognoscible y, tristemente, a caer en la trampa de la dualidad. Bien y mal; objetivo y subjetivo; arriba y abajo. Pero la tendencia a ordenarlo todo choca con la misma realidad, irregular y discontinua. Muchos científicos ya han renunciado a la ilusión del orden para dedicarse al estudio del caos, que acepta al mundo tal y como es: una imprevisible totalidad.

A mediados de este siglo, la evolución de la ciencia se vio alterada por una reflexión comparable a esta: "conocemos el movimiento de los planetas, la composición de las moléculas, los métodos para explotar la energía nuclear..., pero ignoramos por qué las cebras tienen manchas o el motivo de que un día llueva y al siguiente haga sol". La búsqueda de una explicación a los fenómenos naturales que observamos, complejos e irresolubles mediante fórmulas, configuró lo que se conoce como Teoría del Caos, una disciplina que, si bien no niega el mérito de la ciencia clásica, propone un nuevo modo de estudiar la realidad.

Un ligero vistazo a nuestro alrededor advierte de la tendencia general al desorden: un cristal se rompe, el agua de un vaso se derrama... nunca ocurre al revés. Pero, contrariamente a lo que se piensa, este desorden no implica confusión. Los sistemas caóticos se caracterizan por su adaptación al cambio y, en consecuencia, por su estabilidad. Si tiramos una piedra a un río, su cauce no se ve afectado; no sucedería lo mismo si el río fuera un sistema ordenado en el que cada partícula tuviera una trayectoria fija; el orden se derrumbaría.

Las leyes del caos ofrecen una explicación para la mayoría de los fenómenos naturales, desde el origen del Universo a la propagación de un incendio o a la evolución de una sociedad. Entonces, ¿por qué lleva la humanidad tantos siglos sumida en el engaño del orden? El problema parte del concepto clásico de ciencia, que exige la capacidad para predecir de forma certera y precisa la evolución de un objeto dado. Descartes aseguraba que si se fabricara una máquina tan potente que conociera la posición de todas las partículas y que utilizara las leyes de Newton para saber su evolución futura se podría predecir cualquier cosa del Universo. Esta afirmación, tan reduccionista como audaz, ilustra la euforia científica tras el descubrimiento de Neptuno gracias a las leyes de gravitación de Newton. Un hito científico que impuso el orden, el determinismo y la predicción en la labor investigadora y limitó los objetivos a los fenómenos que coincidieran con el patrón previo. Lo demás (turbulencias, irregularidades, etcétera) quedó relegado a la categoría de ruido, cuando ese ruido abarcaba la mayoría de lo observable. Los físicos se dedicaron - y se dedican - a descomponer sistemas complejos corrigiendo lo que no cuadraba con la esperanza de que las pequeñas oscilaciones no afectaran al resultado. Nada más lejos de la realidad.

EL FANTASMA DE LA NO LINEALIDAD

A finales del siglo pasado, el matemático y físico Henri Poincaré cuestionó la perfección newtoniana en relación con las órbitas planetarias, lo que se conoce como el problema de los tres cuerpos. Planteaba una atracción gravitatoria múltiple, que hasta entonces se resolvía con las leyes de Newton y la suma de un pequeño valor que compensara la atracción del tercer elemento. Poincaré descubrió que, en situaciones críticas, ese tirón gravitatorio mínimo podía realimentarse hasta producir un efecto de resonancia que modificara la órbita o incluso lanzara el planeta fuera del sistema solar. Este devastador fenómeno se asemeja al acople del sonido cuando un micrófono y su altavoz se encuentran próximos: el sonido que emite el amplificador vuelve al micrófono y se oye un pitido desagradable. Los procesos de realimentación se corresponden en física con las ecuaciones iterativas, donde el resultado del proceso es utilizado nuevamente como punto de partida para el mismo proceso. De esta forma se constituyen los sistemas no lineales, que abarcan el 90% de los objetos existentes. El ideal clásico sólo contemplaba sistemas lineales, en los que efecto y causa se identifican plenamente; se sumaban las partes y se obtenía la totalidad. Poincaré introdujo el fantasma de la no linealidad, donde origen y resultado divergen y las fórmulas no sirven para resolver el sistema. Se había dado el primer paso hacia la Teoría del Caos.

Micro Teorica

2007-10-31T15:18:00.001-07:00

Siguendo en el marco Proyecto "Enlaces Interactivos de Fisica" (EIF), las herramientas educacionales pueden ser muy variadas.
La Profesora de Fisica Marta Montero Gonzalez, Junto un grupo de alumnos de 2° Medio B nos presentan la obra de teatro, llamada Micro Teorica.
Esperamos que les guste.

Viscosidad materia de apoyo 3º medios

2007-10-15T14:37:00.000-07:00

Fenomenos Acusticos Material de apoyo 1º medios

2007-10-15T14:09:00.000-07:00

Aristoteles v/s Galileo

2007-10-14T12:18:00.000-07:00

TRABAJO, ENERGIA Y POTENCIA

2007-09-10T19:27:00.000-07:00

bajar texto completo aqui

TRABAJO ( W )

Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo y como consecuencia éste se desplaza, el trabajo efectuado por dicha fuerza es el producto escalar de los vectores fuerza y desplazamiento.

W = F · d

Trabajo es una magnitud escalar y en el Sistema Internacional se mide en joules [ J ]

FUERZA CONSERVATIVA

Una fuerza es conservativa, si al mover un cuerpo entre dos puntos, el trabajo efectuado por ella depende únicamente de esos puntos y no del camino seguido.

FUERZA NO CONSERVATIVA

Una fuerza no es conservativa, si al mover un cuerpo entre dos puntos, el trabajo efectuado por ella depende del camino seguido. Un ejemplo de fuerza no conservativa es el roce.

ENERGIA CINETICA ( K )

Cada cuerpo en movimiento posee energía cinética. En el Sistema Internacional, esta energía se mide en joules [ J ]. Para determinar su valor se utiliza la relación:

K=( mv² )/2

ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIA ( U )

Cada cuerpo posee una energía potencial gravitatoria o de posición con respecto a un nivel de referencia. Generalmente se toma al suelo como ese nivel de referencia. En el Sistema Internacional, esta energía se mide en joules [ J ]. Para determinar su valor se utiliza la relación:

U= mgh

CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA

Si sobre un sistema actúa una fuerza neta conservativa, la energía mecánica (cinética + potencial gravitatoria) se conserva.

E=K+U

E=( mv² )/2 + mgh

POTENCIA ( P )

La potencia es el cuociente entre el trabajo realizado y el tiempo empleado en hacerlo:

P = W / t

Es una magnitud escalar y en el sistema Internacional se mide en vatios [ W ].

Ejemplo:

Sobre un móvil se aplica una fuerza de 5 [ N ] durante un intervalo de tiempo en el cual el móvil se desplaza 6 [ m ] . Calcula el trabajo efectuado por esa fuerza.

W = 5 × 6 = 30 [ J ]

Un móvil de masa 3 [ kg ] se desplaza a 4 [m / s] . Calcula su energía cinética.

K = 3 [ kg ] × 16 [ m ² / s ² ] / 2 = 24 [ J ]

Una piedra de 2 [ kg ] se encuentra a 12 [ m ] del suelo. Calcula su energía potencial gravitatoria con respecto a él.

U = 2 [ kg ] × 9,8 [ m / s ² ] × 12 [ m ] = 235,2 [ J ]

Un cuerpo de 2 [ kg ] se deja caer desde una altura de 78,4 [ m ] . Calcula su energía cinética y su energía potencial gravitatoria al inicio, a los 2 [ s ] y al momento que toca el suelo.

A ) t = 0 [ s ]
U = 2 [ Kg ] × 9,8 [ m / s ² ] × 78,4 [ m ] = 1536,64 [ J ]
K = 0 [ J ]

B ) t = 2 [ s ]h = 78,4 – g t ² / 2 = 78,4 [ m ] – 9,8 [ m / s ² ] × 4 [ s ² ] / 2 = 58,8 [ m ]
U = 2 [ kg ] × 9,8 [ m / s ² ] × 58,8 [ m ] = 1152,48 [ J ]

v = g t = 9,8 [ m / s ² ] × 2 [ s ] = 19,6 [ m / s ]

K = 2 [ kg ] × 19,6 ² [ m ² / s ² ] / 2 = 384,16 [ J ]

C ) U = 0 [ J ]

K = 1536,64 [ J ]

Una fuerza realiza un trabajo de 8 [ J ] en 4 [ s ] . Calcula la potencia.

P = 8 [ J ] / 4 [ s ] = 2 [ W ]

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Energía

2007-09-10T19:14:00.000-07:00

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La energía que una persona posee le permite caminar, estudiar, trabajar, leer este documento... le permite hacer todas las tareas que normalmente hace, y también le permitirá hacer las que está por hacer.

La energía que posee un combustible permite que los vehículos que la usan puedan desplazarse y transportar carga, personas e incluso animales de un lugar a otro. Si nos detenemos a pensar un poco, hoy tendríamos enormes dificultades si no tuviéramos la posibilidad de desplazarnos en vehículos.

Se imaginan si no hay energía eléctrica disponible en estos momentos. Ni hablar de que sería de una sociedad, del presente, que no dispusiera de energía eléctrica. No existirían o no funcionarían: el alumbrado público, las radios emisoras, los canales de televisión, las maquinarias eléctricas de las fábricas, las oficinas, las escuelas de hoy día, todo....... todo estaría en dificultades para su funcionamiento.

La energía es lo que necesita un ser vivo, un aparato, un sistema o lo que sea, para poder operar. Sin energía suficiente, las tareas que normalmente vemos que se hacen, no podrían hacerse.

La energía es algo que permite realizar trabajo.

En física entendemos como trabajo realizado a acciones donde hay involucrada alguna fuerza aplicada, pero en general cualquier trabajo que se pretenda realizar requiere de la presencia de energía disponible para hacerlo. Pero no se piense que por el solo hecho de aplicarse una fuerza hay trabajo realizado, no!!, el asunto es más complejo. Para que hablemos de trabajo, necesariamente la fuerza que lo realiza debe desplazarse en su línea de acción.

Por ejemplo, cuando levantamos algo tenemos que hacer una fuerza hacia arriba y como el desplazamiento es también hacia arriba… esa fuerza está haciendo trabajo mecánico.

Cuando arrastramos una caja sobre el suelo, asumiendo que la fuerza con que la movemos es paralela al mismo, hay dos situaciones – como mínimo – que podemos observar: el peso de la caja se dirige hacia abajo y como el desplazamiento es perpendicular a esa fuerza, entonces el peso no realiza trabajo mecánico en esta situación; pero si nos fijamos en la fuerza que hacemos para arrastrar la caja, ya se dijo que era paralela al suelo y el desplazamiento también, entonces esta fuerza sí que realiza trabajo mecánico.

Ya se mencionó ligeramente antes, pero es necesario fortalecer la idea. Realizar un trabajo requiere el consumo de energía. Si un sistema o cuerpo, o lo que sea, no tiene energía disponible no podrá ejercer fuerza y, por lo tanto, no podrá realizar un trabajo mecánico.

De hecho, cada vez que realizamos un trabajo mecánico se puede verificar que la energía que se disponía inicialmente habrá disminuido en una cantidad cercana al trabajo realizado. Por cierto, la unidad de medida de trabajo mecánico es igual a la de la energía, el Joule.

Y se menciona que la variación de energía es un valor cercano al del trabajo realizado, aunque lamentablemente a veces no es tan cercano. Esto es porque toda vez que se realiza algún trabajo mecánico, hay una parte de la energía que no se aprovecha "útilmente" para el trabajo que se está realizando, se transforma en forma de calor. Que sea mucha o poca la energía que se disipa en forma de energía térmica (calor) depende de factores que por ahora no se analizarán. Esto es una de las leyes de la termodinámica que seguramente serán tratadas más adelante.

Uno de los aspectos más importantes para que una energía disponible sea útil es que con ella se pueda realizar un trabajo mecánico.

Por ejemplo, la energía química del carbón, cuando se realiza la combustión, se transforma en energía térmica que permite evaporar agua en una caldera y por un preciso mecanismo escapa ejerciendo una gran presión sobre un émbolo móvil que hace que un ferrocarril se pueda mover. O puede ser que mueva un sistema de paletas, conocido como molino, que permite usar la energía eólica para sacar agua de un pozo. O también puede ser la energía química de una batería que se transforma en energía eléctrica y permite moverse a un mecanismo a partir de un motor que transforma esa energía. O puede ser la energía química de una manzana que las personas transformamos en energía muscular y esa es, entre otras, la que nos permite movernos.

El que no toda la energía disponible se pueda convertir totalmente cuando se hace un trabajo es algo que no hay que perder de vista. Ya que la energía que no se aprovecha útilmente se disipa al ambiente.

Y vaya que el ambiente está sufriendo gracias a la actividad humana. El calentamiento global no es una broma y es, obviamente, producto de la acción del hombre sobre el entorno, y el uso que da a las energías disponibles es uno de los factores más fuertes en esta línea.

La energía tiene varias propiedades, que vamos a detallar a continuación:

Se presenta de varias formas. Efectivamente, la energía – en la naturaleza – se presenta de diferentes maneras, algunas formas son, energía: solar, eléctrica, muscular, mecánica (cinética y potencial), térmica, química, eólica, geotérmica, nuclear, etc. No sabríamos, con certeza, decir cuántos y qué tipos de energía existen. Las hay prácticamente para cada situación que pensemos o que realicemos.

Tal vez a alguien se le ocurra jerarquizar los tipos de energía, esto requiere responder la pregunta ¿qué tipo de energía es más, o menos, importante? No es fácil hacerlo, pues la energía más importante será aquella que necesitemos en un momento determinado. Pero como todas las energías provienen, al final de cuentas, de la energía que nos entrega el Sol, diremos que la energía solar es la más indispensable. Para vivir, la energía química de los alimentos es fundamental. Para que un vehículo con motor a combustión interna funcione, la energía química de los combustibles es indispensable. Para obtener energía eléctrica, la energía potencial del agua es muy importante (en una central hidroeléctrica).

Intentando responder esa pregunta es que surgiría la respuesta a otra pregunta: ¿qué es una crisis energética?

Una sociedad, o grupo humano, vive un momento o período de crisis energética cuando no posee un determinado tipo de energía en el momento y lugar preciso. Por ejemplo, supongamos que el día domingo a media tarde a una familia se le acaba el gas disponible para cocinar y no tiene forma de adquirirlo en esos momentos. Entonces esa familia está viviendo una crisis energética. En una crisis energética no se trata de que un determinado tipo de energía no exista, puede existir pero no en el lugar en que se le necesita.

Volviendo a la pregunta inicial, es posible considerar que la energía química es un tipo de energía muy importante. Los alimentos son energía química almacenada, y la vida que conocemos sería imposible sin ese tipo de energía.

La energía se puede almacenar. Esta propiedad no es observable en todo tipo de energía, pero en algunos tipos es más o menos fácil darse cuenta que ocurre, por ejemplo una manzana almacena energía química, lo mismo ocurre con un combustible que también almacena energía química. Una batería almacena energía......... ¿eléctrica?, ¡no!, una batería almacena energía química y por medio de otra propiedad es que se transforma a energía eléctrica. El agua de un embalse almacena energía potencial gravitacional. Un resorte comprimido almacena energía potencial elástica. La energía térmica es almacenada por todos los cuerpos, nosotros la percibimos comúnmente solo en los cuerpos que sentimos calientes, pero la verdad es que ocurre incluso en cuerpos muy fríos.

Ya se mencionó el tema de la crisis energética. Volvamos al tema.

En algunas regiones del planeta hay aún carencia de energía para producir, por ejemplo, electricidad. Una muy buena solución se tendrá el día en que la energía eléctrica pueda almacenarse en grandes cantidades. Aún no existe la tecnología que lo permita a gran escala y a bajo costo.

La energía se puede transportar. Claro, pero también eso observable solo en algunos tipos de energía. La energía eléctrica se transporta de un lugar a otro por medio de cables de tendido eléctrico. La energía química de un combustible se puede transportar en un vehículo de un lugar a otro.

Cada vez que caminamos llevamos la energía muscular.

La energía se puede transferir. Cuando el jugador de fútbol patea la pelota transfiere la energía cinética de su pierna (uno de los tipos de energía mecánica) a la pelota, es decir, el movimiento de la pierna se lo traspasa a la pelota. Cuando colocamos una cuchara de té en una taza con té caliente recién servido, la cuchara se calienta, aquí ocurre que parte de la energía térmica del té se transfiere a la cuchara.

Un condensador es un dispositivo que permite almacenar energía eléctrica. Si conectamos adecuadamente un condensador con energía eléctrica almacenada con otro que no la posee, entonces el que tiene energía le transfiere una parte al que no tiene.

La energía se puede irradiar. También no ocurre con todos los tipos de energía. Pero, por ejemplo, la energía que proviene del sol, llega a la Tierra precisamente en forma de radiación. Cuando nos sentamos alrededor de una fogata en una agradable noche de esparcimiento, la energía térmica de la fogata nos llega por radiación.

La energía se puede transformar. Se ha dicho anteriormente que la energía solar es una de las más importantes para nosotros y la existencia de la vida (y la no vida también) en nuestro planeta. Y de ahí, de la energía solar, provienen todas las demás energías que conocemos.

Pero, veamos un par de ejemplos más concretos. La energía química de las baterías se transforma en energía eléctrica cuando se acciona el funcionamiento de un circuito electrónico. La energía química de los alimentos que consumimos se transforma en energía muscular en nuestros organismos. La energía potencial gravitatoria del agua en un embalse de una central hidroeléctrica se transforma en energía eléctrica, pasando por ser energía cinética en un paso previo.

La energía eléctrica se transforma en energía sonora en un aparato de radio y/o televisión, también se transforma en energía luminosa en una ampolleta, también en energía térmica en una estufa eléctrica e incluso en la misma ampolleta.

La energía química almacenada en los combustibles se transforma en energía mecánica en los vehículos y también en energía térmica.

Pero, en realidad, para hay una propiedad mucho más importante que las anteriores, tan importante es que constituye uno de los pilares fundamentales de la Física, es el Principio de Conservación de la Energía.

Este principio establece que en el universo la energía total existente permanece constante.

En la práctica nosotros no trabajamos ni nos referimos normalmente a un fenómeno en el contexto del universo completo, usualmente lo hacemos en relación a un entorno mucho más pequeño.

Por ejemplo cuando hablamos del movimiento de un vehículo, consideramos prácticamente solo el punto de partida, el punto de llegada y al vehículo, éste último ni siquiera lo consideramos como un objeto complicado sino que simplemente como un punto.

En términos prácticos nosotros decimos que la energía se conserva en un sistema cerrado.

Vamos a entender como sistema cerrado a aquel que no interactúa con el exterior y viceversa, donde el exterior tampoco interactúa con el sistema del que hablamos. Es como plantear, por ejemplo, que si decimos que la sala de clases de un colegio es un sistema cerrado, entonces el ruido, la luz y todo lo que acontece en el exterior de la sala, no afecta al interior de la sala y lo que ocurre al interior de ella tampoco influye en el comportamiento del exterior.

En la enseñanza de la Física una de los tipos de energía que más se enseña es la energía mecánica y ahí se suele hablar de la conservación de la energía mecánica. Pero cuando se habla de conservación de la energía mecánica es necesario precisar que en el sistema en el cual ocurre el fenómeno que se estudia no existen fuerzas no conservativas. Pero ello es ideal, y en la práctica no ocurre acá en la superficie de la Tierra. La fuerza de fricción, o de roce, es una fuerza no conservativa y ella está presente en cualquier caso que examinemos, se puede disminuir o aumentar su efecto, pero anularla no se puede, repito: mientras estemos en la superficie de la Tierra o en su atmósfera. Se puede anular el efecto del roce con el aire si eliminamos el aire.

La fuerza de fricción es no conservativa pues cuando actúa hace que, aparentemente, la energía no se conserve.

En realidad sí se conserva, pero si se compara la energía mecánica del objeto que se mueve antes de que actúe la fuerza de fricción con la que tiene después que actuó, entonces encontraremos que ha disminuido.

Por ejemplo, se hace deslizar una caja sobre una superficie horizontal, la velocidad de la caja va a ir disminuyendo por efecto de la fricción, en este caso se verificará que la energía de movimiento con que empezó a moverse la caja va disminuyendo en la medida que disminuye la velocidad, y la energía mecánica no se conserva. En realidad lo que ocurre es que la "pérdida" de energía se debe a una transformación de energía que ocurre en la situación. La energía cinética "perdida" ha sido ganada como energía térmica en la caja y en la superficie donde se deslizó. Y ahí sí que se verificará la conservación de la energía.

Cualquier objeto que se fricciona se calienta, aumenta su temperatura, con ello se incrementa su energía térmica, y obviamente de alguna parte el objeto obtiene su incremento de energía.

Respecto al principio de conservación de la energía suele decirse: "la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma". Lo cual es totalmente cierto.

Si llegáramos a observar que en un proceso hay una ganancia de energía, esa ganancia – con toda seguridad – significa la disminución de energía, en la misma cantidad, en otro lugar.

De ninguna forma, hasta ahora al menos, la energía puede ser creada de la nada.

¿Qué podríamos hacer sin energía? Nada.

Ojo: Se ha dicho que si buscamos la fuente de donde proviene la energía que utilizamos llegaremos irremediablemente a nuestro Sol.

Pero ello no es cierto en rigurosidad. Hay una parte, no despreciable, de energía que proviene de los inicios de los tiempos, cuando aún la estructura del universo, tal vez, no definía el Sistema Solar tal cual lo conocemos hoy. En ese entonces la materia fue dotada, quien sabe cómo, de la energía que permite la existencia de átomos y moléculas. Y como la materia con que está constituida la Tierra y todos los cuerpos celestes es "antes" del Sistema Solar, entonces hay energía en nuestro mundo que no proviene necesariamente del Sol. Sin mencionar también el aporte energético que nos hacen las estrellas que observamos y las que no observamos.

Seguro que alguien está pensando en la energía que nos aporta la Luna… pero en este caso, gran parte de la energía lunar que nos afecta, por ejemplo en las mareas, proviene también del Sol.

Responda:

1. ¿Que se necesita para que exista energía? ¿por qué?

2. ¿Cuántos tipos de energía existen?

3. ¿De qué forma ordenaría los distintos tipos de energía y por qué?

4. ¿Con que se relacionan la energía cinética y energía potencial?

5. ¿La energía se pierde o se transforma?

6. ¿Se puede almacenar energía? ¿por qué?

7. ¿El roce a que tipo de fuerza corresponde?

8. ¿Cuándo se transforma la energía mecánica en calor? De un ejemplo.

9. ¿De que se trata el “el principio de conservación de energía”?

10. ¿Dónde se puede encontrar energía?

11. ¿Qué es una “crisis” energética?

12. ¿Qué tipo de energía gastaste par realizar este trabajo?

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CLAVES PARA UN ESTUDIO EFICAZ

2007-08-22T19:05:00.001-07:00

HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO DE LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

2007-08-22T18:29:00.000-07:00

¿Qué Explica La Ley De Gravitación?

Explica:

1) como se mueven los planetas,
2) con que tipo de movimiento,
3) cómo es la fuerza que realiza ese movimiento,
4) qué es lo que la crea.

Estas preguntas estaban sin contestar satisfactoriamente al final de la Edad Media. Kepler contesta a la pregunta de cómo se mueven los planetas y explica la forma de las órbitas. Newton contesta a la cuestión de cómo es la fuerza que mueve los planetas y que es lo que la crea.

Todo Empezó Por Un Afán De Poder Predecir

Poder predecir los acontecimientos estelares daba a los que lo poseían un poder supersticioso que ellos mismo potenciaban. Hoy los cultivadores de las falsas ciencias siguen engañando y tratando de predecir el futuro utilizando diferentes métodos, pero la única ciencia que predice lo que pasará es la que utiliza fórmulas matemáticas y leyes físicas que partiendo de unas condiciones iniciales y conociendo el tipo de fuerzas que actúan predice donde estará el planeta en un futuro.

El Método Científico

La aplicación de un nuevo método para la investigación se inicia en la Física, es el llamado método científico, y contribuye a resolver las cuestiones planteadas sobre la gravitación. Vamos a comprobar como surgen las diferentes fases del método al estudiar el fenómeno de la gravitación. No todas las fases fueron aplicadas por un mismo investigador, pero poco a poco enlazadas se convierten en el instrumento que fue capaz de elevar el conocimiento tecnológico hasta las cotas hoy alcanzadas.

Observación Y Registro De Datos

Aunque Copérnico había realizado una observación de las posiciones astrales para crear nuevas tablas solares (que predecían las posiciones de los planetas), el que verdaderamente hizo una observación sistemática y precisa y diseño nuevos aparatos fue Tycho Brahe. Lo hizo a simple vista, sin telescopio. Sus datos son de 10 a 2 más precisos que los de Ptolmeo. Su gran aporte a la Ciencia fue creer que los debates acerca del tipo de movimiento de los astros se resolverían mejor si las posiciones se conocieran con mayor precisión antes que manteniendo discusiones filosóficas. (Establece la necesidad de la observación y medida para establecer una Ley). Los griegos partían de prejuicios sobre lo inmutable y lo puro de los cielos para asignarles a las trayectorias, la "perfección" del círculo como única posible.

Establecimiento De Relaciones Matemáticas (Fórmulas)

Entre Las Variables Medidas

Los datos de Tycho son heredados por J. Kepler, mal observador pero buen matemático, que los retuerce hasta lograr unas relaciones, sintetizadas en expresiones matemáticas (un lenguaje más preciso), que le permitieron formular sus tres leyes. Estas leyes se refieren a la forma de las órbitas y a los tipos de movimiento descrito así como a las relaciones entre los tiempos de giro del planeta y su distancia al sol. A partir de ellas Newton establece una teoría que explica de donde surge la fuerza que mueve a los planetas, su dirección y valor extensible a todo el cosmos.

La Teoría: Una Teoría Comprobable Es La Única Forma De Poder Predecir El Futuro
Con el estudio del movimiento de los proyectiles y la caída de los cuerpos (extrañamente todos los cuerpos, independientemente de su masa, caen con la misma aceleración) Galileo ya tenía sus propias ideas acerca de las teorías de los movimientos y la posición de la Tierra en el sistema solar ( " y sin embargo se mueve"- musitó en el juicio). Galileo estudiando la piedra que cae desde lo alto de un mástil de un barco que se mueve con movimiento uniforme (cae siempre al pie del mástil independientemente de que el barco esté quieto o se mueva), concluyó que dentro de un sistema que se mueve con movimiento de este tipo, (la Tierra), no podemos saber si estamos quietos o nos movemos. También descubre que si una masa se mueve y no actúan fuerzas sobre ella se seguirá moviendo en línea recta indefinidamente. Todavía no sabemos el por qué, pero es así .
Y entonces apareció Newton. Kepler explica la forma de las órbitas y Newton explica porque son así. De la segunda Ley de Kepler (la de las áreas) Newton deduce que las fuerzas necesarias para describir la elipse y cumplir la Ley deben ser centrales. Antes de Newton se llegó a postular que los astros se movían porque un suave aleteo de ángeles los empujaba. Esta fuerza de aleteo era tangencial a la órbita. Nadie, antes de Newton, se atrevía a decir que para mover los astros se requería una fuerza central que los empujara hacia el sol. Hoy, como dice Feyman, el aleteo de los ángeles lo hemos sustituido por intercambio de gravitones lo que deja el problema de "entender" en otro estado.

Origen del Sistema Métrico de Unidades

2007-05-01T13:05:00.000-07:00

Importancia de las medidas.

Para descubrir las leyes que gobiernan los fenómenos naturales, los científicos deben llevar a cabo mediciones de las magnitudes relacionadas con dichos fenómenos. La física, en particular, suele ser denominada "ciencia de la medición". Lord Kelvin, destacado físico inglés del siglo pasado, destacó la importancia de las mediciones en el estudio de las ciencias, por medio de las siguientes palabras:

"Siempre digo que si es posible medir aquello de lo que se habla y se consigue expresarlo en números, entonces puede saberse algo al respecto; pero cuando no puede expresarse así, el conocimiento es deficiente e insatisfactorio... "

Como sabemos, para efectuar una medición es necesario escoger una unidad para cada magnitud. El establecimiento de unidades, reconocidas internacionalmente, también es imprescindible en el comercio y en el intercambio entre los países.

Unidades anteriores al Sistema Métrico.

Antes de que el Sistema Métrico Decimal fuese instituido (a fines del siglo XVII) las unidades de medida se definían muy arbitrariamente y variaban de un país a otro, dificultando las transacciones comerciales y el intercambio científico entre las naciones. Por ejemplo, las unidades de longitud, casi siempre se derivaban de las dimensiones de ciertas partes del cuerpo del monarca de un país; por ejemplo, la yarda, el pie, la pulgada, etc. (Fig. 1). Aun en la actualidad, en los países de habla inglesa se utilizan todavía unidades como éstas, pero se definen modernamente con base en patrones menos arbitrarios.

También podemos destacar otra inconveniencia de las unidades antiguas: sus múltiplos y submúltiplos no eran decimales, lo cual dificultaba enormemente la realización de las operaciones matemáticas con dichas medidas. Hasta hace poco, los extranjeros en Inglaterra tenían muchos problemas para efectuar operaciones con las monedas inglesas, pues el sistema monetario británico no era decimal (1libra esterlina valía 12 chelines y 1 chelín, 20 peniques).

FIGURA 1 Las unidades antiguas anteriores al Sistema Métrico Decimal, generalmente se originaban a partir del tamaño de partes del cuerpo humano.

Sistema Métrico Decimal

Las inconveniencias que acabamos de señalar llevaron a algunos científicos de los siglos XVII y XVIII a proponer unidades de medida definidas con mayor rigor y que se adoptarían en forma universal. Las diversas propuestas, aunque no tuvieron aceptación inmediata, acabaron por dar lugar al establecimiento del llamado Sistema Métrico Decimal, en Francia. La firma del decreto del 7 de abril de 1795, que instauró este sistema, constituyó una de las contribuciones más significativas de la Revolución Francesa.

Las principales características del sistema de unidades que se propuso, son:

Como su nombre lo indica, el sistema es decimal,

Los prefijos de los múltiplos y submúltiplos se eligieron de modo racional, empleándose palabras griegas y latinas (kilo = 103, mili = 10-'\, deca = 10, deci = 10-¹ etc.) para designados,

La Tierra se tomó como base para escoger la unidad de longitud: el metro se definió como la diezmillonésima parte (10-⁷) de la distancia del ecuador al polo (Fig. 1-10). Esta cantidad se marcó sobre una barra de platino iridiado -el metro patrón- que todavía se conserva en un archivo oficial de pesos y medidas, en París (Fig. 2).

FIGURA 2. El metro se definió originalmente como la fracción 1 0- 7 de la distancia entre el polo y el ecuador terrestres, medida sobre uno de los meridianos

La implantación del sistema métrico, en la misma Francia, se enfrentó a grandes dificultades, ya que, como era de esperarse, la población rechazó el cambio de hábitos ya arraigados en sus actividades cotidianas. En virtud de la reacción popular, Napoleón Bonaparte, entonces emperador de los franceses, emitió un decreto permitiendo que se continuaran empleando las antiguas unidades, pero, al mismo tiempo, volviendo obligatoria la enseñanza del sistema métrico en las escuelas. Por último, en 1840, una nueva ley declaró ilegal el uso de cualquier unidad que no perteneciera al sistema métrico, quedando así implantado definitivamente en Francia el nuevo sistema.

Por esa misma época, el sistema métrico decimal ya se empezaba a conocer en otros países, y en 1875 se efectuó en París la célebre Convención del Metro, en la que 18 de las naciones más importantes del mundo se comprometieron a adoptarlo. Inglaterra no asistió a dicha reunión, negándose a emplear las unidades de este sistema.

Sistema Internacional de Unidades

Desde entonces, el uso del sistema métrico se fue extendiendo poco a poco en todo el mundo. Nuevas unidades para medir otras magnitudes, conservando las mismas características que se emplearon en la definición del metro, fueron incorporándose al sistema. Por otra parte, la precisión de los patrones establecidos en el siglo pasado no bastaba en el gran avance científico del siglo xx. Así que los científicos advirtieron la necesidad de una reestructuración del sistema métrico, y en 1960, durante la 11a Conferencia General de Pesas y Medidas, también llevada a cabo en París, se elaboró un nuevo sistema denominado Sistema Internacional de Unidades (SI).

Debemos observar que el SI se basa en el original sistema métrico decimal, pero sus unidades están definidas de manera más rigurosa y actualizada. En la actualidad, el Sistema Internacional de Unidades es aceptado universalmente, incluso en los países de habla inglesa (donde hasta ahora se utilizan aun las unidades denominadas libra, pie, pulgada, etc.), pero se realiza en tales países un gran esfuerzo para su adopción, no sólo en los trabajos científicos, sino también por la población en general.

BIBLIOGRAFÍA:

“Física General con experimentos sencillos” 4^a edición; Beatriz Alvarenga y Antonio Máximo

Transformación de Unidades

2007-03-29T18:07:00.000-07:00

Atención 4º medios
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