1. las leyes de kepler aria - super zona...
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1. LAS LEYES DE KEPLER
Antes de que se redactaran las leyes de Kepler hubo otros científicos como Claudio
Ptolomeo, Nicolás Copérnico y Tycho Brahe cuyas principales contribuciones al
avance de la ciencia estuvieron en haber conseguido medidas muy precisas de las
posiciones de los planetas y de las estrellas. Kepler, que fue discípulo de Tycho
Brahe, aprovechó todas estas mediciones para poder formular su tercera ley.
Kepler logró describir el movimiento de los planetas. Utilizó los conocimientos
matemáticos de su época para encontrar relaciones entre los datos de las
observaciones astronómicas obtenidas por Tycho Brahe y con ellos logró componer
un modelo heliocéntrico del universo. Comenzó trabajando con el modelo
tradicional del cosmos, planteando trayectorias excéntricas y movimientos en
epiciclos, pero encontró que los datos de las observaciones lo situaban fuera del
esquema que había establecido Copérnico, lo que lo llevó a concluir que los
planetas no describían una órbita circular alrededor del Sol. Ensayó otras formas
para las órbitas y encontró que los planetas describen órbitas elípticas, las cuales
tienen al Sol en uno de sus focos. Analizando los datos de Brahe, Kepler también
descubrió que la velocidad de los planetas no es constante, sino que el radio
vector que une al Sol (situado en uno de los focos de la trayectoria elíptica) con un
planeta determinado, describe áreas iguales en tiempos iguales. En consecuencia,
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Qué vamos a aprender: Comprender el movimiento regular de los cuerpos del
sistema solar.
Materiales: Libro de Física 2, libreta, bolígrafos, hojas en blanco y colores.
Te explico
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la velocidad de los planetas es mayor cuando están próximos al Sol (perihelio) que
cuando se mueven por las zonas más alejadas (afelio). Esto da origen a las tres
Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Las leyes de Kepler representan una descripción cinemática del sistema solar.
Primera Ley de Kepler: Todos los planetas se mueven alrededor del Sol
siguiendo órbitas elípticas. El Sol está en uno de los focos de la elipse.
Segunda Ley de Kepler: Los planetas se mueven con velocidad areolar
constante. Es decir, el vector posición r de cada planeta con respecto al Sol barre
áreas iguales en tiempos iguales.
Tercera Ley de Kepler: Se cumple que para todos los planetas, la razón entre el
periodo de revolución al cuadrado y el semieje mayor de la elipse al cubo se
mantiene constante.
El estudio de Newton de las leyes de Kepler condujo a su formulación de la ley de
la gravitación universal.
Para aprender más
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Leer de la pág. 84 a 87 del libro de Física 2.
Resuelve el cuestionario:
1. ¿Qué modelo propusieron Eudoxo y Calipto?
2. ¿Qué modelo propuso Claudio Ptolomeo? Y Esquematiza dicho modelo.
3. ¿Fue el primer astrónomo en considerar un modelo en el que los planetas
giran alrededor del sol?
4. ¿Cómo se le llamo al modelo que propuso Nicolás Copérnico?
5. Enuncia cada una de las leyes de Kepler:
Rellene los círculos si observa que su hijo(a) logró lo siguiente:
o Comprendió Las leyes de Kepler.
o Pudo contestar por completo el cuestionario.
Manos a la obra
Repaso y practico
Lo que aprendí
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a 2. LA ENERGIA Y SU MANIFESTACIÓN
La energía ha constituido una pieza clave para el desarrollo de la humanidad. El
hombre, desde el principio de su existencia, ha necesitado la energía para
sobrevivir y avanzar. Pero ¿qué es la energía y por qué tiene tanta importancia?
La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir
cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. Es decir, el concepto de energía se
define como la capacidad de hacer funcionar las cosas.
La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el joule (J), en
honor al físico inglés James Prescott Joule.
Tipos de energía
La energía se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo así diferentes
denominaciones según las acciones y los cambios que puede provocar.
Energía mecánica
La energía mecánica es aquella relacionada tanto con la posición como con el
movimiento de los cuerpos y, por tanto, involucra a las distintas energías que tiene
un objetivo en movimiento, como son la energía cinética y la potencial.
La energía potencial hace referencia a la posición que ocupa una masa en el
espacio.
La energía cinética por su parte se manifiesta cuando los cuerpos se mueven y
está asociada a la velocidad.
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Qué vamos a aprender: Conocer los tipos de energía y la conservación de la
energía mecánica.
Materiales: Libro de Física 2, libreta, bolígrafos, hojas en blanco y colores.
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Energía interna
La energía interna se manifiesta a partir de la temperatura. Cuanto más caliente
esté un cuerpo, más energía interna tendrá.
Energía eléctrica
Cuando dos puntos tienen una diferencia de potencial y se conectan a través de un
conductor eléctrico se genera lo que conocemos como energía eléctrica,
relacionada con la corriente eléctrica.
Energía térmica
Se asocia con la cantidad de energía que pasa de un cuerpo caliente a otro más
frío manifestándose mediante el calor.
Energía electromagnética
Esta energía se atribuye a la presencia de un campo electromagnético, generado a
partir del movimiento de partículas eléctricas y magnéticas moviéndose y oscilando
a la vez. Son lo que conocemos como ondas electromagnéticas, que se propagan a
través del espacio y se trasladan a la velocidad de la luz.
El Sol es un ejemplo de ondas electromagnéticas que se pueden manifestar como
luz, radiación infrarroja y también ondas de radio.
Energía química
La energía química se manifiesta en determinadas reacciones químicas en las que
se forman o rompen enlaces químicos. El carbón, el gas natural o el
funcionamiento de las baterías son algunos ejemplos del uso de esta energía.
La energía nuclear
La energía nuclear es la que se genera al interactuar los átomos entre sí. Puede
liberarse a través de su rotura, lo que se conoce como fisión, o de su unión, lo que
se denomina fusión.
Propiedades de la energía
La energía tiene 4 propiedades básicas:
Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma y es durante esta
transformación cuando se manifiestan las diferentes formas de energía.
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Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca
puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se
mantiene. La energía no se destruye.
Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o
trabajo.
Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir
trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no
deseadas).
Para aprender más
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Leer de la pág. 100 a 109 del libro de Física 2.
Realizar la actividad del apartado “reflexiona” de la pág. 101.
Realizar la actividad del apartado “calcula” de la pág. 105, aplicando la
fórmula: 𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ (ten en cuenta que la aceleración de la gravedad, se
trata de un incremento de velocidad experimentado por un cuerpo que se
encuentra en caída libre, manteniendo la constante de g = 9.8m/s²).
Resuelve el cuestionario:
1. ¿Qué es la energía?
2. ¿Qué es la energía mecánica?
3. ¿Qué es la energía cinética?
4. ¿Cuál es la ley de la conservación de la energía?
Rellene los círculos si observa que su hijo(a) logró lo siguiente:
o Comprendió cada uno de los tipos de energía.
o Realizo ambas actividades de los apartados mencionados.
o Pudo contestar por completo el cuestionario.
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a 3. LOS MODELOS EN LA CIENCIA
Un modelo es una construcción imaginaria de un objeto o un proceso que se
elabora para explicar, entender, describir y/o analizar algún aspecto de la realidad
a partir de teorías y leyes en vigencia. De esta forma un modelo es elaborado para
comprender una parte de la realidad.
PROPIEDADES DESEADAS EN LOS MODELOS
• REALISMO: el grado en el que la estructura del modelo se corresponde con el
mundo real.
• PRECISIÓN: cuánto se acercan las predicciones del modelo (output) a lo
observado en el mundo real.
• GENERALIDAD: el número de situaciones o sistemas a los cuáles aplica el modelo
MALOS USOS DE LOS MODELOS
Un modelo es una herramienta, y puede usarse incorrectamente. Los usos de los
modelos dependen del grado de conocimiento existente y de la calidad de los
datos obtenidos El uso de los modelos en condiciones inapropiadas puede conducir
a conclusiones terriblemente erróneas y puede ser difícil (sobre todo si la
matemática es compleja) saber cuándo nos hemos desviado de la realidad,
creando el error.
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Qué vamos a aprender: Describir las características del modelo de partículas,
comprender los fenómenos de la naturaleza a partir de modelos.
Materiales: Libro de Física 2, libreta, bolígrafos, hojas en blanco y colores.
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TIPOS DE MODELOS
Modelos Mentales: Los modelos mentales son representaciones construidas por
nosotros para dar cuenta de una situación. Son los precursores de las conocidas
“ideas previas” Son inestables, al ser generados en el momento y descartados
cuando ya no son necesarios, cognitivamente serían modelos de trabajo
desechables.
Modelos Materiales: Son los modelos mentales expresados a través de un lenguaje
específico, como el de la química, u objetos en dos o tres dimensiones como
maquetas (modelos moleculares)
Los modelos científicos son representaciones simplificadas de la realidad, de
manera que resulta más fácil comprenderla. Pero además, los modelos permiten
realizar predicciones de acontecimientos que no han sido observados aún. Modelos
científicos
Ejemplos de modelos científicos:
Modelo de PTOLOMEO Tierra centro del universo.
Modelo de COPERNICO Sol centro del universo.
Los modelos de ciencia escolar: son mediadores en la enseñanza de conocimiento
de ciencia escolar.
Los modelos matemáticos: son aquellas ecuaciones construidas para describir
precisamente la porción del mundo que se está modelando. Los modelos
matemáticos constituyen las leyes que son la manera más común, pero no la
única, de explicar en la tradición científica.
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Para aprender más
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Leer de la pág. 110 a 113 del libro de Física 2.
Representa por medio de un dibujo la caída libre de los cuerpos de Galileo.
Realiza una investigación detallada del científico Galileo Galilei.
Resuelve el cuestionario:
1. De lo que leíste ¿para qué sirven los modelos?
2. ¿Qué es un modelo?
3. ¿Qué es abstracción en física?
Rellene los círculos si observa que su hijo(a) logró lo siguiente:
o Comprendió que es un modelo.
o Realizó el dibujo de “caída libre de los cuerpos de Galileo”.
o Realizó la investigación de Galileo Galilei.
o Pudo contestar por completo el cuestionario.
Manos a la obra
Repaso y practico
Lo que aprendí
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a 4. IDEAS EN LA HISTORIA EN TORNO A
LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA
La materia es cualquier cosa que tenga masa y volumen. En otras palabras, la
materia es aquello que ocupa un lugar, como por ejemplo: el agua, el aire, la
madera, las estrellas, los seres vivos, etcétera.
En general la materia se trata como si fuera una unidad indivisible con unas
propiedades físicas y químicas propias.
Estas propiedades son la masa, el volumen y la densidad entre otras.
Aunque la materia se pueda estudiar como una unidad indivisible, también puede
ser que sea una mezcla de distintas sustancias. Si por ejemplo juntamos agua con
aceite en un recipiente, podemos obtener el volumen y la masa de esta mezcla.
El modelo cinético molecular de las partículas trata de explicar la composición de la
materia. Conociendo las características de su composición se puede entender el
comportamiento frente a algunos fenómenos, como por ejemplo: porqué se
congela el agua con el frío o porqué se parten las nueces usando el cascanueces.
Este modelo se basa en tres principios:
1) La materia está formada por partículas muy pequeñas difíciles de ver.
2) Estas partículas no paran de moverse.
90 min
Qué vamos a aprender: Comprender y conocer la historia del modelo cinético
de partículas.
Materiales: Libro de Física 2, libreta, bolígrafos, hojas en blanco, colores, guayaba,
frasco transparente y tinta china o de zapato.
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3) Entre partícula y partícula no hay nada.
Por tanto las partículas son susceptibles a cambios externos como la presión y la
temperatura. Aquí va una pequeña explicación de estos fenómenos:
Presión de los gases:
Las pequeñas partículas que componen la materia están en continuo movimiento
con una cierta velocidad y esto hace que la fuerza que se le ha de dar a un cuerpo
para que tenga algún efecto sea una u otra. La densidad también está relacionada
con la presión.
Difusión:
Las partículas de dos sustancias se pueden mezclar entre ellas rellenando los
huecos que había vacíos, dejando otros huecos. Este hecho incide en el
movimiento de las partículas.
Dilatación:
La dilatación es el cambio de volumen de un cuerpo cuando la temperatura varía.
Cuando ésta se da en un gas, aumenta la energía cinética, es decir, aumenta el
movimiento de las partículas y por lo tanto, aumenta también su presión. La
movilidad de las partículas en un cuerpo sólido es menor por lo que al entrar en
calor, aumenta su movilidad y empieza a deformar su volumen.
Estados de la materia:
La materia puede tener tres estados: gaseoso, líquido y sólido. El agua es una de
las pocas sustancias que se pueden encontrar en los tres estados (vapor, agua y
hielo).
Cambios de estado:
Básicamente el cambio de un estado a otro se da por la bajada o la subida de
temperatura del cuerpo. Si se sacan los cubitos de hielo del congelador se
empiezan a derretir, y si el líquido lo ponemos a hervir se evaporará.
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Leer de la pág. 114 a 121 del libro de Física 2.
Realiza en hojas en blanco los dibujos de la página 116 y 117 “El desarrollo
del modelo cinético de partículas.
Realiza los experimentos de la página 118 (difusión de un gas) y 120
(difusión en líquidos).
Resuelve el cuestionario:
1. ¿De qué está hecha la materia?
2. Científicos que aplicaron a los gases el modelo cinético de partículas.
3. ¿Cuál fue la aportación de Albert Einstein en 1905?
Para aprender más
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Repaso y practico
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Rellene los círculos si observa que su hijo(a) logró lo siguiente:
o Comprendió que es un modelo.
o Realizo en hojas en blanco los dibujos de la página 116 y 117 “El
desarrollo del modelo cinético de partículas.
o Realizó los experimentos de la página 118 (difusión de un gas) y 120
(difusión en líquidos).
o Pudo contestar por completo el cuestionario.
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a 5. CAMBIOS DE ESTADO DE LA
MATERIA Y EL MODELO CINETICO
La materia es cualquier cosa que tenga masa y volumen. En otras palabras, la
materia es aquello que ocupa un lugar, como por ejemplo: el agua, el aire, la
madera, las estrellas, los seres vivos, etcétera.
En general la materia se trata como si fuera una unidad indivisible con unas
propiedades físicas y químicas propias.
Estas propiedades son la masa, el volumen y la densidad entre otras.
Aunque la materia se pueda estudiar como una unidad indivisible, también puede
ser que sea una mezcla de distintas sustancias. Si por ejemplo juntamos agua con
aceite en un recipiente, podemos obtener el volumen y la masa de esta mezcla.
En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia
entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición.
Los tres estados más estudiados y comunes en la Tierra son el sólido, el líquido y
el gaseoso; no obstante, el estado de agregación más común, es el plasma,
material del que están compuestas las estrellas.
Los tipos de cambio de estado
Son los procesos en los que un estado de la materia cambia a otro manteniendo
una semejanza en su composición. A continuación se describen los diferentes
cambios de estado o transformaciones de fase de la materia:
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Qué vamos a aprender: Conocer cuáles son los estados de la materia y estudiar sus propiedades.
Materiales: Libro de Física 2, libreta,
bolígrafos, dos botellas de plástico y dos globos.
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Fusión: Es el paso de un sólido al estado líquido por medio del calor; durante este
proceso endotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este
cambio) hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de
fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es
particular para cada sustancia. Dichas moléculas se moverán en una forma
independiente, transformándose en un líquido. Un ejemplo podría ser un hielo
derritiéndose, pues pasa de estado sólido al líquido.
Esto ocurre porque en la fase sólida las moléculas se mantienen unidas formando
una estructura cristalina rígida, de tal manera que la sustancia tiene una forma y
volumen definidos.
Solidificación: Es el paso de un líquido a sólido por medio del enfriamiento; el
proceso es exotérmico. El "punto de solidificación" o de congelación es la
temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el
cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible);
su valor es también específico.
Vaporización y ebullición: Son los procesos físicos en los que un líquido pasa a
estado gaseoso. Si se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido
iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión al continuar calentando el
líquido, este absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea
en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que
la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible
aumentar la temperatura del gas.
Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia
que se pasa de forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la
vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera
directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del
estado líquido a sólido se denomina solidificación.
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Sublimación: Es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia
sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Un ejemplo clásico de
sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.
Deposición o sublimación inversa: Es el paso directo del estado gaseoso al
estado sólido.
Ionización: Es el cambio de un gas a plasma.
Desionización: Es el cambio de un plasma a gas.
Es importante hacer notar que en todas las transformaciones de fase de las
sustancias, éstas no se transforman en otras sustancias, solo cambia su estado
físico.
Los cambios de estado están divididos generalmente en dos tipos: progresivos y
regresivos.
Cambios progresivos: Vaporización, fusión y sublimación progresiva.
Cambios regresivos: Condensación, solidificación y sublimación regresiva
El modelo cinético molecular de las partículas trata de explicar la composición
de la materia. Conociendo las características de su composición se puede entender
el comportamiento frente a algunos fenómenos, como por ejemplo: porqué se
congela el agua con el frío o porqué se parten las nueces usando el cascanueces.
Este modelo se basa en tres principios:
1) La materia está formada por partículas muy pequeñas difíciles de ver.
2) Estas partículas no paran de moverse.
3) Entre partícula y partícula no hay nada.
Por tanto las partículas son susceptibles a cambios externos como la presión y la
temperatura.
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Leer de la pág. 122 a 129 del libro de Física 2.
Realiza el experimento de la pág. 123, “¿El aire tiene volumen?”.
Realiza el experimento de la pág. 124, “La densidad”.
Investiga los estados de la materia, descríbelos cada uno de ellos y da un
ejemplo de cada uno.
Para aprender más
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Resuelve el crucigrama:
Referencias
Horizontales
3) Estado de la materia que es muy compresible.
5) Característica macroscópica de la materia, el sólido la tiene definida o fija.
6) Estado de la materia que tiene un volumen fijo, pero su forma depende del
recipiente que lo contenga.
7) Es por lo que están formados todos los cuerpos, ocupa un lugar en el espacio y
tiene masa.
8) Se denomina cuarto estado de la materia.
9) Característica de los estados de la materia relacionada con la variación del
volumen.
Verticales
1) Instrumento para medir volumen.
2) Estado de la materia que tiene forma y volumen constante (no varían).
4) Característica macroscópica que no está definida en el estado gaseoso, pero es
fija en el estado líquido.
Repaso y practico
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Rellene los círculos si observa que su hijo(a) logró lo siguiente:
o Realizó los dos experimentos mencionados "¿El aire tiene volumen?"
y "La densidad".
o Investigó los estados de la materia y describió cada uno de ellos.
o Pudo realizar el crucigrama con éxito
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a 6. TEMPERATURA Y EQUILIBRIO
TERMICO
La diferencia entre calor y temperatura radica en que el calor se define como el
movimiento o intercambio de energía entre cuerpos, mientras que la temperatura
es la medida de la agitación de las moléculas de un cuerpo.
La relación entre calor y temperatura es que para que la temperatura de un cuerpo
cambie debe haber una transferencia de calor.
Calor Temperatura
Definición Transferencia de energía de
un cuerpo a otro.
Medida de la energía cinética de las
moléculas de un material.
Unidades Joule
Calorías
Celsius
Kelvin
Farenheit
Instrumento
de medición
Calorímetro Termómetro
Ejemplos Una cuchara caliente
transfiere calor al agua fría
de una taza.
La temperatura del agua al hervir
es igual a 100ºC.
La temperatura del cuerpo
humano es en promedio 37ºC.
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Qué vamos a aprender: El alumno conocerá el concepto de temperatura y
equilibrio. Y la diferencia entre calor y temperatura.
Materiales: Libro de Física 2, libreta, bolígrafos, hojas en blanco y una regla.
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¿Qué es el calor?
La definición de calor en física es la transferencia de energía térmica que fluye de
un cuerpo con mayor temperatura a otro de menor temperatura. El equilibrio
térmico se alcanza cuando la temperatura entre ambos cuerpos es la misma. En
física no existe tal concepto como “la cantidad de calor de un cuerpo”.
¿Qué es la temperatura?
La temperatura es la magnitud física que mide la energía cinética de las moléculas
y el estado térmico de un cuerpo. Esto es, mientras más caliente esté el cuerpo,
mayor es su agitación molecular, por el contrario, cuanto más frío esté el cuerpo,
menor es su agitación molecular.
En física, se llama equilibrio térmico al estado en que dos cuerpos en contacto,
o separados por una superficie conductora, igualan sus temperaturas inicialmente
dispares, debido a la transferencia de calor de uno hacia el otro.
Si tenemos dos objetos en contacto, uno más caliente que otro, a medida que el
tiempo transcurra ambos tenderán a alcanzar la misma temperatura y, si no hay
transferencia de calor hacia otros objetos, en adelante mantendrán un equilibrio
térmico, o sea, una temperatura constante.
Para aprender más
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Leer de la pág. 130 a 139 del libro de Física 2.
Dibujar los diferentes tipos de termómetros.
Realiza el experimento: Los sentidos y la temperatura de la pág. 131
(realizar con mucho cuidado y precaución).
Realiza la investigación de los siguientes científicos:
- Anders Celsius - Daniel Gabriel Fahrenheit - William Thompson Kelvin
Resuelve el cuestionario:
1. ¿Qué es temperatura?
2. ¿Qué es calor?
3. ¿Qué es equilibrio térmico?
4. ¿Qué instrumento se utiliza para medir la temperatura?
Rellene los círculos si observa que su hijo(a) logró lo siguiente:
o Entendió la diferencia de calor y temperatura.
o Realizó los dibujos de los diferentes tipos de termómetros.
o Realizó el experimento “Los sentidos y la temperatura” de la pág. 131
o Realizó la investigación de los siguientes científicos mencionados.
o Pudo contestar por completo el cuestionario.
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Repaso y practico
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