Tema 2. El trabajo de Galileo

Explicaciones de Aristóteles y Galileo acerca de la caída libre

La explicación que dieron fue que el movimiento de los cuerpos fue cambiando por el tiempo junto con la forma de interpretar otros fenómenos del universo.Las investigaciones de Aristóteles determinaron durante el siglos la forma de ver el mundo.

Este trabajo va a tratar sobre como Aristóteles hace sus investigaciones y sobre la fuerza del movimiento, también como Galileo Galilei corrigió sobre lo que tenían pensado las personas con lo que había echo Aristóteles y algunos inventos más. Su análisis de la física aristotélica le permitió demostrar la falsedad del postulado según el cual la aceleración de la caída de los cuerpos, en caída libre, era proporcional a su peso, y conjeturó que en el vacío todos los cuerpos caen con igual velocidad. Demostró también que la distancia recorrida por un móvil en caída libre es inversamente proporcional al cuadrado del tiempo.

Aportación de Galileo en la construcción del conocimiento científico

Galileo Galilei fue un astrónomo, filósofo, matemático y físico italiano que estuvo relacionado estrechamente con la revolución científica.
Nació el 15 de febrero de 1564 en Pisa. Hijo de Giulia Ammannati di Pescia y de Vincenzo Galilei. Creció en una familia de 7 hijos. El tuvo tres hijos: Virginia (1600), Livia (1601) y Vincenzo (1606), habidos de su unión con Marina Gamba.
Los últimos 4 años de su vida, galileo los pasó en una oscuridad total: a fines de 1637 quedo completamente ciego, consecuencia probablemente de las observaciones solares realizadas sin una adecuada protección. Y murió el 8 de enero de 1642 a los 77 años.
Galileo realizó notables aportaciones científicas en el campo de la física.
Demostró la falsedad del postulado aristotélico que afirmaba que la aceleración de la caída de los cuerpos-en caída libre- era proporcional a su peso, y conjeturo que, en el vacío, todos los cuerpos caerían con igual velocidad. Para ello hizo deslizar esferas cuesta abajo por la superficie lisa de planos inclinados con distinto ángulo de inclinación.
Galileo pensó en el plano inclinado con el propósito de redactar la caída de un cuerpo y poder medir el tiempo.
En caída libre la relación rapidez-tiempo es proporcional.
Galileo sentó las bases de la Ciencia moderna, porque propuso un método sistemático basado en la verificación experimental de las hipótesis o explicaciones sobre los fenómenos naturales.
Todos los cuerpos debían caer con la misma rapidez en ausencia de aire o cualquier otro agente externo que se oponga a su caída, esta fue la hipótesis de Galileo.
El objetivo de Galileo era describir detalladamente el movimiento de los cuerpos en caída libre. El movimiento en planos inclinados es similar al de caída libre. 


   

La aceleración; diferencia con la velocidad 
Velocidad 
La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se la representa por o . Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s.
En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del desplazamiento y el módulo, al cual se le denomina celeridad o rapidez.1
De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo, la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.

Aceleración 
En física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de lamecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por o y su módulo por . Sus dimensiones son . Su unidad en elSistema Internacional es el m/s2.

La interpretación y representación de gráficas: velocidad-tiempo y aceleración-tiempo.
En la ciencia, la tecnología y en muchas otras actividades.Las gráficas son una forma de  presentar de una manera clara y compacta los datos de una investigación o experiencia.






Para crear una gráfica necesitamos una tabla donde se pongan los datos que se van a gráficar , como la que se muestra a continuación.

Las representación de gráficas favorece la rápida comprensión   de velocidad tiempo y aceleración tiempo ya que los agrupa y relaciona.
Para poder construir una se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas el cual consiste de 2 líneas perpendiculares entre si.       
Ejemplo



¿Y para que nos sirven las gráficas?

Nos sirve para establecer valores que no han sido obtenidos experimentalmente sino mediante la interpolación y la extrapolación

BLOQUE III :LEYES DEL MOVIMIENTO
TEMA 1: LA EXPLICACION DEL MOVIMIENTO EN EL ENTORNO

PRIMERA LEY DE NEWTON: EL ESTADO DE REPOSO O MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME; LA INERCIA Y SU RELACION CON LA MASA

 la inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo o movimiento, mientras no se aplique sobre ellos alguna fuerza, o la resistencia que opone la materia al modificar su estado de reposo o movimiento. La masa, en física, es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo, La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). En física, la masa inercial o masa inerte es una medida de la resistencia de una masa al cambio de velocidad en relación con un sistema de referencia inercial. 

Fundamentos teóricos de las leyes

El primer concepto que maneja Newton es el de masa, que identifica con "cantidad de materia".

Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad.

En tercer lugar, precisa la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo siempre que se hable de tiempo, espacio, lugar o movimiento.

En este sentido, Newton, que entiende el movimiento como una traslación de un cuerpo de un lugar a otro, para llegar al movimiento absoluto y verdadero de un cuerpo compone el movimiento (relativo) de ese cuerpo en el lugar (relativo) en que se lo considera, con el movimiento (relativo) del lugar mismo en otro lugar en el que esté situado, y así sucesivamente, paso a paso, hasta llegar a un lugar inmóvil, es decir, al sistema de referencias de los movimientos absolUTOS

SEGUNDA LEY DE NEWTON: RELACION FUERZA MASA Y ACELERACION. EL NEWTON COMO UNIDAD DE FUERZA

La Segunda Ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica, se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes.

El mismo Newton la aplicó al estudiar los movimientos de los planetas, y el gran éxito logrado constituyó una de las primeras confirmaciones de esta ley.

La masa de un cuerpo es el cociente entre la fuerza que actúa en el mismo, y la aceleración que produce en él, o sea:

m = F / a .

Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, tanto mayor será su inercia; es decir, la masa de un cuerpo es una medida de la inercia del mismo.

TERCERA LEY DE NEWTON: LA ACCION Y LA RACCION; MAGNITUD Y SENTIDOS DE LAS FUERZAS

La tercera ley de Newton explica las fuerzas de acción y reacción. Estas fuerzas las ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro, así un libro sobre la mesa ejerce una fuerza de acción sobre la mesa y la mesa una fuerza de reacción sobre el libro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias; es decir tienen el mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección.
Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este también ejerce una fuerza sobre él.
Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la es originada por el cuerpo que recibe y reacciona (De allí el nombre) con esta otra fuerza sobre el primer cuerpo.
¿Pero qué pasa cuando ningún cuerpo origino primariamente la fuerza, como en el ejemplo del libro sobre la mesa? Cualquiera puede ser denominada fuerza de acción y obviamente a la otra se le denominará como fuerza de reacción.

Ejemplos
En la siguiente imagen se encuentran cinco ejemplos más de las fuerzasa de acción y reacción:

Otros ejemplos:

• Al patear una pelota, el pie ejerce una fuerza sobre ésta; pero, al mismo tiempo, puede sentirse una fuerza en dirección contraria ejercida por la pelota sobre el pie.
• Si una persona empuja a una pared la pared. La persona ejerce una fuerza sobre la pared y la pared otra fuerza sobre la persona.
• Cuando una persona camina empuja hacia atrás el suelo, la reacción del suelo es empujarlo hacia adelante, por lo que se origina un movimiento de la persona hacia adelante. Lo mismo sucede con un auto en movimiento, las ruedas empujan el camino y este la empuja hacia adelante.
• Un objeto colgando de una cuerda ejerce una fuerza sobre la cuerda hacia abajo, pero la cuerda ejerce una fuerza sobre este objeto hacia arriba, dando como resultado que el objeto siga colgando y no caiga.

ELABORADO POR MARIAN CARMONA SANDOVAL

Tema 3. La descripción de las fuerzas en el entorno

La fuerza: resultado de las interacciones por contacto

Como todos sabemos la fuerza se describe la fortaleza, la robustez, el poder y la habilidad para sacar o desplazar de lugar a algo o a alguien que posea peso o que ejerza resistencia un ejemplo puede ser que una roca se necesita fuerza para sostenerla, la capacidad para resistir un empuje o soportar un peso. 

Una de las características intrínsecas que los objetos que tienen por sí mismo; y el acto de obligar a alguien a que haga algo.

Tipos de fuerza  

Eléctrica: se realiza con una fuente de energía que se mueve a una velocidad determinada dentro de un campo magnético, transformando la energía en electricidad.

Mecánica: producida por un objeto mecánico con una determinada intensidad.

Magnética: ejercida de un polo a otro y como consecuencia del movimiento de partículas de cargas, electrones.

Fuerza resultante     

Como todos sabemos la fuerza resultante actúan varias fuerzas se pueden sumar las mismas de forma vectorial (como suma de vectores) obteniendo una fuerza resultante, es decir equivalente a todas las demás. Si la resultante de fuerzas es igual a cero, el efecto es el mismo que si no hubiera fuerzas aplicadas: el cuerpo se mantiene en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, es decir que no modifica su velocidad.

Métodos gráficos de suma de vectores

Para utilizar métodos gráficos en la suma o resta de vectores, es necesario representar las cantidades en una escala de mediciónmanipulable. Es decir, podemos representar un vector velocidad de 10 m/s hacia el norte con una flecha indicando hacia el eje y positivo que mida 10 cm, en la cual, cada cm representa una unidad de magnitud real para la cantidad (1 m/s).

El vector que resulta de operar dos o más vectores, es conocido como el vector resultante, o simplemente la resultante .

El método del paralelogramo permite sumar dos vectores de manera sencilla. Consiste en colocar los dos vectores, con su magnitud a escala, dirección y sentido originales, en el origen, de manera que los dos vectores inicien en el mismo punto. Los dos vectores forman dos lados adyacentes del paralelogramo. Los otros lados se construyen trazando lineas paralelas a los vectores opuestos de igual longitud. Elvector suma resultante se representa a escala mediante un segmento de recta dado por la diagonal del paralelogramo, partiendo del origen en el que se unen los vectores hasta la intersección de las paralelas trazadas.

TEMA 2. EFECTOS DE LAS FUERZAS EN LA TIERRA Y EN EL UNIVERSO

GRAVITACION. REPRESENTACION GRAFICA DE LA ATRACCION GRAVITACIONAL. RELACION CON CAIDA LIBRE Y PESO

La gravitación se debe al campo gravitacional, que es un gradiente de energía potencial.
Como todo campo es radial y su intensidad es mayor cerca del centro.
La caída libre es el dezplazamiento de un objeto que está dentro del campo hacia el centro.
El peso de los objetos se debe a la aceleración con que el campo gravitacional jala al objeto, y dismonuye conforme se aleja del centro.
Ojo, peso no es lo mismo que masa, masa es lo que mides en una báscula o balanza y siempre es constante, mientras que el peso depende de la masa y de la aceleración gratvitacional, esto lo convierte en un fuerza.                         

APORTACION DE NEWTON AL CIENCIA: EXPLICACION DEL MOVIMIENTO EN LA TIERRA Y EN EL UNIVERSO

1.- el aporte de Newton a la concepción de la naturaleza de la luz al desarrollar la teoria corpuscular de la luz, teoria en la que se establecia que la luz estaba formada por pequeños cuerpos (copusculos) los cuales describian trayectorias rectilineas y viajaban a una velocidad inmensurable.

2.- las leyes de la mecanica o conocidas como las 3 leyes de newton, dichas leyes aun en dia son utilizadas en lo que se denomina mecanica clasica o newtoniana.

3.- el desarrollo de la teoria de la gravitacion universal, teoria que permite medir la fuerza de gravedad de dos cuerpos dependiendo de sus masas, de la famosa constante de gravitacion universal y del cuadrado de la distacia que separa ambos cuerpos.

por otra parte y a titulo personal le atribuyo a Newton el principal aporte a la fisica y que hace que la fisica sea tal como es, como explico el mismo en su publicacion "principios matematicos de la filosofia natural"el cual establece que los fenomenos naturales pueden ser predecidos mediante relaciones matematicas entre las varibles fisicas involucradas en estos, es decir, fue newton (para mi) quien introdujo la idea de que las relaciones matematicas en tre las variables de un fenomeno podian predecir la evolucion del mismo.



EXPLICACION DEL MOVIMIENTO ALA TIERRA


La Tierra está en contínuo movimiento. Se desplaza, con el resto de planetas y cuerpos del Sistema Solar, girando alrededor del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Sin embargo, este movimiento afecta poco nuestra vida cotidiana. La Tierra está en contínuo movimiento. Se desplaza, con el resto de planetas y cuerpos del Sistema Solar, girando alrededor del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Sin embargo, este movimiento afecta poco nuestra vida cotidiana.

Más importante, para nosotros, es el movimiento que efectua describiendo su órbita alrededor del Sol, ya que determina el año y el cambio de estaciones. Y, aún más, la rotación de la Tierra alrededor de su propio eje, que provoca el día y la noche, que determina nuestros horarios y biorritmos y que, en definitiva, forma parte inexcusable de nuestras vidas.

Por el movimiento de traslación la Tierra se mueve alrededor del Sol, impulsada por la gravitación, en 365 días, 5 horas y 57 minutos, equivalente a 365,2422 días, que es la duración del año. 

Elaborado por: Marian Carmona Sandoval

BLOQUE IV. MANIFESTACIONES DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA MATERIA

TEMA 1. EXPLICACION DE LOS FENOMES ELECTRICOS: EL MODELO ATOMICO

PROSESO HISTORICO DEL DESARROLLO DEL MODELO ATOMICO

 APORTACIONES DE THOMSON se le considera uno de los descubridores del electrón gracias a sus experimentos con los rayos catódicos. Thomson creía que el electrón era el componente universal de la materia y fue el primero en sugerir una teoría sobre la estructura interna del átomo.

La materia está formada por minúsculas partículas indivisibles llamadas átomos. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por su masa y sus propiedades. Todos los átomos de un elemento poseen las mismas propiedades químicas. Los átomos de elementos distintos tienen propiedades diferentes

Dalton dijo que la materia estaba formadapor átomos, es decir, por partículas indivisibles einalterables. Pero al descubrirse la existencia de laspartículas subatómicas, se comprobó que el átomo no era indivisible.

 APORTACIONES DE RUTHERFORD Lo que descubrió Rutherford fue que dentro de un átomo estaba el núcleo cargado de partículas positivas (los protones) y que alrededor estaban girando los electrones (carga negativa). Que la mayor parte del átomo era espacio vacío.

Se dedicó al estudio de las partículas radioactivas y logró clarificarlas en alfa (α), beta (β) y gamma (γ). Halló que la radiactividad iba acompañada por una desintegración de los elementos, lo que le valió ganar el Premio Nobel de Química 

APORTACIONES DE BOHR Bohr intentó realizar un modelo atómico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases. 

Niels Bohr describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. 

El modelo atómico de Bohr partía conceptualmente del modelo atómico de Rutherford y de las incipientes ideas sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstein. 

CARACTERISTICAS BASICAS DEL MODELO ATOMICO: NUCLEO CON PROTONES, NEUTRONES Y ELECTRONES EN ORBITAS

Un modelo atómico es una representación gráfica de la materia a nivel atómico.

Núcleo con protones y neutrones: los protones son partículas de carga eléctrica positiva, los neutrones no tienen carga. 

Electrones en órbitas: tienen carga negativa, en cada órbita sólo cabe un número preestablecido de electrones.

En física, el protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1.836 veces superior a la de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida

El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos. 

EFECTOS DE ATRACCION Y REPULCION ELCTROSTATICA: 
.La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. Si frotas dos objetos uno adquiere un exceso de carga negativa y el otro adquiere un exceso de carga positiva.

Dos objetos con carga positiva se repelen. Dos objetos con carga negativa también se repelen, pero un objeto con carga positiva atraerá a un objeto con carga

.CORRIENTE Y RESISTENCIA ELECTRICA: MATERIALES AISLANTES Y CONDUCTORES

La resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un material al paso de los electrones (la corriente electrica

Cuando el material tiene muchos electrones libres, como es el caso de los metales, permite el paso de los electrones con facilidad y se le llama conductor.

ejemplo: cobre, aluminio, plata, oro, etc..

Si por el contrario el material tiene pocos electrones libres, éste no permitirá el paso de la corriente y se le llama aislante o dieléctrico