Embed Size (px)
Citation preview
1
UNIVERSIDAD ESTATAL A DISTANCIA
COLEGIO NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
GUÍA DIDACTICA PARA EL CURSO
CIENCIAS CÓDIGO: 80003
NIVEL: SÉTIMO
“LECCIONES DE FÍSICA”
ELABORADO POR:
Licda. Paula Céspedes Sandí Coordinadora del Área de Ciencias Naturales
II SEMESTRE 2009
2
BIOGRAFÍA Isaac Newton
Sir Isaac Newton, (4 de enero, 1643 NS – 31 de marzo, 1727 NS) fue
un físico, filósofo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de los
Philosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los
Principia, donde describió la ley de gravitación universal y estableció las
bases de la Mecánica Clásica mediante las leyes que llevan su nombre.
Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre
la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en el Opticks) y el desarrollo
del cálculo matemático.
Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento
en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a
menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la
culminación de la Revolución científica.
Entre sus hallazgos científicos se encuentran los siguientes: el descubrimiento de que el
espectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es inherente a esa luz,
en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII); su
argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas; su desarrollo
de una ley de conducción térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al
aire; sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre el
origen de las estrellas.
Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo del cálculo integral y diferencial,
que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de la
matemática, desarrollando el teorema del binomio. El matemático y físico matemático Joseph
Louis Lagrange (1736–1813), dijo que "Newton fue el más grande genio que ha existido y también
el más afortunado dado que sólo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo."
Nació el 25 de diciembre de 1642 (correspondiente al 4 de enero de 1643 del nuevo
calendario) en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra; fue hijo de dos campesinos puritanos, aunque
nunca llegó a conocer a su padre, pues había muerto en octubre de 1642. Cuando su madre
volvió a casarse, lo dejó a cargo de su abuela, con quien vivió hasta la muerte de su padrastro en
1653. Realizó sus estudios en la Free Grammar School en Grantham y a los dieciocho años
ingresó en la Universidad de Cambridge para continuar sus estudios. Su primer tutor oficial fue
Benjamín Pulleyn. Newton nunca asistió regularmente a sus clases, ya que su principal interés era
3
la biblioteca. Se graduó en el Trinity College como un estudiante mediocre debido a su formación
principalmente autodidacta, leyendo algunos de los libros más importantes de matemática y
filosofía natural de la época. En 1663 Newton leyó la Clavis mathematicae de William Oughtred, la
Geometría de Descartes, de Frans van Schooten, la Óptica de Kepler, la Opera mathematica de
Viète, editadas por Van Schooten y, en 1664, la Aritmética de John Wallis, que le serviría como
introducción a sus investigaciones sobre las series infinitas, el teorema del binomio y ciertas
cuadraturas.
En 1663 conoció a Isaac Barrow, quien le dio clase como su primer profesor Lucasiano de
matemática. En la misma época entró en contacto con los trabajos de Galileo, Fermat, Huygens y
otros a partir, probablemente, de la edición de 1659 de la Geometría de Descartes por Van
Schooten. Newton superó rápidamente a Barrow, quien solicitaba su ayuda frecuentemente en
problemas matemáticos.
En esta época la geometría y la óptica ya tenían un papel esencial en la vida de Newton.
Fue en este momento en que su fama comenzó a crecer ya que inició una correspondencia con la
Royal Society (Sociedad Real). Newton les envió algunos de sus descubrimientos y un telescopio
que suscitó un gran interés de los miembros de la Sociedad, aunque también las críticas de
algunos de sus miembros, principalmente Robert Hooke. Esto fue el comienzo de una de las
muchas disputas que tuvo en su carrera científica. Se considera que Newton demostró agresividad
ante sus contrincantes que fueron principalmente, (pero no únicamente) Hooke, Leibniz y, en lo
religioso, la Iglesia de Roma. Cuando fue presidente de la Royal Society, fue descrito como un
dictador cruel, vengativo y busca-pleitos. Sin embargo, fue una carta de Robert Hooke, en la que
éste comentaba sus ideas intuitivas acerca de la gravedad, la que hizo que iniciara de lleno sus
estudios sobre la mecánica y la gravedad. Newton resolvió el problema con el que Hooke no había
podido y sus resultados los escribió en lo que muchos científicos creen que es el libro más
importante de la historia de la ciencia, el Philosophiae naturalis principia mathematica.
En 1693 sufrió una gran crisis psicológica, causante de largos periodos en los que
permaneció aislado, durante los que no comía ni dormía. En esta época sufrió depresión y
arranques de paranoia. Mantuvo correspondencia con su amigo, el filósofo John Locke, en la que,
además de contarle su mal estado, lo acusó en varias ocasiones de cosas que nunca hizo.
Algunos historiadores creen que la crisis fue causada por la ruptura de su relación con su discípulo
Nicolás Fatio de Duillier; la mayoría, sin embargo, opina que en esta época Newton se había
envenenado al hacer sus experimentos alquímicos. Después de escribir los Principia abandonó
Cambridge mudándose a Londres donde ocupó diferentes puestos públicos de prestigio siendo
nombrado Preboste del Rey, magistrado de Charterhouse y director de la Casa de Moneda.
4
Entre sus intereses más profundos se encontraban la alquimia y la religión, temas en los
que sus escritos sobrepasan con mucho en volumen sus escritos científicos. Entre sus opiniones
religiosas defendía el arrianismo y estaba convencido de que las Sagradas Escrituras habían sido
violadas para sustentar la doctrina trinitaria. Esto le causó graves problemas al formar parte del
Trinity College en Cambridge y sus ideas religiosas impidieron que pudiera ser director del
College. Entre sus estudios alquímicos estaba interesado en temas esotéricos como la
transmutación de los elementos, la piedra filosofal y el elixir de la vida.
PRESENTACION
Hola estimado estudiante del Colegio Nacional a Distancia sea muy bienvenido esperando
además que sea de total agrado y provecho su estancia en nuestra institución. La Coordinación de
Ciencias Naturales y Biología espera que los materiales elaborados le sirvan de mucho para el
estudio de las diferentes Unidades y Semanas del curso. En la división del estudio de las Ciencias
Naturales correspondiente al III Ciclo el Ministerio de Educación Pública lo ha dividido en tres
segmentos: Sétimo Física Básica, Octavo Química y Noveno Biología; esto para un mejor
rendimiento y aprovechamiento de las diferentes temáticas.
El curso de sétimo se basará en Fundamentos de Física Básica. Las ciencias generales
alguna vez se les llamó filosofía natural y abarca el estudio de las cosas vivientes: las ciencias de
la vida y las ciencias físicas. La física es más que una ciencia, es la ciencia básica. Es acerca de
la naturaleza de las cosas básicas como el movimiento, las fuerzas, la energía, la materia, el calor,
el sonido, la luz y las estructuras. La física estudia todo lo relativo a la materia, proviene del griego,
physikos, de Phycis, naturaleza, es la ciencia que estudia las propiedades de los cuerpos y las
leyes que tienden a modificar su estado o su movimiento sin cambiar sus cualidades.
A continuación se le presenta una guía para el estudio de la física, espero que lo disfrute,
Bendiciones.
5
OBJETIVOS Y CONTENIDOS
I Unidad Adolescencia
1. OBJETIVO
Analizar la importancia de la vivencia sana de la adolescencia para beneficio personal y social.
CONTENIDOS
Adolescencia
-Concepto
Factores que intervienen en la vivencia de la adolescencia.
-Físicos o biológicos
-Sociales
-Psicológicos
2. OBJETIVO
Identificar el rol, el autoconcepto y la autoestima para el logro de un disfrute sano de la
adolescencia.
CONTENIDOS
Roles y equidad de género en la adolescencia.
Disfrute sano de la adolescencia.
-Autonomía personal.
-Autoestima
Acciones para el disfrute sano de la adolescencia.
II Unidad Ciencia y Tecnología
3. OBJETIVO GENERAL
Identificar los diferentes campos de estudio de la Ciencia, la Tecnología y sus aportes.
CONTENIDOS
Ciencia y Tecnología.
-Conceptos.
Técnica y tecnología.
Diferentes Ciencias naturales:
• Física
• Química
6
• Biología
• Astronomía
• Geología
• Meteorología.
4. OBJETIVO GENERAL
Describir el perfil del científico y las etapas de su disciplina de trabajo.
CONTENIDOS
Perfil de un científico(a)
Etapas de una investigación científica.
5. OBJETIVO GENERAL
Analizar los aportes de la ciencia y la tecnología en diferentes áreas de estudio.
CONTENIDOS
Aportes de la Ciencia y la Tecnología en medicina, agricultura, industria y otros.
6. OBJETIVO GENERAL
Explorar la evolución histórica de la ciencia, la tecnología y su relación con el desarrollo sostenible.
CONTENIDOS
Evolución histórica de la ciencia y tecnología y desarrollo sostenible, en Costa Rica.
Evolución de la ciencia y la tecnología en el presente siglo.
III Unidad Estimaciones y Mediciones de Propiedades Físicas
7. OBJETIVO GENERAL
Reconocer generalidades de estimaciones y mediciones aplicadas en el entorno.
CONTENIDOS
Estimaciones y mediciones.
8. OBJETIVO GENERAL
Aplicar el Sistema Internacional de unidades para desempeñarse con mayor criterio en el contexto
actual
CONTENIDOS
Exactitud y precisión
Sistema Internacional de unidades (SI)
7
9. OBJETIVO GENERAL
Aplicar en la práctica diferentes instrumentos de medición.
CONTENIDOS
Instrumentos de medida: metro, termómetro, probeta, reloj, balanza y otros.
10. OBJETIVO GENERAL
Aplicar en la práctica diferentes instrumentos de medición.
CONTENIDOS
Instrumentos de medida: metro, termómetro, probeta, reloj, balanza y otros.
IV Unidad Movimiento y Fuerza
11. OBJETIVO GENERAL
Justificar con criterio científico, las generalidades del movimiento de los fenómenos físicos que
ocurren en el entorno.
CONTENIDOS
Movimiento, Concepto
Movimiento absoluto y relativo.
Componentes del movimiento rectilíneo uniforme: distancia, tiempo, dirección, desplazamiento,
trayectoria, rapidez y velocidad (variables del movimiento).
Concepto de rapidez y velocidad.
Concepto de distancia y desplazamiento.
12. OBJETIVO GENERAL
Justificar con criterio científico las generalidades de la fuerza en los fenómenos físicos que ocurren
en el entorno.
CONTENIDOS
Fuerza
Elementos de una fuerza:
• Dirección
• Magnitud.
Efectos de la aplicación de una fuerza.
El peso es una fuerza
Instrumentos y unidades de fuerza.
8
13. OBJETIVO GENERAL
Analizar la utilidad de las máquinas, su importancia en el desarrollo evolutivo de la humanidad y su
relación con el desarrollo sostenible.
CONTENIDOS
Máquinas simples.
Palancas, poleas, torno y plano inclinado.
Máquinas de primero, segundo y tercer género.
Máquinas en nuestro medio.
14. OBJETIVO GENERAL
Analizar el uso de las máquinas y su repercusión en el desarrollo sostenible
CONTENIDOS
Máquinas, desarrollo evolutivo de la humanidad y desarrollo sostenible
V Unidad Energía y Trabajo
15. OBJETIVO GENERAL
Describir las formas y transformaciones de la energía, su importancia en nuestra vida y en el
desarrollo del país.
CONTENIDOS
Energía
Energía potencial y cinética.
Formas de energía.
16. OBJETIVO GENERAL
Distinguir las diferentes formas de energía y su aplicabilidad.
CONTENIDOS
Energía luminosa, Energía sonora, Energía química.
17. OBJETIVO GENERAL
Diferenciar los conceptos de calor y temperatura y estudio de sus unidades.
CONTENIDOS
Calor y temperatura.
El termómetro.
Unidades de calor y de la temperatura.
9
18. OBJETIVO GENERAL
Demostrar la relación que existe entre trabajo y energía y su uso racional.
CONTENIDOS
Ley de la conservación de la materia y la energía.
La energía y el trabajo
Concepto de trabajo.
Uso racional de la energía.
VI Unidad La Tierra
19. OBJETIVO GENERAL
Describir las características e importancia de la atmósfera, así como la necesidad de su
preservación para el mantenimiento de la vida en el planeta.
CONTENIDOS
La atmósfera.
Estaciones meteorológicas.
Datos recogidos:
• Temperatura
• Humedad
• Presión atmosférica
• Dirección del viento.
20. OBJETIVO GENERAL
Describir las características e importancia de la atmósfera, así como la necesidad de su
preservación para el mantenimiento de la vida en el planeta.
CONTENIDOS
Meteorología y la energía solar.
Energía solar como fuente de energía aplicada.
Cambio Climático.
Fenómeno de El Niño y fenómeno de la Niña ENOS (fase cálida y fase fría respectivamente)
Efectos en grupos vulnerables.
La capa de ozono.
10
21. OBJETIVO GENERAL
Describir las características e importancia de la hidrosfera y su cuido como recurso.
CONTENIDOS
Hidrosfera:
• Distribución en el planeta.
• océano
• mares
• lagos
• glaciares
• aguas subterráneas
• humedales
El ciclo hidrológico.
22. OBJETIVO GENERAL
Describir las características e importancia de la geosfera
CONTENIDOS
La geosfera
• corteza
• litosfera
• manto
• núcleo.
Composición de la corteza terrestre.
23. OBJETIVO GENERAL
Diferenciar los componentes de la geosfera y sus características propias
CONTENIDOS
Las rocas.
Clasificación:
• ígneas (efusiones e intrusivas)
• metamórficas y sedimentarias).
Los minerales.
El suelo
Características generales.
11
24. OBJETIVO GENERAL
Analizar el deterioro del planeta debido a la intervención humana.
CONTENIDOS
Deterioro del planeta Tierra.
• Contaminación del suelo.
• Deforestación.
• Sedimentación.
• Desertificación.
TECNICAS O CONSEJOS DE ESTUDIO
En general existen técnicas básicas a la hora de estudiar las ciencias naturales. En primer
lugar es muy importante que se estudie con ayuda de gráficos, imágenes ya que la abstracción
de algunos temas es más grande que en otros, por lo tanto imágenes o gráficos de organelas,
procesos biológicos, reacciones químicas entre muchos otros le ayudarían y le facilitaría la
comprensión de los mismos. Estos gráficos o imágenes pueden ser realizados por usted y
después compararlos con los que encuentre en libros o revistas. Segundo, la elaboración de
resúmenes, esquemas y cuadros resumen de parte del estudiante le ayudará a sintetizar
conceptos abstractos y a ordenar procesos y funciones entre otros. Tercero acuda a buscar en
bibliografía diversa, ya que muchas veces los conceptos son más claros en algunas fuentes que
en otras por la manera que escriben los autores.
En sétimo es muy importante la RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS, esto va a ayudar en gran
manera en su capacidad de entendimiento del tema y va a desarrollar su capacidad de análisis tan
importante en esta materia. Tal vez podríamos resumirlo de la siguiente manera:
• Adquiriendo una Visión General
• Participación efectiva en la clase.
• Estudiando del libro de Ciencias, Física
• Resolución de Problemas en Física
• Preparación de Exámenes
12
INTRODUCCIÓN La física (del lat. physĭca, y este del gr. τὰ φυσικά, neutro plural de φυσικός) es una ciencia
natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus
interacciones.
La física no es sólo una ciencia teórica, es también una ciencia experimental. Como toda
ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la
teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio
de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la
ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química, la
biología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos.
La física en su intento de describir los fenómenos naturales con exactitud y veracidad ha
llegado a límites impensables, el conocimiento actual abarca desde la descripción de partículas
fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo e incluso conocer con
una gran probabilidad lo que aconteció los primeros instantes del nacimiento de nuestro universo,
por citar unos pocos conocimientos.
Esta tarea comenzó hace más de dos mil años con los primeros trabajos de filósofos
griegos como Demócrito, Epicuro o Aristóteles, y continuada después por científicos como Galileo
Galilei, Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Paul
Dirac, Richard Feynman, entre muchos otros.
13
MATERIAL ADICIONAL
Ciencia y tecnología. CIENCIA, TÉCNICA Y TECNOLOGÍA
Primero repasemos sobre cada uno de estos conceptos:
La ciencia (del latín scientia 'conocimiento') es la recopilación y desarrollo previa experimentación
metodológica (o accidental) del conocimiento.
Es el conocimiento sistematizado, elaborado mediante observaciones, razonamientos y pruebas
metódicamente organizadas.
Tecnología es el conjunto de habilidades que permiten construir objetos y máquinas para adaptar
el medio y satisfacer nuestras necesidades, incrementado el bienestar de las personas.
Una técnica (del griego, τέχνη (téchne), arte) es un procedimiento o conjunto de estos, (reglas,
normas o protocolos), que tienen como objetivo obtener un resultado determinado, ya sea en el
campo de la ciencia, de la tecnología, del arte, de la educación o en cualquier otra actividad. La
técnica requiere tanto destrezas manuales como intelectuales, frecuentemente el uso de
herramientas y siempre de saberes muy variados. La técnica no es privativa del hombre, pues
también se manifiesta en la actividad de otros animales y responde a su necesidad de
supervivencia. En el ser humano, la técnica surge de su necesidad de modificar el medio y se
caracteriza por ser transmisible, aunque no siempre es consciente o reflexiva. Cada individuo
generalmente la aprende de otros (a veces la inventa) y eventualmente la modifica.
A continuación encontrará una serie de imágenes, sobre Ciencia, Técnica y Tecnología,
clasifíquelas escribiendo en el especio asignado a cuál grupo pertenece.
______________________________
___________________________
14
____________________________
____________________________
__________________________
__________________________
__________________________
_________________________
__________________________
_________________________
15
_________________________
__________________________
__________________________
__________________________
__________________________
__________________________
__________________________
16
Perfil de un Científico. Un científico es, generalmente, una persona que se dedica a producir resultados en la ciencia
moderna tanto como antigua haciendo uso del Método científico.
Una persona que quiera dedicarse a la ciencia debe de tener valores muy fuertes como centro de
su vida. Las cualidades generales de un investigador son
Honestidad: Un científico debe de ser honesto para que todo su trabajo sea transparente y que
no copie o hurte los trabajos
Modestia: el trabajo del científico debe de estar a la orden de la sociedad en general y no busca
beneficio propio.
Creatividad: es gracias a ella que surge el quehacer científico ya que siempre es ella la que
incentiva el inicio.
Laboriosidad: un investigador debe de ser muy trabajador y laborioso.
Disciplina: Una persona es disciplinada cuando su trabajo es metódico y honesto, no se sale de
su meta o punto de llegada.
Tenacidad: Firme, porfiado y pertinaz en un propósito
Perseverancia: Mantenerse constante en la prosecución de lo comenzado, en una actitud o en
una opinión
Patriotismo: siempre realizará actos por amor a la patria.
Entre otros.
17
Científicos Costarricenses.
Álvaro Wille Trejos Álvaro Wille Trejos ( * San José, Costa Rica el 17 de mayo 1928 - el 11 de junio 2006 ) fue un
entomólogo costarricense que dedicó su vida a estudiar los insectos de Centroamérica, en
especial, a las abejas. Además, realizó varios trabajos de campo y se adentro en las selvas
costarricenses, entre los que destaca el primer estudio de Corcovado, en un momento en el que el
bosque lluvioso estaba en peligro por la minería ilegal, por lo que sus investigaciones casi le
cuestan la vida al entomólogo.
Anastasio Alfaro Anastasio Alfaro González (1865-1951), es uno de
los más emblemáticos Directores del Museo Nacional
que impulsó la fundación de la institución en 1887, para
lo cual estudió el funcionamiento del Instituto
Smithsoniano de Washington.
De 1887 hasta 1930 se mantuvo a la cabeza del
Museo casi ininterrumpidamente. Además de un breve
período como Secretario de Educación Pública, en 1917
y 1918, dedicó parte de su vida a ser profesor
principalmente en el Colegio de Señoritas.
Polifacético en sus intereses científicos escribió
tanto sobre arqueología, historia como de historia natural.
Anastasio se destacó como divulgador científico, cientos de artículos suyos pueden
encontrarse en la prensa o revistas de la época. Dentro de su producción no pueden dejar de
mencionarse los libros Antigüedades de Costa Rica (1896), Arqueología Criminal Americana
(1906), Petaquilla (1917), El Delfín de Corubicí ( 1923) e Investigaciones Científicas (1935).
18
Franklin Chang-Díaz Franklin Chang-Díaz es un astronauta (retirado en julio de 2005) y físico,
costarricense de nacimiento, nacionalizado estadounidense desde 1977.
Nacido el 5 de abril de 1950 en San José, ha completado siete misiones
espaciales entre 1986 y 2002. Fue el primer astronauta latinoamericano de la
NASA, el tercer no norteamericano del hemisferio occidental en viajar al
espacio, y uno de los hombres con más misiones y horas espaciales en la
historia. Comparte el récord de número de viajes al espacio a bordo del transbordador espacial,
con un total de siete misiones de la NASA.
Franklin nació en Costa Rica el 5 de abril de 1950, en la ciudad de San José (Costa Rica). Vivió en
una casa ubicada al costado sur del Parque La Sabana, aunque también vivió en Venezuela
durante algunos años.
Su padre, de apellido Chang, es de ascendencia china; su madre, María Eugenia Díaz,
todavía vive. Cuando Franklin estaba cerca de concluir la secundaria, fue enviado por sus padres
a Estados Unidos, donde, según dice él, llegó con $50 en el bolsillo y sin saber hablar inglés
confundido de lo que le decían.
Graduado del Colegio De La Salle en San José, Costa Rica, en Noviembre de 1967, y de la
escuela preparatoria Hartford en Hartford, Connecticut, en 1969. Posteriormente, ingresó a la
Universidad de Connecticut, donde obtuvo el título de Ingeniería Mecánica en 1973. Cuatro años
más tarde obtuvo el doctorado en Ingeniería nuclear, por el Instituto Tecnológico de
Massachusetts (MIT). Su investigación doctoral se basó en la tecnología de fusión, y propulsión a
chorro basada en plasma.
Jeannette Benavides La doctora Jeannette Benavides Gamboa nació el 7 de
julio de 1952, en Heredia, Costa Rica, hija de Víctor Manuel
Benavides Argüello y de Daisy Gamboa Paniagua. Desde
muy pequeña tiene inclinaciones hacia las ciencias. A los
cinco años ya sabe leer. Realiza sus estudios primarios en su
19
ciudad natal en la Escuela Braulio Morales y en Escuela Laboratorio. Sus estudios secundarios
los lleva a cabo en el Liceo de Heredia.
En 1975 obtuvo su bachillerato en Química en la Universidad de Costa Rica.
Posteriormente realiza sus estudios de maestría en la American University en Washington D.C.
donde en 1982 obtiene la especialidad de Bioquímica. En esta misma universidad continua sus
estudios obteniendo en 1998 su doctorado en Fisicoquímica. -Doctora en química física
-Puesto: Directora de investigación del centro espacial Goddard, Agencia Nacional de
Aeronáutica y del Espacio (NASA).
-Proyecto: Investigación en nanotecnología y biosensores.
-Objetivo: Desarrolla sistemas a nivel molecular para construir un motor o una computadora
desde la primera molécula y de ahí en adelante.
Las investigaciones en biosensores (moléculas biológicas que sirven como identificadoras)
se realizan con el fin de probar nuevos antibióticos y para investigaciones genéticas.
Durante 1980 a 1986 trabajó como investigadora en la FDA (Administración de Drogas y
Alimentos) en Washington. Allí trabajó en el desarrollo de un método para analizar aflatoxinas en
los fluidos del cuerpo humano. A su vez desarrolló la metodología de extracción de ácidos grasos
en cantidades a nivel de nanogramas en jugos de naranja. Estos métodos son de gran aplicación
en el campo de la medicina.
Desde 1986 hasta el presente, la doctora Benavides se desempeña como química en el
área de polímeros en el Centro de vuelo espacial Goddard, NASA. Sus contribuciones forman
parte del proceso de la resolución de problemas relacionados con proyectos de vuelo,
construcción de satélites como el Telescopio espacial Hubble y el Cassini-Huygens, entre otros.
A su vez, sus intereses se extienden al desarrollo de materiales para la protección de
radiaciones en el espacio exterior, las síntesis utilizando nanotubos y "Astrobiología", relacionada
con el estudio de microorganismos que se desarrollan en ambientes extremos (altas temperaturas,
presión, concentración de ácidos, etc) para entender mejor el cómo se desarrolló la vida en la
tierra y en el universo.
Clodomiro Picado Twight Clodomiro Picado Twight (1887-1944), conocido como "Clorito Picado" fue un destacado
científico costarricense nacido en Nicaragua y reconocido internacionalmente por sus
investigaciones y descubrimientos; fue pionero en la investigación sobre serpientes y venenos, y
20
sus logros incluyen haber sido uno de los precursores del descubrimiento de la penicilina, la cual
utilizó para tratar pacientes poco antes del descubrimiento formal por parte de Fleming.
Clodomiro Picado Twight nació el 17 de abril de 1887 en San
Marcos Carazo, Nicaragua, donde sus padres costarricenses,
Clodomiro Picado Lara y Carlota Twight Umaña tenían su residencia,
pues el primero ejercía allí funciones de maestro. Con tres años de
edad sus padres lo llevaron a vivir a Costa Rica, donde en 1906 se
graduó como bachiller en el Liceo de Costa Rica. Por sus excelentes
calificaciones fue becado por el Estado para estudiar en Francia,
donde realizó estudios en la Universidad de La Sorbona, obteniendo
en 1909 el diploma de estudios superiores en Zoología. En 1910
regresó a Costa Rica, pero posteriormente continua con sus estudios, graduándose en 1913 como
Doctor en Ciencias de la Universidad de París. Ese mismo año fue admitido en el Instituto Pasteur
de París y en el Instituto Colonial de esa ciudad.
El 16 de mayo de 1944, después de una penosa dolencia, en su casa de habitación, falleció
el Dr. Picado. Sus funerales fueron una manifestación de duelo nacional en Costa Rica. El Dr.
Picado fue declarado Benemérito de la Patria por el Congreso costarricense, mediante decreto No.
34 de 21 de diciembre de 1943.
21
Método científico (Tomado de www.cientec.com)
MUCHOS CAMINOS
No hay una única manera de hacer ciencia. Muchos investigadores realizaron grandes
descubrimientos al enfocarse en anomalías, fenómenos o casos raros, en el curso de una
investigación. Siguieron sus “corazonadas” y, después de un cuidadoso trabajo, escudriñaron
grandes misterios, algunos de utilidad inmediata para la humanidad, otros más teóricos, que
impulsaron el conocimiento general. Para hacerlo, enfrentaron sus errores y perfeccionaron sus
métodos y técnicas, trabajando individualmente y en grupos.
Por lo anterior, la secuencia de pasos sugerida aquí no debe verse como una “camisa de
fuerza”. Por ejemplo, una persona puede iniciar una investigación a partir de una reflexión con
otras personas (paso 7), en la que se genera una pregunta guía (paso 2) o una hipótesis que
interesa (paso 3), luego pasa a observar y busca patrones (paso 1), recoge algunos datos (paso 4)
y realiza unos experimentos o modelos (paso 8). Entonces tiene suficiente información como para
PLANIFICAR una investigación (paso 3). Podría realizar más experimentos, modelos (paso 8) u
observaciones (paso 1); organizar la información obtenida (paso 6), buscar otras fuentes
confiables sobre el tema (paso 5), sintetizar y extrapolar sus resultados, para encontrar los límites
en los que es aplicable (paso 9), y concluir comunicando la investigación a otros (paso 10).
Idealmente, en este proceso, las personas simplifican y profundizan, repiten pruebas y
buscan consistencia en los resultados. De esta manera, identifican los principios básicos que
respaldan su descubrimiento o lo contradicen. Podría ser que al final, decidan investigar otra de
las preguntas que surgieron en el proceso e iniciar una nueva espiral de búsqueda (paso1).
Frank Openheimer, creador del Exploratorium, un revolucionario museo de ciencia, arte y
percepción en San Francisco, decía: “No importa si otra persona ha hecho el mismo
descubrimiento. Lo que una persona descubre por sí misma…lo incorpora como suyo”. Y
posiblemente no lo olvidará.
22
Realice la siguiente actividad en su casa. Aplique correctamente el método científico.
Bolas saltarinas Necesita:
• Un recipiente
• Naftalina
• Bicarbonato
• Vinagre
Montaje: En un recipiente profundo con agua se ponen unas bolas de naftalina y dos o tres
cucharadas de bicarbonato. Se añade agua hasta llenar las tres cuartas partes del recipiente y a
continuación, lentamente, se agrega vinagre.
Aportes de la Ciencia y la Tecnología.
23
24
Investigue cada aporte en diferentes libros, internet o periódicos y su importancia en el desarrollo del país.
La con atención el siguiente texto. Analícelo y luego realice un mapa conceptual o una lluvia de ideas sobre LOS DESACIERTOS de la ciencia y la tecnología en el ambiente, los seres vivos y en la cotidianeidad en general.
Combustible amenaza el agua de 320.000 personas (tomado de www.nacion.com)
Una mancha de combustible permanece en el manto de agua subterránea que abastece a 320.000 personas en el suroeste de San José y el cantón de Belén, Heredia. En caso de que se expanda, el líquido no sería potable. La contaminación se descubrió en setiembre del 2004 en un pozo de agua en Barreal de Heredia, cerca del límite con Belén. Esa era una fuente de reserva que hoy no se usa para consumo humano, por su toxicidad. Pruebas de laboratorio demostraron en febrero que ya hay presencia de hidrocarburos en pozos ubicados al sur (aguas abajo) del foco de contaminación, como en Los Arcos y Cariari. Si bien las cantidades de combustible halladas en el agua de esas últimas fuentes aún están por debajo del nivel que impediría su consumo, pueden ser un síntoma de que la mancha avanza. El agua que pasa por el pozo de Barreal (denominado AB-1089) continúa por gravedad hacia las fuentes que abastecen Belén y la toma de Puente de Mulas, en el cañón del río Virilla. Acueductos y Alcantarillados (AyA) aprovecha Puente de Mulas para abastecer de agua a comunidades como Pavas, Escazú y Alajuelita. La toma está a tres kilómetros del pozo contaminado. La situación provocó que las autoridades de Salud pidieran ayuda a la Organización Panamericana de la Salud (OPS) y al Organismo Internacional de Energía Atómica, pues el país no tiene experiencia en este tipo de casos. Esta es la primera contaminación de un manto de agua subterráneo, con combustibles, que se conoce en el país. El problema consta en informes de Acueductos y Alcantarillados, la Empresa de Servicios Públicos de Heredia (ESPH) y el Servicio Nacional de Aguas Subterráneas, Riego y Avenamiento (Senara). La Nación tiene copias de esos documentos. El Ministerio de Salud y siete instituciones más conocen de la amenaza desde el año pasado, pero no la dieron a conocer al público. Eso sí, las autoridades desconocen qué cantidad de combustible se derramó. Un informe del AyA menciona que pudieron ser 20.000 litros. Solo un galón (3,7 litros) de combustible puede contaminar 50 millones de litros de agua. Los documentos indican que la mayoría del combustible que permanece en el manto es diésel. Se ignora a qué velocidad avanzan los hidrocarburos, pero cabe destacar que el agua subterránea viaja muy despacio. Puede durar años en llegar a Puente de Mulas. En grandes cantidades, el diésel en el agua puede causar irritación del sistema digestivo, diarrea, debilidad, vértigo y respiración lenta, entre otros problemas. Las autoridades de Salud sostienen que los habitantes de Belén y San José pueden tomar el agua que se les suministra sin problema. En tanto, la Fiscalía Ambiental analiza el origen de la contaminación, pero aún no hay ninguna acusación. Los informes estatales mencionan como uno de los principales sospechosos a una gasolinera ubicada junto al pozo AB 1089. El Ministerio de Salud cerró esa estación de servicio en noviembre del año anterior. El manto de aguas subterráneas contaminado se llama Colima Superior y nace en las montañas del norte del Valle Central.
25
NOTACION CIENTIFICA Concepto: Se utiliza para maneja cantidades grandes y pequeñas. Coeficiente Exponente N X 10 = 1 X 10 Base N= Es un numero entre 1 y 10. n= Es un numero entero positivo o negativo. Ejemplos a) 9 X 10 = 10 X 10 = 100 b) 1,45 x 10 = 10 X 10 X 10 X 10 X 10 = 100000 = 1, 45 X 100000 = 1450 000 Reglas: 1. Si el punto decimal se mueve a la izquierda entonces n es un entero positivo 568.765 = 5.68762 X 10 2. Si el punto decimal se mueve a la derecha entonces n es un entero negativo 0, 00000772 = 7,72 X 10
Práctica:
• 0,000000027 ___________________ • 356 ____________________ • 0,096 __________________ • 0,00397 ________________ • 0,00000008 _____________ • 0,000000031 ____________ • 0,2001 _________________ • 0,0307 _________________ • 3200 __________________ • 36000 _________________ • 139000 ________________ • 5500 __________________ • 47000 _________________ • 0,000004 ______________
• 0,000000001____________ • 0.000 000 000 000 00145 ____________ • 1000 ________________ • 0.0023_______________ • 0.0000470____________ • 5.030000 ____________ • 80000000000_________ • 0.000 000 00031______ • 0.000000044_________ • 7900000000__________ • 1x10________________ • 2x10________________
26
CIFRAS SIGNIFICATIVAS � Cualquier digito diferente de cero es significativo. 845cm 3 cifras � Ceros ubicados entre dígitos distintos de cero son significativos 606 m 3 cifras 40.501Kg 5 cifras � Ceros a la izquierda del primer digito distinto de cero no son significativos 0.08L 1 cifra 0.00000349g 3 cifras 0.0460g 3 cifras 0.78 2 cifras � Si un número es mayor que 1, todos los escritos a la derecha del punto decimal cuentan con cifras significativas. 2.0 mg 2 cifras 40.062 5 cifras 3.040dm 4 cifras
Práctica.
� 1508 m _____________ � 300.0 ______________ � 20.003 _____________ � 0.00705 ____________ � 36 F _______________ � 9.000X10 ___________ � 6.01g ______________
� 0.825m ____________ � 0.043kg ____________ � 1.310X10 átomos __________ � 24 ml ______________ � 3001g _____________ � 0.0320m ___________ � 6.4X10 moléculas __________
Estimaciones y Mediciones. Estimación Medición
Juicio valorativo que se realiza de acuerdo a la observación de un objeto, fenómeno o proceso
Proceso en el que se compara una magnitud física, con otra llamada patrón que ha sido previamente establecida
27
Apliquemos conocimientos
Objetivos Diferenciar entre estimaciones y mediciones de propiedades físicas. Comparar resultados de estimaciones y mediciones realizadas con partes del cuerpo y con diferentes tipos de instrumentos. Materiales � Una regla � Reloj con segundero o cronometro � Metro � Cinta métrica � Vasos plásticos � Agua. � objetos de las misma clase( lapiceros, cuadernos, lápices, la pizarra ect) Procedimiento -Formar grupos de cuatro personas. -Realizar y anotar las siguientes estimaciones y luego anote la medición correspondiente todos los integrantes de su respectivo grupo deben de participar. TRABAJO A REALIZAR ESTIMACION MEDICCION 1. El largo en centímetros del lapicero o lápiz que se esta utilizando.
El tiempo que se dura desde que se entra por la puerta del aula hasta el escritorio del profesor.
El ancho de la pizarra. La altura de un compañero(a). El largo que se puede alcanzar saltando de un lugar a otro.
El tiempo que dura un compañero en dar una vuelta alrededor del aula.
El tiempo que un alumno(a) dura en tomarse un vaso con agua.
La altura de la pizarra desde la base del piso hasta el punto mas alto.
El largo del brazo de un compañero(a). El tiempo que se dura en escribir su nombre y apellidos completos en una hoja de papel.
La altura de la puerta del aula El volumen en mililitros de dos vasos de agua.
28
Preguntas 1 ¿Cuales fueron los patrones de medida utilizados en la actividad numero 1? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 2. Compare los resultados obtenidos con otro grupo de trabajo. Hubo algunas diferencias entre las mediciones realizadas por el otro grupo ¿Por qué se dieron esas diferencias?. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Actividad 2.
1. Dibuje los siguientes instrumentos utilizados para realizar mediciones. Ver pagina 40 del folleto de teoría. Utilice su creatividad.
Termómetro Balanza Probeta Reloj Cinta Métrica Dinamómetro
29
Actividad 3 Complete la siguiente tabla con los datos que faltan referente al Sistema Internacional de
Unidades (S. I). MAGNITUD NOMBRE SIMBOLO Longitud m Kilogramo s Temperatura Amperio A Intensidad luminosa mole mol
Actividad 4
Materiales • Lapicero rojo y azul. 1. Coloree de rojo los símbolos que corresponden a los múltiplos y de azul los símbolos que corresponden a los submúltiplos.
FACTORES DE CONVERSION (Información tomada de Física para sétimo, Ángel Calderón Gómez)
mega nano kilo micro
mili giga deci hecto
30
PROBLEMAS 1. La masa de una bolsa de arroz es de 2 Kg. ¿A cuántos gramos equivale esa cantidad?.
2. Manuel se ejercita recorriendo 4000 m todos los días. ¿Cuantos centímetros recorre Manuel?. 3. Para ir a la pulpería Marco recorrió 3 km, 800 cm y 300 m utilizando el método de factores de
conversión. ¿Calcule el recorrido total en metros (m). 4. Una habitación tiene un largo de 10 metros. ¿Cuántos milímetros (mm) equivales esa
cantidad?.
31
MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION. ¿Qué es el movimiento? Todos los días, estamos expuestos a muchos movimientos. El movimiento es un cambio de posición de un cuerpo con relación a otro objeto. Para describir primero nos imaginamos un marco de referencia en reposo, entonces decimos que el bus se aleja respecto a nosotros, sin embargo existe movimiento en nosotros:
� La sangre en nuestro cuerpo se esta moviendo. � El aire que se respira se mueve en el espacio junto con la tierra con respecto al sol. � Nuestra galaxia se mueve con respecto a otras. � El universo entero se encuentra en expansión.
La Mecánica es la parte de la física que se ocupa del movimiento de los cuerpos se deriva del griego Mekane que significa Mecánica. Lo que produce y lo que la afecta ¿Cómo se mueven los cuerpos? A la primera pregunta la contesta la Cinemática ( Gr Kinema, Movimiento) que se interesa por la descripción del movimiento de los objetos sin considerar que es lo que causa el movimiento. ¿Por qué se mueven los cuerpos? A la segunda pregunta la contesta la Dinámica ( Gr Dinamis, Fuerza) la cual se ocupa de las causas que origina el movimiento (Fuerzas de la naturaleza). ¿ Cómo conseguir que un cuerpo no se mueva? Es decir estudiar es estado de equilibrio o reposo de los cuerpos, y es la Estática ( Gr Statos, inmóvil) la tercera y ultima parte de la Mecánica. La estática se ocupa del calculo de las fuerzas que actúan sobre y dentro de estructuras que están en equilibrio. Para realizar una descripción cuantitativa del movimiento de un cuerpo es necesario especificar su ubicación en una línea recta, en un plano o en el espacio. Para estudiar el movimiento de un cuerpo es necesario conocer algunos conceptos como:
� Cantidades Escalares: Son las que tienen magnitud por ejemplo 5m, 6Kg, 3s, la rapidez etc.
� Cantidades Vectoriales: Son las que tienen magnitud y dirección por ejemplo 50 m al
sur.
� Marco de Referencia: Es necesaria para saber si existe movimiento, Es la ubicación en el espacio.
32
� Posición: Es la ubicación de un objeto por medio de coordenadas X, Y, Z, en un
momento especifico ( en el tiempo). � Desplazamiento: Es el cambio de posición de un punto P1 a otro punto P2..
� Trayectoria: Es la línea que describe o representa un cuerpo durante su movimiento;
es decir, el camino que recorre un objeto. Puede tener distintas formas; parabólica, circular, elíptica, rectilínea o irregular.
� Distancia: Es el recorrido total en la trayectoria seguida por un cuerpo en
movimiento; es un escalar.
Sea un cuerpo que se desplaza de un punto A a un punto B como se muestra en la figura
Al analizar la figura se pueden aclarar una serie de conceptos. En primer lugar la Trayectoria seguida por el cuerpo que es el conjunto de Posiciones que va ocupando mientras va de A a B. La longitud de esa trayectoria se llama Distancia Recorrida. Como se dijo anteriormente el desplazamiento es el cambio de Posición de A a B y es independiente a la trayectoria que siga el cuerpo para desplazarse de un punto. Por ejemplo para que usted viaje hasta esta lección desde su casa puede tomar infinidad de rutas pero el desplazamiento es el mismo. Por lo tanto la distancia es un escalar, ya que se define completamente con una magnitud y una unidad. Mientras que el desplazamiento es un Vector ya que ocupa aparte de la magnitud y unidad una dirección especifica.
TIPOS DE MOVIMIENTO:
� Rectilíneo: Línea recta. Ejemplo: Una carrera de velocidad para recorrer 100 m planos.
� Circular: Curva circular. Ejemplo: Un carrusel, movimiento de rotación
33
. � Parabólico: Curva parabólica. Ejemplo Recorrida de una pelota de Football. � Irregular: Diferentes direcciones Ejemplo : El agua deslizándose por una montaña, La trayectoria de un chapulín y de una abeja.
� Uniforme rectilíneo: Un móvil realiza un movimiento rectilíneo cuando describe una
trayectoria lineal y su velocidad permanece constante; es decir ni aumenta o disminuye su velocidad
Diferencia entre Velocidad y Rapidez: Se dice que un automóvil tiene una rapidez de 100 Km/h, pero si se conoce la dirección del movimiento, se dice que el auto tiene una velocidad de 100 Km/h hacia el este. Rapidez es un Escalar Velocidad es un Vector
La rapidez se define como la distancia recorrida (d) dividida entre el tiempo empleado en recórrela: Fórmula: Rapidez (r) Distancia = (d) Tiempo = t
r = d t
La velocidad se define como el desplazamiento (d) dividido entre el tiempo empleado en efectuarla ese desplazamiento:
Fórmula: Velocidad (v) Desplazamiento resultante = (d) Tiempo = t
v = d t
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME: Este es el movimiento más simple que puede experimentar un cuerpo y se da cuando se mueve con velocidad constante ( esto es tanto en magnitud y dirección) Para que tenga Velocidad Constante debe recorrer distancias iguales en tiempos iguales. Si además el cuerpo sigue su trayectoria en una línea recta, entonces el movimiento es rectilíneo y uniforme.
34
1. Si una motocicleta se mueve con una rapidez de 126 Km/h, durante 0.20 h.
¿Qué distancia habrá recorrido en ese tiempo?.
2. Un automóvil se mueve a una rapidez de 300 m/s. En cuanto tiempo recorrerá una distancia de 4200m?.
3. Determine la rapidez de un perro que recorre 145 m en 11 segundos. 4. Calcule la velocidad y la rapidez de un auto que recorre 5 km al norte durante 5 minutos
Relacione los términos de la columna A y B, colocando la letra de la columna B en los paréntesis de la columna A, de acuerdo a cada tipo de trayectoria. Un punto cada acierto y no sobran paréntesis.
- Tipo de trayectoria que forma una parábola. ( ) A. Rectilínea - Corresponde a una trayectoria en línea recta. ( ) B. Irregular - Este tipo de trayectoria es la que describe los planetas. ( ) C. Parabólica D. Elíptica - Un ejemplo de esta tipo de trayectoria son Los juegos mecánicos de las fiestas populares. ( ) E. Circular - El vuelo de una mosca es uno de los tantos ejemplos de este tipo de trayectoria. ( )
Indicaciones: A continuación se le presentará una pregunta con cuatro posibles respuestas. Escoja la correcta, marcando con una equis (X) dentro de paréntesis correspondiente.
1. Un atleta costarricense da dos vueltas a una pista de 800 m de longitud en 25 s, la rapidez con que dio las vueltas fue de A) 32 m/s B) 23 m/s C) 46 m/s D) 64 m/s 2. Si desde San José a las playas de Jacó un automóvil recorre por carretera120 km/h, y el recorrido lo hizo en 2 horas y media. ¿Cuál fue la rapidez? A) 48 km/h B) 300 km/h C) 2,5 km/h D) 120 km/h
A B
35
3. Si un estudiante recorre 900 m desde el colegio hasta su casa siguiendo una dirección de este a oeste, en un tiempo de 900 s; podríamos decir que en este trayecto su velocidad en m/s hacia al oeste fue A) 0 B) 0,5 C) 1 D) 900 4. Un barco se desplaza uniformemente hacia el sur durante 50 s, al cabo de los cuales el capitán determina que se han desplazado 2 km. ¿Cuál es la velocidad de ese bote en m/s? A) 40 m/s hacia el sur B) 40 m/s hacia el norte C) 25 m/s hacia el norte D) 25 m/s hacia el sur 5. Luis es un estudiante del Colegio Técnico Profesional de Pococí, él sale de su casa y corre hasta cubrir una distancia total de 2000 m. Cuando regresa observa el reloj y ve que ha transcurrido 20 min. Con la información anterior se puede afirmar que A) la rapidez en m/s fue de 40 B) la velocidad que lleva Luis fue de 40 m/s C) la rapidez fue de 1,67 m/s D) la rapidez fue de 100 m/s 6. Analice los siguientes datos: ¿Cuál es la velocidad con que viaja el carro? A) 125 km/h. B) 5000 km/h. C) 125 km/h al norte. D) 300 km/h al sur. 7. Una lancha del Ministerio de Seguridad, en el mar pacífico realiza un recorrido de 300 m hacia el sur y luego 700 m hacia el este; si todo el recorrido lo hizo en 40 s, la rapidez de la lancha fue A) 10 m/s. B) 25 m/s. C) 1000 m/s. D) 14 500 m/s. 8. Suponga que usted viaja diariamente de su casa a el colegio una distancia de 500 m. Sale a las 7:00 am y regresa a las 2:00 pm. ¿Cuál será el desplazamiento diario en metros en ese viaje? A) 500 B) 0 C) 800 D) 1000
Distancia recorrida por el carro 250 km Dirección = al norte Tiempo del recorrido = 2 horas
36
9. Un avión recorrió 400 km norte y 800 km sur, todo en 3 h. La rapidez del avión para el recorrido total fue de A) 400 km/h B) 800 km/h C) 40 km/h D) 1200 km/h 10. Para que un movimiento sea uniforme, basta que se lleve a cabo con A) rapidez constante B) velocidad constante C) dirección constante D) trayectoria constante 11. La expresión: un carro viaja a 80 m/s al norte corresponde al concepto físico conocido como A) desplazamiento B) trayectoria C) rapidez D) velocidad 12. Solo una de las cuatro afirmaciones que siguen es verdadera. Determine de cuál se trata. A) tanto la rapidez como la velocidad solo tienen magnitud B) la velocidad tiene magnitud y dirección C) la rapidez tiene magnitud y dirección D) la velocidad tiene solo magnitud 13. Basta conocer la rapidez con que un cuerpo se mueve, para determinar A) su velocidad B) su desplazamiento C) la trayectoria del movimiento D) la distancia recorrida en cada unidad de tiempo 14. Si un corredor se desplaza 200 m hacia el sur y luego 75 m hacia el norte, su desplazamiento resultante es A) 125 m B) 275 m C) 125 m, sur D) 275 m, sur 15. Sobre una pista rectilínea, un patinador se desplaza 300 m hacia el oeste y luego 50 m hacia el este. Si ese recorrido lo hizo en 100 s, la velocidad media del patinador fue A) 2,5 m/s B) 2,5 m/s, hacia el oeste C) 3,5 m/s D) 3,5 m/s hacia el oeste
37
Indicaciones: Conteste en forma correcta y breve lo que se le solicita.
1. Anote tres ejemplos de trayectoria A) _________________________________ B) _________________________________ C) _________________________________ 2. Cito dos diferencias entre rapidez media y velocidad media A) ______________________________ B) ______________________________ 3. Mencione dos diferencias entre distancia y desplazamiento A) ___________________________________ B) ___________________________________ 4. Cito tres sistemas de referencia A) _________________________________ B) _________________________________ C) _________________________________
Indicaciones: Realice en forma correcta los siguientes ejercicios utilizando la fórmula de rapidez, velocidad, rapidez media y velocidad media. NO OLVIDE LAS UNIDADES.
PROBLEMAS DE VELOCIDAD, RAPIDEZ, DISTANCIA Y TIEMPO
5. Si una motocicleta se mueve con una rapidez de 126 Km/h, durante 0.20 h. ¿Qué distancia habrá recorrido en ese tiempo?.
6. Un automóvil se mueve a una rapidez de 300 m/s. En cuanto tiempo recorrerá una distancia
de 4200m?. 7. Si un auto se mueve a 90 Km/h hacia el sur con una velocidad constante. ¿Cuál es su
desplazamiento en 10 s ?. ¿ Cual es la distancia recorrida?. 8. Un ciclista tiene una velocidad constante de 11.5 Km/h hacia el norte ¿ En cuanto tiempo recorre 46 Km?. 9. Un señor desea nadar 1 Km, si ha nadado 200m ¿ Cuantos metros le
Faltan para nadar?.
10. Un automóvil se desplaza en una carretera a una rapidez de 80 km/h, Durante 0.5 horas. ¿ Cuál será la distancia que recorre?.
11. El velocímetro le indica a un motoclista que se esta desplazando a 72 Km/h . ¿Cuál es la distancia recorrida si su movimiento fue en línea recta durante 30 minutos?.
12. Un cometa se mueve en el espacio. Si es observado por 10 minutos y recorrió una distancia de 20000 m. ¿ Qué rapidez llevaba el cometa?
38
13. Un aparato se mueve durante 3 horas en dirección oeste. Si se debe arar total de 800 m, con que velocidad se puede arar?
14. Determine la rapidez de un perro que recorre 145 m en 11 segundos. 15. Calcule la velocidad y la rapidez de un auto que recorre 5 km al norte durante 5 minutos
16. ¿Calcule la distancia que recorre una persona si camina durante 4 minutos con una
rapidez de 2.5 m/s?
17. La competencia atlética Sol y Arena consiste en un recorrido de 10 km, sobre la arena de la playa en el hermoso puerto de Puntarenas. En el año 2002, Erick Campos fue el ganador con un tiempo de 30 min 57s. ¿Cuál fue, en m/s, la rapidez media de Erick en esa competencia?
18. Un ciclista se desplaza 120 m al sur y 40 m al norte en forma consecutiva. ¿Cuál es su rapidez media y cuál es su velocidad media? El recorrido total duró 20 s.
19. Un caballo recorre un camino de 200 m, con una rapidez constante de 10 m/s; ¿Cuánto tarda en ese recorrido?
V = D P = m. g g = 9.8 m/s 1N = kg.m/s 1J= N.m T D = V. T W= F.D F= m. a T = D V
PROBLEMAS DE TRABAJO 20. Si se empuja un armario con una fuerza de 230 N y este se desplaza a 2.5 m ¿ Cual será
el trabajo aplicado?.
21. Un obrero requiere levantar un saco de cemento a una altura de 0.50 m. ¿ Que trabajo debe realizar, si el saco de cemento tiene una masa de 50 kg?
22. Una ama de casa desea mover un armario, para mover el armario una distancia 2 m hay que realizar un trabajo de 2 J. ¿ Qué fuerza debe aplicar el ama de casa para mover el armario?.
23. Un caballo es capaz de aplicar una fuerza de 20 N cuando mueve un objeto. Si realiza un
trabajo de 100 J ¿ Cual es valor del desplazamiento que produce el trabajo del caballo?
24. Una estudiante levanta su maletín desde el suelo hasta su escritorio. El maletín pesa 60 N
y la altura del escritorio es de 0.5 m. Calcule el trabajo que realiza la estudiante al levantar el maletín?
39
25. Luis Diego empuja un cajón de libros aplicando una fuerza horizontal de 300 N para trasladarlo a una distancia de 15 m ¿ Calcule el trabajo que realiza el Luis Diego?.
26. Para subir una carrera por una calle, un burro ejerce una fuerza de 500 N. Si el trayecto es
de 90 m. Calcule el trabajo realizado por el burro?
PROBLEMAS DE FUERZA
27. Si un cuerpo experimenta una aceleración de 0.5 m/ s y tiene una masa de y tiene una masa de 1500 g . ¿ Cuál es la fuerza que experimenta expresada en Newtons?.
28. Un camión transporta una carga de azulejos de 1500 kg. Si la aceleración del camión es de
25 m/ s. Calcule la Fuerza con la que el camión transporta la carga.
29. Calcule la fuerza que necesita para producir a un cuerpo de 4 kg una aceleración de 75 m/s.
30. Un auto de 533 Kg es remolcado con una aceleración de 7 m/ s. ¿Cual es la cantidad de
fuerza que se le aplico al automóvil ?.
PROBLEMAS DE PESO
31. Calcule el peso de una roca sobre la superficie lunar, si su masa es de 80 kg y el valor del campo gravitatorio equivale a 1.6 N/kg.
32. Carlos posee una masa de 80Kg ¿Cuál será su peso?
Reflexión y refracción. Cuando una onda alcanza la superficie de separación de dos medios de distinta naturaleza se
producen, en general, dos nuevas ondas, una que retrocede hacia el medio de partida y otra que
atraviesa la superficie límite y se propaga en el segundo medio. El primer fenómeno se denomina
reflexión y el segundo recibe el nombre de refracción.
El fenómeno de la refracción supone un cambio en la velocidad de propagación de la onda,
cambio asociado al paso de un medio a otro de diferente naturaleza o de diferentes propiedades.
Este cambio de velocidad da lugar a un cambio en la dirección del movimiento ondulatorio. Como
consecuencia, la onda refractada sé desvía un cierto ángulo respecto de la incidente.
La refracción se presenta con cierta frecuencia debido a que los medios no son perfectamente
homogéneos, sino que sus propiedades y, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas
en ellos, cambia de un punto a otro. La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado
que su temperatura no es uniforme.
En un día soleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las
altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que
40
en las altas. Ello da lugar a que el sonido, como consecuencia de la refracción, se desvía hacia
arriba. En esta situación la comunicación entre dos personas suficientemente separadas se vería
dificultada. El fenómeno contrario ocurre durante las noches, ya que la Tierra se enfría más
rápidamente que el aire.
La reflexión de la luz
Al igual que la reflexión de las ondas sonoras, la reflexión luminosa es un fenómeno en virtud del
cual la luz al incidir sobre la superficie de los cuerpos cambia de dirección, invirtiéndose el sentido
de su propagación. En cierto modo se podría comparar con el rebote que sufre una bola de billar
cuando es lanzada contra una de las bandas de la mesa.
La visión de los objetos se lleva a cabo precisamente gracias al fenómeno de la reflexión. Un
objeto cualquiera, a menos que no sea una fuente en sí mismo, permanecerá invisible en tanto no
sea iluminado. Los rayos luminosos que provienen de la fuente se reflejan en la superficie del
objeto y revelan al observador los detalles de su forma y su tamaño.
De acuerdo con las características de la superficie reflectora, la reflexión luminosa puede ser
regular o difusa. La reflexión regular tiene lugar cuando la superficie es perfectamente lisa. Un
espejo o una lámina metálica pulimentada reflejan ordenadamente un haz de rayos conservando
la forma del haz. La reflexión difusa se da sobre los cuerpos de superficies más o menos rugosas.
En 2ellas un haz paralelo, al reflejarse, se dispersa orientándose los rayos en direcciones
diferentes. Ésta es la razón por la que un espejo es capaz de reflejar la imagen de otro objeto en
tanto que una piedra, por ejemplo, sólo refleja su propia imagen.
Sobre la base de las observaciones antiguas se establecieron las leyes que rigen el
comportamiento de la luz en la reflexión regular o especular. Se denominan genéricamente leyes
de la reflexión.
Si S es una superficie especular (representada por una línea recta rayada del lado en que no
existe la reflexión), se denomina rayo incidente al que llega a S, rayo reflejado al que emerge de
ella como resultado de la reflexión y punto de incidencia O al punto de corte del rayo incidente con
la superficie S. La recta N, perpendicular a S por el punto de incidencia, se denomina normal.
La refracción de la luz
Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz
cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de
41
distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor
parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.
El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, más o menos débil,
producida en la superficie que limita los dos medios transparentes. El haz, al llegar a esa
superficie límite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y
refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente. Dicho reparto de intensidad
se produce en una proporción que depende de las características de los medios en contacto y del
ángulo de incidencia respecto de la superficie límite. A pesar de esta circunstancia, es posible fijar
la atención únicamente en el fenómeno de la refracción para analizar sus características.
Reflexión de la Luz Refracción de la luz.
CALOR Y TEMPERATURA
42
Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A El calor es lo que
hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si
quitamos calor, la temperatura disminuye. Las temperaturas más altas tienen lugar cuando las
moléculas se están moviendo, vibrando y rotando con mayor energía.
Si tomamos dos objetos que tienen la misma temperatura y los ponemos en contacto, no habrá
transferencia de energía entre ellos porque la energía media de las partículas en cada objeto es la
misma. Pero si la temperatura de uno de los objetos es más ala que la otra, habrá una
transferencia de energía del objeto más caliente al objeto más frío hasta que los dos objetos
alcancen la misma temperatura.
La temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.
A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo este no es el caso. El
calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes.
El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es
una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su
número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por
ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura de
un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía
térmica total.
BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA Y RECOMENDADA Instituto Costarricense de Enseñanza Radiofónica .Térraba. Instituto Costarricense de Enseñanza Radiofónica- Primera edición. Lourdes de Montes de Oca. Costa Rica. Editorial ICER, 2006 Hewitt, Paul. Física Conceptual. Pearson Education. 2004 Hewitt, Paul. Prácticas de Física Conceptual. Pearson Education. 2004 Nieto, Sacramento y otros. La Biblia de las Ciencias Naturales. Editorial LEXUS. Barcelona España. 2005 Wilson, Jerry. Física. Pearson Education. 1996
