PLAN GENERAL FÍSICA
CUENTOS
Las Fuerzas De Energía
LA ENERGÍA EN EL INSTITUTO
Había una vez en un instituto de Madrid un niño que le gustaba mucho la energía. El se llamaba Mario y tenia 13 años y el estaba en el instituto dando clase de Tecnología y le habían pedido que saliera a la pizarra que le iba a preguntar oralmente una pregunta de la energía, el cómo le gustaba mucho salió a la pizarra. El profesor le pregunto que cuales eran las formas de la energía y el cómo se lo sabía tan bien le contesto que las formas eran la energía mecánica, química, eléctrica y otra formas de energía, el profesor se quedo alobado como se lo sabía y le puso un positivo.
Cuando acabo la clase le pregunto que como se lo sabía también y él le dijo que era lo que más le gustaba y entonces el profesor le dijo que para la semana que viene en el palacio de congreso de Madrid había un concurso de de cuentos de energía y entonces él se fue corriendo a su casa para empezar a hacer la historia.
Cuando llego a su casa empezó:
Había una vez un niño que se fue de excursión con su instituto a ver centrales de energía entonces el niño fue a ves una central hidráulica, una nuclear, una térmica y eólica. Cuando estuvieron allí le enseñaron como se transformaba la energía le dijeron que las pilas, la energía química se transforma en eléctrica, que la energía metabólica del chico se convertía en la energía cinética y mas tipos de transformaciones.
Después se montaron en el autobús otra vez y los llevaron a una minas unas de cielo abierto y otras subterráneas la de cielo abierto fue mejor porque estaba más cerca de la superficie, pero la subterránea fue peor porque era más profunda y había que ir andando y se aburrían le mostraron los tipos de minerales que se llamaban Turba, Lignito, Hulla y Antracita habían mas pero esas son las que le enseñaron. Cuando llegaron a clase la profesora le enseñaron las fuentes de energía no renovable y las renovables.
Después al otro día los llevaron a ver maquinas térmicas le dijeron que habían motores de combustión externa como las maquinas de vapor y las turbinas; Motores de combustión interna como motores de explosión motores, motor Diésel, y el turbo reactor y volvieron a el instituto.
Entonces el niño cuando acabo el cuento se puso a ponerle colores y imágenes era un cuento divertido y muy real el niño como lo cambio al cuento poniéndole colores a las a las letras y lo imprimió en una hoja muy buena para que saliera bien.
Todos los concursante y el ultimo fue el. Cuando lo A el niño le faltaban dos días para que se tuviera que presentara al concurso. Cuando llego el día el niño se fue a la taquilla para entregar su cuento y intentar ganar. A la hora siguiente por el megáfono decían los nombres de los que pasaban a la final entonces empezaron a decir nombres, solo podían pasar 15 y empezar a decir nombre y cuan dijeron a el numero 8 le dijeron Mario¡¡¡¡ el contento se puso a bailar contento y se dirigió a taquilla para que le dieran el numero para leerlo en el estrado lo leyó y los del jurados se quedaron inmóviles, no se creían que lo había hecho por qué solo tiene 13 años y los que participaban tenían entre 17 a 20 años y él era el peque entonces dijeron los 3 primeros para que el jurado dijeron quien iba a quedar primero, segundo y tercero. La presentadora dijo que los tres concursantes que eligiera el jurado podían ganar el premio que eran 300$ y un libro de un escritor famoso que trataba de la historia de la energía, de las transformaciones, de las fuentes de energía y esas cosas. La presentadora dijo el nombre de los tres concursantes. El primero que pasa a la final es Juanma Rodríguez, el publico grito y dio muchos aplausos el segundo fue Román Martínez y el tercero Mario Ribero entonces el salió al escenario y sus familia gritaba contenta entonces la presentadora los puso a los tres concursantes en fila y dijo el tercero es Juanma Rodríguez entonces solo quedaba Mario y Román y la presentadora dijo el ganador es Mario Ribero entonces el niño empezó a saltar y saludo a su compañero como un buen competidor le dieron el cheque de 300$ y un libro de la energía y sostenibilidad, y de sorpresa le iban a regalar un viaje a una central nuclear con todo pagado con 2 acompañantes el padre y la madre y los 300$ se los iba a gastar en comprar materiales para estudiar en su casa.
Cuando al otro día fue al colegio todos le aplaudieron y él se emocionó.
Había una vez en un instituto de Madrid un niño que le gustaba mucho la energía. El se llamaba Mario y tenia 13 años y el estaba en el instituto dando clase de Tecnología y le habían pedido que saliera a la pizarra que le iba a preguntar oralmente una pregunta de la energía, el cómo le gustaba mucho salió a la pizarra. El profesor le pregunto que cuales eran las formas de la energía y el cómo se lo sabía tan bien le contesto que las formas eran la energía mecánica, química, eléctrica y otra formas de energía, el profesor se quedo alobado como se lo sabía y le puso un positivo.
Cuando acabo la clase le pregunto que como se lo sabía también y él le dijo que era lo que más le gustaba y entonces el profesor le dijo que para la semana que viene en el palacio de congreso de Madrid había un concurso de de cuentos de energía y entonces él se fue corriendo a su casa para empezar a hacer la historia.
Cuando llego a su casa empezó:
Había una vez un niño que se fue de excursión con su instituto a ver centrales de energía entonces el niño fue a ves una central hidráulica, una nuclear, una térmica y eólica. Cuando estuvieron allí le enseñaron como se transformaba la energía le dijeron que las pilas, la energía química se transforma en eléctrica, que la energía metabólica del chico se convertía en la energía cinética y mas tipos de transformaciones.
Después se montaron en el autobús otra vez y los llevaron a una minas unas de cielo abierto y otras subterráneas la de cielo abierto fue mejor porque estaba más cerca de la superficie, pero la subterránea fue peor porque era más profunda y había que ir andando y se aburrían le mostraron los tipos de minerales que se llamaban Turba, Lignito, Hulla y Antracita habían mas pero esas son las que le enseñaron. Cuando llegaron a clase la profesora le enseñaron las fuentes de energía no renovable y las renovables.
Después al otro día los llevaron a ver maquinas térmicas le dijeron que habían motores de combustión externa como las maquinas de vapor y las turbinas; Motores de combustión interna como motores de explosión motores, motor Diésel, y el turbo reactor y volvieron a el instituto.
Entonces el niño cuando acabo el cuento se puso a ponerle colores y imágenes era un cuento divertido y muy real el niño como lo cambio al cuento poniéndole colores a las a las letras y lo imprimió en una hoja muy buena para que saliera bien.
Todos los concursante y el ultimo fue el. Cuando lo A el niño le faltaban dos días para que se tuviera que presentara al concurso. Cuando llego el día el niño se fue a la taquilla para entregar su cuento y intentar ganar. A la hora siguiente por el megáfono decían los nombres de los que pasaban a la final entonces empezaron a decir nombres, solo podían pasar 15 y empezar a decir nombre y cuan dijeron a el numero 8 le dijeron Mario¡¡¡¡ el contento se puso a bailar contento y se dirigió a taquilla para que le dieran el numero para leerlo en el estrado lo leyó y los del jurados se quedaron inmóviles, no se creían que lo había hecho por qué solo tiene 13 años y los que participaban tenían entre 17 a 20 años y él era el peque entonces dijeron los 3 primeros para que el jurado dijeron quien iba a quedar primero, segundo y tercero. La presentadora dijo que los tres concursantes que eligiera el jurado podían ganar el premio que eran 300$ y un libro de un escritor famoso que trataba de la historia de la energía, de las transformaciones, de las fuentes de energía y esas cosas. La presentadora dijo el nombre de los tres concursantes. El primero que pasa a la final es Juanma Rodríguez, el publico grito y dio muchos aplausos el segundo fue Román Martínez y el tercero Mario Ribero entonces el salió al escenario y sus familia gritaba contenta entonces la presentadora los puso a los tres concursantes en fila y dijo el tercero es Juanma Rodríguez entonces solo quedaba Mario y Román y la presentadora dijo el ganador es Mario Ribero entonces el niño empezó a saltar y saludo a su compañero como un buen competidor le dieron el cheque de 300$ y un libro de la energía y sostenibilidad, y de sorpresa le iban a regalar un viaje a una central nuclear con todo pagado con 2 acompañantes el padre y la madre y los 300$ se los iba a gastar en comprar materiales para estudiar en su casa.
Cuando al otro día fue al colegio todos le aplaudieron y él se emocionó.
Thales De Mileto
De La Tierra A La Luna - Julio Verne
Guías
Sexto
TEMAS: ENERGÍA, FUENTES DE ENERGÍA Y ALGO DE
IDEAS PREVIAS
1
QUE ENTIENDE POR ENERGÍA Y QUE TIPOS DE ENERGÍA OBSERVA EXPLIQUELOS
2 EXPLIQUE PORQUE EL PETROLEO ES UNA FUENTE DE
3
QUE ENTIENDE POR
AFIANZA TUS CONOCIMIENTOS
A) LEER Y SACAR LAS IDEAS
PRINCIPALES
ENERGÍA,
TIPOS DE ENERGÍA Y FUENTES DE
La energía
En
cualquier proceso del medio ambiente y también en los que se desarrollan dentro
de nuestro cuerpo está presente la energía.
La
energía es necesaria para realizar muchas cosas. Para caminar, jugar, correr o
estudiar se necesita energía, que se obtiene de los alimentos.
Es
muy difícil definir qué es la energía, pero podemos decir que es una fuerza que
nos permite realizar cualquier acción. Podríamos decir también que la energía
es la capacidad para producir trabajo.
Cuando
se realiza un trabajo se necesita energía, pero también del trabajo se genera
energía:
Para
que un automóvil camine, requiere energía; el movimiento que se realiza en el
motor es un trabajo, mientras que la energía que lo hace funcionar proviene de
la gasolina. Entonces, cuando el coche camina, está realizando un trabajo.
Como
resultado de ese trabajo, se produce calor: el calor es otra forma de energía,
llamada energía calorífica.
Si se
revisara con más detalle el ejemplo del coche, se observará que además de que
el motor se calienta, también las llantas se mueven; se pueden encender las
luces y faros; se desplazan los limpiaparabrisas para limpiar el vidrio,
etcétera.
Estos
ejemplos sirven para señalar que la energía se puede transformar de una forma a
otra.
Las
transformaciones que sufre la energía son muy útiles para hacer funcionar
aparatos en la casa, en la escuela y en las industrias.
De
igual manera, en los seres vivos la energía química que proviene de los
alimentos se transforma para producir movimiento, calor e incluso sonido.
Cuando
una persona habla, canta o silba, se manifiesta un tipo de energía llamada
energía sonora o acústica.
Aunque
la energía puede transformarse de un tipo a otro, no puede destruirse;
como lo señala la ley de la conservación de la materia y la energía, que dice:
"la materia y la energía no se crean ni se destruyen, sólo se
transforman".
Los
seres humanos y los animales pueden realizar cualquier trabajo gracias a la
energía que se encuentra almacenada en los alimentos que consumen; esta energía
proviene a su vez de la energía luminosa del Sol, que captan las plantas y la
convierten en sustancias nutritivas.
La
energía que tienen los cuerpos está relacionada con la materia; la materia
puede transformarse en energía y a su vez la energía en materia. Por ejemplo,
al caminar o desplazarnos se genera energía cinética, es decir, la energía de
los cuerpos en movimiento.
Las
personas han aprendido a utilizar diferentes fuentes de energía para llevar a
cabo sus labores.
Existen
muchos tipos de energía: la solar, la eléctrica, la luminosa, la eólica, la
hidráulica, etcétera.
ENERGÍA
SOLAR
Es la
que produce el Sol; se manifiesta como luz o calor. La energía solar es la
principal fuente natural de energía y es indispensable para que los seres vivos
realicen sus funciones vitales, como la fotosíntesis, responsable de que las
plantas elaboren sus alimentos y que produzcan oxígeno.
ENERGÍA
QUÍMICA
Proviene
de la transformación de unas sustancias en otras. Los alimentos y los
combustibles son las principales fuentes de esta forma de energía.
ENERGÍA
LUMINOSA
Es la
que se manifiesta como luz; proviene de fuentes naturales como el Sol, o de
fuentes artificiales, como las lámparas.
La
energía luminosa también se origina cuando se quema un material y su energía
calorífica (del calor) se convierte en luz.
La
energía luminosa y la calorífica están muy relacionadas, pues siempre que se
obtiene luz se genera calor.
ENERGÍA
TÉRMICA O CALORÍFICA
Al
igual que en la energía luminosa, la fuente principal de energía calorífica es
el Sol, cuya manifestación energética es el calor.
Muchos
fenómenos naturales, como la evaporación del agua, se deben a la acción de este
tipo de energía. Además del Sol, la fricción o la combustión de una sustancia
química también producen energía térmica.
La
energía calorífica es el resultado de otras transformaciones de energía; por
ejemplo, si se hace un ejercicio pesado, la energía almacenada en el cuerpo se
transforma en energía cinética (de movimiento) y calorífica. Esto mismo ocurre
cuando se golpea un clavo con un martillo: al golpearlo las moléculas que
forman al objeto se mueven a mayor velocidad y producen calor.
Si se
prende una fogata, la energía almacenada en la madera se transforma en luz y
calor.
Algunas
máquinas, como las de vapor que tenían los trenes antiguos, utilizaban una gran
caldera; en ella se depositaba el combustible y la energía calorífica se
transformaba en energía de movimiento.
ENERGÍA
ELÉCTRICA
Es
aquella que produce electricidad. En la actualidad, la energía eléctrica es
indispensable para realizar labores domésticas o industriales; sirve para hacer
funcionar muchas máquinas y aparatos, y ya existen vehículos que aprovechan
esta energía para desplazarse.
Algunas
fuentes de energía eléctrica pueden ser: una pila, una batería o un generador.
La
electricidad también puede transformarse en energía calorífica o luminosa.
ENERGÍA
EÓLICA
Es la
que se obtiene de la acción del viento.
Desde hace
muchos años el hombre ha aprendido a usar la energía del viento para mover los
molinos y los barcos de vela.
Actualmente,
esta energía se sigue aprovechando para producir electricidad, para la
navegación o para sacar agua del subsuelo.
ENERGÍA
HIDRÁULICA
Este
tipo de energía es la que produce el agua en movimiento.
Sirve
para producir electricidad, haciendo pasar el agua por unos tubos muy grandes
que se conectan a unas ruedas llamadas turbinas, que al girar liberan energía
que pasa a un generador y de allí a las torres de electricidad.
También
las calderas de las máquinas de vapor aprovechan la energía del agua. Cuando
hierve el agua en una olla tapada, el vapor que sale es capaz de levantar la
tapa. Del mismo modo funcionan las calderas, que son depósitos cerrados en los
que hierve el agua produciendo mucho vapor: éste se libera con tal fuerza que
es capaz de mover las máquinas.
Renovables o agotables
Las fuentes de energía
se pueden dividir en dos grandes subgrupos: permanentes (renovables) y
temporales (agotables). En principio, las fuentes permanentes son las que
tienen origen solar, de hechos todos sabemos
B) OBSERVA EL SIGUIENTE VÍDEO EN INTERNET
C) En la tabla siguiente TABLA proporcionamos información sobre las fuentes
de energía primaria que se utilizan actualmente.
Completa las dos últimas columnas, marcando con una
cruz la casilla correspondiente. ¿Renovable o Agotable?
Tabla fuentes de energía (energía primaria)
Fuentes
|
Característica
|
R
|
A
|
Energía fósil
|
Los combustibles fósiles se pueden utilizar en
forma sólida (carbón)o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres
vivos que vivieron hace millones de años. En el caso del carbón se trata de
bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petróleo y el gas natural de
grandes masas de plancton marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos
casos la materia orgánica se descompuso parcialmente por falta de oxígeno, de
forma que quedaron almacenadas moléculas con enlaces de alta energía.
|
||
Energía
hidráulica
|
La energía potencial acumulada en los saltos de
agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales
hidroeléctricas aprovechan energía de los ríos para poner en funcionamiento
unas turbinas que arrastran un generador eléctrico.
|
||
Energía de la biomasa
 |
La biomasa, desde el punto de vista energético,
se considera como el conjunto de la materia orgánica, de origen vegetal o
animal, que es susceptible de ser utilizada con finalidades energéticas.
Incluye también los materiales procedentes de la transformación natural o
artificial de la materia orgánica.
|
||
Energía solar
 |
La captación de la radiación solar sirve tanto
para transformar la energía solar en calor (térmica), como para generar
electricidad (fotovoltaica).
|
||
Energía geotérmica
 |
Parte del calor interno de la Tierra (5.000ºC)
llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la
superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de
ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para
calentar.
|
||
Energía nuclear
|
El núcleo atómico de elementos pesados como el
uranio, puede ser desintegrado (fisión nuclear) y liberar energía radiante y
cinética. Las centrales termonucleares aprovechan esta energía para producir
electricidad mediante turbinas de vapor de agua.
|
||
Energía gravitacional
|
La atracción del Sol y la Luna que origina las
mareas puede ser aprovechada para generar electricidad.
|
R=renovable; A=agotable
ASTRONOMÍA
Estudiar las galaxias y la composición química de las estrellas puede no
ser considerada un área de investigación prioritaria para el desarrollo del
país, pues con eso es difícil alimentar a la población. En Astrofísica resulta
complicado asegurar que los proyectos tienen alguna influencia directa en la
sociedad, porque la Astronomía se
ubica en otro nivel. Sin embargo, el asunto es más filosófico y profundo, relacionado con la necesidad del
ser humano de conocer sus orígenes: de dónde viene y cuál es su sitio en
el universo.
Entender cómo se constituyó la Tierra, que este planeta forma parte de un sistema más complejo, el cual a su vez integra una galaxia inmensa es uno de los objetivos del Laboratorio de Astronomía y Física Teórica (LAFT) de la Facultad Experimental de Ciencias (FEC).
Insertados en el eje de Ciencias del Espacio del
Centro de Modelado Científico (CMC), sus investigadores desarrollan
disciplinas científicas encargadas del estudio del origen y destino del
universo, de los cuerpos celestes, sus movimientos y los fenómenos ligados a
ellos. Tratan de consolidar en la
FEC el área de la Astronomía, debido a que existen áreas de la ciencia más
atractivas y fáciles de desarrollar.
“El
desarrollo de un país lo mides con el número de científicos”, recalca la
profesora Jeannette Stock, coordinadora del laboratorio, para quien el estudio
de la Astronomía es tan importante como cualquier otro.
Hace más de 17 años comenzaron a trabajar como
unidad académica y fueron evolucionando hasta convertirse en laboratorio. En
ese tiempo se han concentrado en diversas áreas de la Astronomía: en
astrometría, por ejemplo, han estudiado las coordenadas y movimientos de los
objetos en el cielo; con espectrocopia estelar, analizan la luz de las
estrellas para obtener información sobre las fuentes de luz que lo producen,
saber la edad de las galaxias y la composición química de los objetos que las
forman con el fin de conocer la evolución del universo.
El origen del universo
El origen del universo
Sobre la formación del universo, la investigadora
Stock está de acuerdo con la teoría más aceptada: la del “big bang”, según la cual todo comenzó
con una gran explosión y que las estructuras se han ido formando de manera
jerárquica, primero la energía y las estructuras muy pequeñas, luego partículas
elementales, después elementos más pesados y progresivamente estructuras
complejas.
“No tengo ningún inconveniente en creer que existe
un ser superior, un Dios que lo hizo todo y en creer que el universo ha
evolucionado como lo ha hecho”, afirma en su condición de cristiana y científica.
Sigue los pasos de su padre, Jürgen Stock
–astrónomo reconocido y fundador de la astronomía moderna en Venezuela–, según
quien los tiempos de Dios no tienen por qué ser los mismos tiempos de la
actualidad: “La Biblia es un libro escrito en un lenguaje bastante metafórico;
dice que Dios creó al mundo en 7 días, no tienen que ser iguales a los días
humanos y pueden corresponderse con las etapas de la evolución en el planeta,
las llamadas eras geológicas, donde al final apareció el hombre”.
De acuerdo con la investigadora, hay que esforzarse
un poco para entender, si todo comenzó con una gran explosión, alguien tuvo que
haber puesto todo lo que estaba antes allí y después se crearon las leyes de la
Física con la intención de comprender todo el proceso.
Por otra parte, la profesora Neyda Áñez explica que
los aportes hechos en Astronomía se basan principalmente en investigación y
desarrollo de artículos, conferencias y material de extensión: “Tratamos de dar a conocer la astronomía, y
que la gente entienda su importancia, pues no vivimos solos en el universo,
sino estamos dentro de un entorno que afecta a este planeta”.
Esta investigadora ha trabajado con propagación de
ondas en el medio interestelar y física solar: se trata de estudios del sol,
pues lo que le pasa a ese astro afecta el clima de la Tierra. Asimismo con
fractales en el medio interestelar, la astronomía vista desde un punto clásico
que trata de conseguir información sobre estos medios.
Cree difícil ver la relación directa de la
Astronomía con una aplicación a la comunidad; no obstante, reconoce que la
tecnología y los procesos físicomatemáticos usados en esas investigaciones
sirven para aplicarlos en otros contextos distintos a la Astrofísica. Es decir,
el conocimiento desarrollado por ellos no es directamente aplicable a la
comunidad, pero sí en otros procesos.
Astronomía a las comunidades
Astronomía a las comunidades
En el área de Astronomía, el Laboratorio de
Astronomía y Física Teórica tiene convenios con la Fundación Centro de
Investigaciones de Astronomía “Francisco J. Duarte” (Cida)
–donde hay 4 estudiantes de Física que hacen pasantías relacionadas con la
Astrofísica– en Mérida y la Universidad Complutense de Madrid.
La tarea de divulgación figura como una de las
prioridades para los investigadores, porque en la medida que se propaga su
conocimiento se cambia la percepción de la Astronomía como ciencia elitesca, en
el sentido de que solo aquellas personas intelectualmente más dotadas podían
entender algo tan exótico como la Astrofísica.
Ojo: Astrología no es Astronomía Muy lejos del trabajo hecho en Astronomía está la Astrología. La científica Stock no la considera como una ciencia porque no encaja ese concepto con sus actividades. “Muchas veces las personas por ignorancia se quedan con lo que les dice el astrólogo. Hay gente que no sale de su casa si no lee el horóscopo, si no ve al fulano en la televisión. No es culpa de las personas sino que nadie se ha encargado de mostrarles los astros desde otro punto de vista. Por eso queremos llevarla a un nivel al alcance de todos los ciudadanos. No se trata de luchar contra la Astrología, sino de dar elementos de juicio para entender que mi destino no está regido por la posición de las estrellas o si me visto de azul y rojo”, sentencia Stock. |
“En otros
países la enseñanza de la Astronomía forma parte de los sistemas de educación
básica, como parte de la cultura del ser humano. Aquí en Venezuela no es
el caso, pero nosotros ponemos nuestro granito de arena para hacerla más
común”, explica la profesora Stock.
Por ejemplo, tienen una alianza con los grupos
aficionados a la Astronomía de la ciudad y una vez al mes se reúnen en la
Vereda del Lago para hacer una noche de observación pública. Facilitan los
telescopios y la gente puede ir de manera gratuita a observar el espacio. Ven
con agrado que cada vez se va uniendo más gente.
De igual manera, una vez al mes organizan charlas
en la Biblioteca Pública del Estado (BPZ) en las que explican
algunos de los elementos que forman el universo. También en el área de
Autodesarrollo de la FEC hay una cátedra relacionada con Astronomía.
Sienten que han cumplido su objetivo en cuanto a
crear una cultura mínima en Astronomía, pues se nota en las personas que van a
la Vereda del Lago una percepción distinta y mejor entendimiento de cómo
funciona el sistema.
¿Vida en otros planetas?
Cuando se quiere hablar de vida más allá de la
terrestre se deben tener en cuenta 2 cosas: si se refiere a cualquier forma de
vida o a vida inteligente como la conocida en la Tierra. Asegura Stock que no
pueden cerrarse a una respuesta negativa porque resultaría egoísta si se toma
en cuenta que somos nada en este universo tan grande.
“En lo personal no puedo afirmar ni negar que
exista vida en otros lados porque nunca he tenido evidencia ni de uno ni de
otro. Cada vez se descubren más planetas girando alrededor de nuevas estrellas,
hasta ahora ninguno de ellos exactamente con las mismas condiciones que la
Tierra, y eso limita la posibilidad de que se desarrolle vida como la que se
conoce en la tierra, pero existen otras formas de vida que pueden resistir
condiciones físicas extremas distintas a las terrestres”, afirma la científica.
TALLER
I.
Realiza el mapa mental de tema
anterior aplicando lo visto en tecnología
De energía
De astronomía
II.
Explica cómo se aplica la
energía en: un carro en un velero, en una bombilla
III.
Mira una película que hable o
trate de algún tema de astronomía y explicala.
IV.
Realiza los siguientes
laboratorios en tu cuaderno durante la clase que la docente diga.
BIBLIOGRAFIA
·
http://astropanama.org/tierra1.html
·
recursostic.educacion.es/.../La_energía:_Tipos_y_Fuentes_de_energía
·
univerde.consorciouniverde.org/guia-energia/
OCTAVO
TEMA:
FUERZA, TIPOS DE FUERZA, LEYES DE NEWTON, GRAVITACIÓN UNIVERSAL Y CALOR Y TEMPERATURA
IDEAS PREVIAS
1
CUANDO UN JOVEN SE ENCUENTRA DE PIE APLICA FUERZA
2
QUE LE SUCEDE A LOS CUERPOS CUANDO SON EXPUESTOS A ALTAS TEMPERATURAS
3
QUE SABE DE ISAAC NEWTON Y CUALES FUERON SUS APORTES A LA CIENCIA
AFIANZA TUS CONOCIMIENTOS
1. FUERZA Y TIPOS DE FUERZA
Fuerza es una acción capaz de poner
un cuerpo en movimiento, de cambiar el movimiento de un cuerpo y de deformar un
cuerpo. Una fuerza es compuesta por los siguientes elementos:
-
punto de aplicación: es la parte del cuerpo donde la fuerza actúa directamente.
-
sentido: es la orientación que posee la fuerza en la dirección (izquierda,
derecha, arriba, abajo)
-
dirección: es la línea de actuación de la fuerza (horizontal, vertical,
diagonal)
-
intensidad: es el calor de la fuerza aplicada.
Aquella magnitud vectorial mediante la que se puede poner en movimiento un cuerpo, deformarlo o modificar su velocidad se la conoce bajo en nombre fuerza. Esta es capaz de transformar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo y se la mide en newtons (N).
Los aparatos utilizados para medir
la intensidad de la fuerza son los dinamómetros. La intensidad de la fuerza
puede ser medida en kilogramo-fuerza o en Newton. El kilogramo-fuerza (kgf)
mide la intensidad de la fuerza de gravedad que actúa en 1 kg de masa del
cuerpo en determinadas condiciones: a 45° de latitud y en el nivel del
mar. En la práctica, 1 kgf es igual al peso de un litro de agua. El newton (N)
es la unidad de fuerza del Sistema Internacional de Unidades.
La relación entre kilogramo-fuerza
y newton es: kgf = 9.8 N.
Sistemas de fuerzas es la junción
de dos o más fuerzas actuando sobre un mismo cuerpo. La fuerza que produce el
mismo efecto que todas las demás juntas es la fuerza que llamamos resultante.
a)fuerzas de misma dirección y
mismos sentidos: la intensidad de la resultante es igual a la suma de las
intensidades de las fuerzas componentes; la dirección y el sentido siguen los
mismos.
b)fuerzas de misma dirección y
sentidos opuestos: la intensidad es igual a la diferencia entre las
intensidades de las fuerzas componentes; la dirección es la misma y el sentido
es el de la mayor fuerza componente.
c)fuerzas actuando en direcciones
distintas: cuando dos fuerzas actúan en el mismo punto, forman un ángulo entre
ellas, determinamos la resultante dibujando un paralelogramo de fuerzas donde
la resultante es la diagonal. Las fuerzas son representadas en una escala de
1cm/10N. Cuando existen más de dos fuerzas, calculamos primero de dos de ellas,
la resultante calculamos con la tercera, la resultante de esa calculamos con la
cuarta, y así por adelante. La última resultante encontrada es la resultante de
que representa el sistema.
d)cuando las fuerzas son paralelas
y en sentidos distintos, la resultante es la diferencia de las fuerzas y posee
el sentido de la mayor suma de fuerzas. Cuando el sentido también es el mismo,
la resultante es la suma de las fuerzas.
La estática es una parte de la
mecánica que estudia las fuerzas que actúan en los cuerpos en reposo y parte
del principio de efectuar la combinación (composición) de fuerzas, de la misma
forma como se hace con las velocidades. Consideremos las fuerzas P1 y P2
y la resultante de ellas R , todas actuando sobre un punto material en reposo.
Para que el punto materia
permanezca en equilibrio es necesario que una tercera fuerza, P3 actúe sobre
él, y que posea el mismo modulo y dirección, pero el sentido contrario al de R.
Ese es el procedimiento básico de la estática y que puede ser utilizado en el
análisis de estructuras más complejas.
Tenga un puente de peso P (que
actúe en su centro de masa, en dirección vertical y en sentido para abajo) y
las fuerzas R1 y R2 de reacciones de los estribos (apoyos) actuando en la
vertical, con sentido para arriba. Para que el puente permanezca en equilibrio,
es necesario que R1 + R2 = P.
Máquinas son aparatos que
transmiten la acción de una fuerza para hacer más fácil realizar un trabajo.
Las maquinas pueden ser simples (palanca, roldana, cuña, tornillo) o complejas,
maquinas que son compuestas por varias maquinas simples. Ej: máquina de coser,
licuadora, lavadoras, etc.
·
. Palanca
En una barra que puede girar
alrededor de un punto de apoyo. Las palancas poseen los siguientes elementos:
punto de apoyo, que es el punto donde la palanca se apoya para realizar un
trabajo; potencia, que es la fuerza aplicada a la palanca para moverla;
resistencia, es la fuerza que necesita ser vencida; brazo de potencia, es la
distancia desde el punto de apoyo hasta el punto de aplicación de la potencia;
y el brazo de resistencia que es la distancia entre el punto de apoyo hasta el
punto de aplicación de la resistencia.
Existen palancas interfijas
(alicate, tijera ) donde el pinto de apoyo está ubicado entre la potencia y la
resistencia. Palancas inter potentes, como la pinza, donde la potencia está
ubicada entre el punto de apoyo y resistencia; y palancas inter resistentes (
carretilla, cascanueces) donde la resistencia queda entre el punto de apoyo y
la potencia.
·
roldanas o poleas:
La roldana es una rueda que posee
un surco, por donde pasa una cuerda o corriente, que la hace girar alrededor de
su eje. Su utilización se resume al hecho de que ella hace cambiar el sentido
en el cual se aplica la fuerza: cuando levantamos un cuerpo con la ayuda de una
roldana fija, ejerciendo fuerza para abajo, hecho que facilita la acción.
Las roldanas móviles, por otro
lado, van inter conectadas a una roldana fija y se mueven junto con la carga,
pues sus ejes no son fijos. Ellos corren sobre las cuerdas y poseen la gran
ventaja de reducir la fuerza de la acción a ser aplicada. Luego, la correcta
combinación de roldanas móviles permítenos levantar pesos cada vez mayores
utilizando la misma fuerza.
Existen distintos tipos de fuerzas, algunos de ellos son:
Fuerza elástica: es la que logran ejercer los resortes
que, fuera de su posición normal, es decir, cuando están comprimidos o
estirados y logran ejercer fuerza, ya sea empujando o tironeando un cuerpo.
Fuerza de rozamiento: es la fuerza de contacto que surge cuando un cuerpo es deslizado
sobre una superficie y se opone a este movimiento. Dentro de esta fuerza
encontramos dos tipos: las dinámicas y las estáticas. La fuerza estática
establece la fuerza mínima que se precisa para mover un cuerpo. Esta fuerza es
equivalente a la fuerza que se necesite para mover un cuerpo, aunque en sentido
contrario. La fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo es la de
rozamiento dinámico.
Fuerza normal: es aquella que ejerce una superficie cuando reacciona ante un
cuerpo que se desliza sobre ella.
Fuerza gravitatoria: es aquella fuerza de atracción que surge entre dos cuerpos. Esta
fuerza está condicionada por la distancia y masa de ambos cuerpos y disminuye
al cuadrado a medida que se incrementa la distancia.
Dentro de este tipo de fuerza se encuentra el peso que es la fuerza gravitatoria
que se ejerce por la aceleración del planeta, ya sea la Tierra o cualquier
otro. Esta fuerza gravitatoria depende de la distancia y la gravedad en la que
se encuentre el cuerpo. El par de reacción del peso se encuentra en el planeta.
Fuerza electromagnética: es la que repercute sobre aquellos cuerpos que se encuentran
eléctricamente cargado. Está presente en las transformaciones químicas y
físicas tanto de átomos como de moléculas.
Interacción nuclear fuerte: es la que logra mantener los componentes de los núcleos atómicos
unidos. Actúa entre dos nucleones, neutrones o protones de forma indistinta y
tiene mayor intensidad que la electromagnética.
2. LEYES DE NEWTON
La primera ley de Newton, conocida también
como Ley de inercia, nos
dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá
indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el
estado de reposo, que equivale a velocidad cero).
Como sabemos, el movimiento es relativo,
es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así,
para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el
pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén
de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se
necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.
La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de
referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos
sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no
actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
La Segunda
ley de Newton
se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la
fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que
adquiere dicho cuerpo .
La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo , de manera que podemos
expresar la relación de la siguiente manera :
F=ma
Tanto la fuerza como la aceleración
son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección
y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:
F = ma
La unidad de fuerza en el Sistema
Internacional es
el Newton y se representa por N . Un Newton es la fuerza que hay que
ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una
aceleración de 1 m /s2 , o sea,
1 N = 1 Kg · 1 m/s2
La expresión de la Segunda ley de
Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la
masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es
válida la relación F = m · a .
La tercera ley , también conocida como Principio
de acción y reacción nos
dice que si un cuerpo A ejerce una acción
sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido
contrario .
Esto
es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo,
cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos.
La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.
Cuando
estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en
sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre
nosotros, aunque no haga el intento de
empujarnos a nosotros .
Hay
que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y
sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actúan
sobre cuerpos distintos
1. GRAVITACIÓN UNIVERSAL
La
Luna gira alrededor de la Tierra. Como su tamaño no parece que cambie, su
distancia será aproximadamente la misma y por lo tanto su órbita deberá
parecer un círculo. Para mantener a la Luna moviéndose en ese círculo antes
que deambular por ahí, la Tierra deberá ejercer una atracción sobre la Luna.
Newton llamó a esa fuerza de atracción la gravedad.
¿Es la misma
que atrae todos los objetos hacia abajo?Supuestamente la anterior pregunta se le ocurrió a Newton cuando vio a una manzana caer del árbol. John Conduitt, asistente de Newton en la real moneda y marido de su sobrina, dijo esto sobre el asunto cuando escribió sobre la vida de Newton: |
En
el año 1666 se retiró de nuevo de Cambridge ... con su madre en Lincolnshire
y mientras estaba meditando en un huerto cayó en la cuenta de que el poder de
la gravedad (que hizo caer a una manzana desde el árbol al suelo) no estaba
limitada a una cierta distancia de la Tierra, sino que su poder debía
extenderse mucho más de lo que habitualmente se pensaba. ¿Por qué no tan
arriba como a la Luna?, reflexionaba, y si así fuese, que influenciara su
movimiento y quizá la retuviera en su órbita, con lo cual él caía en calcular
cual sería el efecto de esa suposición ...
(
Keesing, R.G., La historia del manzano de Newton, Contemporary Physics, 39, 377-91,
1998)
|
| Si esa era la misma fuerza, entonces debería
existir una conexión entre la forma como caen los objetos
y el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra, es decir, su distancia y
periodo orbital. El periodo
orbital que conocemos es el
mes lunar, corregido por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol, que
también afecta al tramo de tiempo entre una "luna nueva" y la
siguiente. La distancia fue estimada anteriormente en la
antigua Grecia, vea aquí y aquí . Para calcular la fuerza de gravedad sobre la Luna, se debe conocer que débil es a la distancia de la Luna. Newton mostró que si la gravedad a la distancia R era proporcional a 1/R2 ("inverso del cuadrado de la distancia"), la aceleración g medida en la superficie de la Tierra debería predecir correctamente el periodo orbital de la Luna. Newton fue más allá y propuso que la gravedad es una fuerza "universal" y que la gravedad del Sol mantenía a los planetas en sus órbitas. Fue capaz de mostrar que las leyes de Kepler eran consecuencia natural de la "ley de los inversos cuadrados" y hoy todos los cálculos de las órbitas de los planetas y satélites siguen su huellas. Hoy en día los estudiantes que deducen las leyes de Kepler de la "ley de los inversos-cuadrados" usan el cálculo diferencial, una herramienta matemática en cuya creación Newton tuvo una gran participación. Es interesante, sin embargo, que en la demostración que Newton publicó no usaba el cálculo, saino que dependía de propiedades complejas de las elipses y de otras secciones cónicas. Richard Feynman, físico independiente ganador del Premio Nobel, volvió a deducir esa demostración (como hicieron algunos predecesores distinguidos). Vea la referencia al final de la sección. Aquí volveremos a desandar los cálculos, que enlazan la gravedad observada sobre la Tierra con el movimiento de la Luna a través del cielo, dos observaciones aparentemente inconexas. Si quiere comprobar los cálculos, necesitará una calculadora de mano. Asumimos que la órbita de la Luna es un círculo, y que la atracción de la Tierra se dirige siempre hacia el centro de la Tierra. Haga a REser el radio medio de la Tierra, (estimado por Eratóstenes)
fRE=
6 371 km
La distancia R a la Luna está a unos 60 RE.
Si la masa m sobre la Tierra es atraída por una
fuerza mg, y como lo
asevera la "ley del inverso cuadrado" de Newton, luego la
atracción sobre masas iguales a la distancia de la Luna será 602 = 3600 veces menor e igualará
mg/3600
Si m es la masa de la Luna, cual es
la fuerza que mantiene a la Luna en su órbita. Si la órbita es un círculo,
como R = 60 RE su
longitud será
2 π R =
120 π RE
Suponga que el tiempo necesario para
recorrer una órbita es de T segundos. La velocidad v del movimiento es
v =
distancia/tiempo = 120 π RE/T
(Por favor, observe que: la gravedad no es la que proporciona a la Luna su velocidad. La velocidad
que tiene la Luna fue adquirida probablemente cuando se creó. Pero la
gravedad impide que la Luna se aleje y la confina en una órbita.)
La fuerza centrípeta que mantiene a la Luna en su órbita debe,
por consiguiente, ser igual a
mv2/R
= mv2/(60 RE)
y si la gravedad de la Tierra suministra
esa fuerza, entonces
mg/3600
= mv2/(60 RE)
dividiendo ambos lados por m y luego
multiplicándolos por 60 lo simplifica a
g/60 = v2/RE = (120 π RE)2/(T2 RE)
Anule un factor de RE , multiplicando ambos lados por 60 T2 y dividiéndolos por g nos da
T2 = (864 000 π2 RE)/g = 864 000 RE (π2/g)
De manera providencial, en las unidades
usamos g ~ 9.81 que es muy parecido a π2 ~ 9.87. De tal forma que el término
en paréntesis es cercano a 1 y puede eliminarse. Esto nos deja (los dos
paréntesis están multiplicados)
T2 = (864 000) (6 371 000)
Con una calculadora manual es fácil
encontrar las raíces cuadradas de dos términos. Tenemos (con una precisión de
4 cifras)
864 000 =
(929.5)2 6 371 000 = (2524)2
Luego
T ≅ (929.5)
(2524) = 2 346 058 segundos
Para obtener T en días dividimos por 86400,
el número de segundos en un día, para obtener
T = 27.153 días
muy cercano al valor aceptado de
T =
27.3217 días
Newton vio correctamente esto
como una confirmación de la "ley del inverso cuadrado". Más de un
siglo después, en 1796, su compatriota Henry
Cavendish midió realmente
en el laboratorio la débil atracción gravitacional entre muestras de
material. Un siglo después de esto (como ya se ha dicho) el físico húngaro
Lorand Eötvös mejoró grandemente la precisión de estas medidas.
TALLER
1. REALIZA UN
DINAMOMETRO CASERO
2. RALIZA UN MAPA
MENTAL PARA EXPLICAR EL TEMA DE LEYES DE NEWTON
3. REALIZA UN
ESCRITO PARA EXPLICAR LA LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL
4. OBSERVA EL VÍDEO DE CALOR Y TEMPERATURA, TOMA APUNTES Y EN GRUPOS DE 3 REALIZA UN MAPA
CONCEPTUAL DE ESTE TEMA Y EXPLICALO EN EL SALÓN DE CLASE.
Ley de Gravitación Universal de Newton refiere a las características de la interacción gravitatoria, una de las Fuerzas fundamentales de la naturaleza.
1.Suponga que la masa del Sol fuese cuatro veces mayor de lo que es. Si la masa de la Tierra no cambia, la fuerza de interacción gravitatoria entre ambos sería:
a) Dos veces mayor b) La mitad c) Cuatro veces mayor d) Cuatro veces menor e) Dieciséis veces mayor Justifique la opción elegida  2 Suponga ahora que, como en el planteo anterior, la masa del Sol fuese cuatro veces mayor y que la masa de la Tierra se mantuviese igual. En estas condiciones ¿Cuánto debería cambiar la distancia para que la fuerza de atracción se mantuviese igual? (no olvide justificar su elección) a) Aumentar cuatro veces b) Disminuir cuatro veces c) Aumentar dos veces d) Disminuir dos veces) Dieciséis veces menor 
3. CALOR Y TEMPERATURA
VER EL
SIGUIENTE VIDEO:
TOMAR APUNTES.
BIBLIOGRAFIA · http://www.tiposde.org/ciencias-naturales/30-tipos-de-fuerza/#ixzz30KNPoDo8 · iegonzalo-fisica11mariaavila.blogspot.com/2009/.../tipos-de-fuerza_09.h... · materiayenergia.webnode.es › Inicio › La fuerza · es.scribd.com/doc/12384501/Marco-Teorico-Leyes-de-Newton |
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