guia de fisica 1
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FÍSICA ELEMENTAL “NADA ES ABSOLUTO, TODO ES RELATIVO”
INSTITUCIÓN EDUCATIVA PARROQUIAL
“ANTONIO RAIMONDI”
«Oblatos de San José»
GUÍA DE APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO Nº 01
APELLLIDOS Y NOMBRES:……………………………………………………………………..FECHA: 02/03/2012 DOCENTE: Flores Salazar segundo Daniel Grado: 5toSecundaria.
ASPECTOS PRELIMINARES DE LA FÍSICA
Aprendizajes Esperados:
Identifica conceptos básicos sobre Hombre y ciencia. Método científico. Describe las secuencias del método científico. Analiza información sobre el método científico. Identifica las ramas de la física.
Conocimientos:
1.1Historia de la Física, Hombre y ciencia. Método científico. Concepto de física: objeto y métodos. Ramas de la física. Materia, interacciones, fuerza, inercia, masa.
Actividades de clase:
1.1.1. Dialogan acerca de la física y su interrelación con otras ramas. 1.1.2. Aplican el método científico mediante experiencias sencillas. 1.1.3. Deducen e infieren conceptos básicos de la Física: Materia, interacciones, fuerza,
inercia, masa. 1.1.4. Organizan la información en un organizador visual.
1. HISTORIA DE LA FÍSICA La Física nació como un resultado de la lucha del
hombre contra las condiciones adversas y de la búsqueda
de los utensilios o materiales necesarios para subsistir.
Desde épocas muy remotas los hombres observaron la
naturaleza. Los griegos, herederos de las tradiciones
científicas egipcias y babilonias, son los primeros en
ocuparse sistemáticamente de la Física, y no sólo en
relación con los problemas inmediatos planteados para
la técnica, sino también en el contexto más vasto y
teórico de las concepciones del mundo.
En los comienzos de su desarrollo, la Física se considera
como una ciencia dedicada a estudiar todos los
fenómenos que se producen en la naturaleza. De allí que
muchos años recibió el nombre de Filosofía natural y
aún es éste el nombre con que se la denomina en
lascátedras de
Física Experimental en muchas universidades de Gran
Bretaña (Inglaterra).
En la Edad Mediasu estudio se inicia con AL Hazen,
quién desarrollo la óptica geométrica. Galileo Galilei es el
iniciador de la Física Moderna. En la mecánica establece
fórmulas del movimiento pendular, de los proyectiles,
composición de la luz, velocidad de la luz, del sonido,
defendió la teoría heliocéntrica, etc.
Isaac Newton es la figura cumbre de esta época, descubre
y utiliza el cálculo infinitesimal, expone la ley de la
gravitación universal, explica la descomposición de la luz,
etc.
Por otro lado, a partir del siglo XIX la Física restringió sus
campo, limitándose a estudiar más a fondo un menor
INTRODUCCIÓN:
Vivimos en una era científica, en la que, la prosperidad material del hombre, las comodidades de que puede
disfrutar, lo mismo que su salud y seguridad, dependen en gran parte del desarrollo de la ciencia a través
del estudio extenso y profundo de un fenómeno, guiado por su curiosidad científica.
Por otro lado, el establecimiento de una teoría es totalmente inútil si no se puede comprobar si ésta es
correcta. Por ello es muy importante, dentro del método científico, el paso de la experimentación. El
resultado de toda experiencia está basado en las medidas realizadas mediante el proceso seguido. Por
consiguiente, es fundamental el hecho de medir para poder sacar conclusiones de dicho proceso
experimental.
Por tanto, para poder conocer las leyes naturales es fundamental la medición, y para ello es necesario
establecer las magnitudes a medirse: es por eso que las magnitudes y sistemas de unidades han sido
establecidos con precisión suficiente a lo largo de un periodo de varios siglos, para poder facilitar las
relaciones tecnológicas y científicas.
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FÍSICA ELEMENTAL “NADA ES ABSOLUTO, TODO ES RELATIVO”
número de fenómenos denominados fenómenos físicos,
separándose los demás para formar parte de otras ciencias
naturales. En este siglo se estudia a profundidad la
electricidad; se admite la naturaleza ondulatoria de la luz; se
conceptúa el electrón, el fenómeno fotoeléctrico, se
descubren los rayos X y se inicia el estudio de la
radioactividad.
A comienzos del siglo XX, destacan la teoría de la mecánica
cuántica y la teoría de la relatividad de Einstein; la
obtención y aplicación de la energía nuclear. En 1919 se
descubre la primera reacción nuclear por Rutheford; en
1939 se descubre la ruptura o fisión de uranio; en 1942 se
hace funcionar la primera pila atómica por el científico
Fermi; se realizan las primeras aplicaciones bélicas y al
mismo tiempo se realizan aplicaciones científicas de la
energía nuclear.
Actualmente se están perfeccionando las técnicas
experimentales; destacando los avances realizados en
electrónica, especialmente el nacimiento y desarrollo de la
cibernética; también se realizan exploraciones del espacio,
por medio de satélites artificiales y vuelos espaciales.
Asimismo el descubrimiento de los rayos LASER, que se
aplican en la cibernética, geología, medicina, etc.
2. LA CIENCIA La palabra ciencia proviene del latín Scire, que significa
conocer, por lo tanto la ciencia es el conjunto de
conocimientos que se han ido acumulando a lo largo de la
historia de la humanidad, es el estudio de las leyes que rigen
los diversos aspectos de la naturaleza; el saber; es una
actividad de la inteligencia del hombre; otros la definen
como un método para solucionar problemas o un intento
para buscar explicaciones a los fenómenos naturales.
La ciencia es parte del proceso social de la humanidad y su
método se emplea en cualquier área de investigación y del
conocimiento; a la vez que sus aplicaciones en los procesos
técnicos hacen posible el mejoramiento de las condiciones
de la humanidad.
Una de las características más importantes de la ciencia, es
que sus conclusiones deben estar de acuerdo con la
experiencia, lo que plantea la necesidad de modificar la ley
cuando se ha comprobado que no es totalmente válida. Esto
es, la ciencia no está acabada, ni ha culminado su desarrollo,
la ciencia se encuentra en continuo renacer.
2.1 Hombre y ciencia
Basta mirar a nuestro alrededor para darnos cuenta de cómo
se producen una serie de fenómenos aceptados por la
inmensa mayoría de las personas, sin más explicaciones: los
cuerpos dejados libres en el espacio caen, el rayo de luz se
quiebra al penetrar el agua, la energía del sol llega a la
Tierra, el agua se evapora, etc.
Una de las características más sorprendentes del hombre es
la aceptación de éstos y otros innumerables fenómenos sin
plantearse el porqué de ellos. El hombre acepta con facilidad
todo aquello que le es familiar, sin adoptar una actitud
crítica en su observación. Cualidad fundamental se distingue
al científico, hombre con curiosidad crítica, de aquel que no
lo es.
Sólo el hombre por excelencia, el hombre inteligente de
mente libre, es capaz de hacer avanzar la Ciencia al
observar, no sólo viendo, sino haciéndolo de manera
crítica, planteándose interrogantes, de qué forma
disciplinada y ordenada procurará resolver.
2.2 Método Científico
El método científico es una característica distintiva de la
ciencia, es un conjunto de conocimientos, caminos, formas
o simplemente una manera de trabajar, para observar lo
que nos rodea y buscar explicaciones para los diferentes
fenómenos naturales que conocemos.
En el método científico existe una serie de etapas o fases,
que se inician con la observación y terminan con los
resultados finales o conclusiones. Estas etapas son:
observación, hipótesis, experimentación y
conclusión.
A. Observación.- Es el punto de partida que orienta toda
investigación, donde el científico observa la naturaleza,
describe su estado actual y sus transformaciones,
mediante la atención prestada a los fenómenos, aplicando
los sentidos; para ello debe realizar lo
siguiente:
Percibir el problema con los sentidos.
Hacer observaciones empíricas
conscientes.
Definir con cierta claridad el
problema.
Dar el enunciado del fenómeno
observado.
B. Hipótesis.- Es una respuesta posible para el problema
que se plantea. La hipótesis puede estar de acuerdo con las
afirmaciones, o por lo contrario pude contradecirlas; para
ello, el hombre de ciencia debe realizar lo siguiente:
Reunir información.
Comparar información.
Dar explicaciones posibles.
Seleccionar la explicación más probable.
Formular una o más hipótesis.
C. Experimentación.- Es la comprobación experimental de
la hipótesis, es decir, es la respuesta de la hipótesis para
probar su validez, repitiendo el fenómeno en situaciones
controladas en el laboratorio, proporcionando datos; para
ello se debe realizar lo siguiente:
Diseñar un experimento.
Montar los equipos o materiales.
Manejar instrumentos.
Observar experimentalmente.
Interpretar datos.
D. Ley.- La ley o conclusión, es la evaluación y contrastación
de los datos registrados, que permite generalizar o
formular conclusiones con respecto al problema
planteado, mediante un enunciado general y único
adquirido en la experimentación, deduciendo cualitativa y
cuantitativamente las leyes físicas.
Para cumplir con esta última fase del método científico, el
hombre de ciencia debe realizar lo siguiente:
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Contrastar y cuestionar la hipótesis.
Aceptar o rechazar la hipótesis en los resultados del
experimento.
Expresar la ley mediante un enunciado o una relación
matemática.
En conclusión, el método científico se basa en la observación
de la realidad, la explicación de las observaciones mediante
hipótesis, la comprobación experimental de dichas hipótesis
y la generalización de los resultados, aplicándolos a otros
casos similares.
3.FÍSICA
3.1Concepto de física
La física se esfuerza siempre por
presentar una imagen clara del
mundo que nos rodea; estudia las
interacciones de la materia con la
materia o con la energía. Por
consiguiente:
Etimológicamente Física significa
naturaleza. Por tanto, la Física es la ciencia que estudia las
propiedades de la materia y las leyes que tienden a modificar
su estado o su movimiento sin cambiar su naturaleza.
La enseñanza de la física contribuye intensa y
permanentemente a la formación intelectual de la persona
humana y permite desarrollar una actitud positiva frente a las
realidades de la vida. En consecuencia, se estudia física
porque:
Cultivando nuestros sentidos entenderemos a la naturaleza.
Aplicando sus principios y leyes elevaremos el nivel de vida
de nuestra sociedad.
3.2Objeto de la física
El objetivo fundamental de la física consiste en explicar los
fenómenos naturales que ocurren en la tierra y el universo; a
partir de ella se pueden desprender las predicciones que se
consideren más convenientes. La predicción del
comportamiento de un fenómeno natural, se realiza con la
ayuda de un sistema de leyes que han sido deducidas de la
observación experimental.
Así por ejemplo en el movimiento vertical de un cuerpo que
cae, podemos decir que su velocidad aumenta a medida que
se aproxima al piso, debido a la aceleración de la gravedad y
que el tiempo que demora en caer dependerá de su altura.
Estas predicciones las verificamos mediante un experimento
adecuado, apoyados en las leyes que rigen el movimiento
vertical.
3.3Métodos de la física
La física es una ciencia esencialmente experimental, tal como
lo planteaba Bacón (1 561-1 642). La física hace uso de la
observación y de la hipótesis, emplea la experimentación y
vislumbra la ley que gobierna el fenómeno observado; por
consiguiente hace uso del, método científico.
Este método científico usado desde la época de Galileo
Galilei se expresa de la siguiente manera:
Observación
Razonamiento
Experiencia
= Ley
De todo lo anteriormente dicho, se deduce que la física es
una de las más importantes ramas de la ciencia, que se
basa en la experimentación y la deducción lógica. Su
lenguaje es la matemática.
3.4 Ramas de la física
En el comienzo del desarrollo de las ciencias, nuestros
sentidos constituían el medio que se empleaba en la
observación de los fenómenos que se producen en la
naturaleza. Por ello, el estudio de la física se desarrolló
subdividiéndose en diversas ramas, cada una de las cuales
agruparon fenómenos relacionados con el sentido pon el
cual se percibían. Así, surgieron.
1. La mecánica.- Rama de la física que estudia los
fenómenos relacionados con el movimiento.
2. La termología.- Como su nombre lo indica, esta rama de
la física estudia los fenómenos del calor y los efectos que
produce.
3. La acústica.- Estudia los fenómenos audibles o sonoros
(sonidos); además estudia las propiedades del movimiento
ondulatorio.
4. La óptica.- Es la parte de la física que estudia los
fenómenos relacionados con la luz.
5. La electricidad.- En esta parte de la física se incluyen los
fenómenos eléctricos y magnéticos.
6. La física moderna.- Esta parte abarca el desarrollo
alcanzado por la física durante el siglo XX. Incluye a la
física nuclear y la física sideral.
3.5 Relación de la física con otras ramas
La física es un poderosísimo auxiliar de todas las demás
ciencias experimentales, proporcionándoles innumerables
métodos e instrumentos para la investigación científica.
Así, la física como ciencia tiene relación directa con las
siguientes ciencias.
1. Con la Biología, porque es una ciencia que estudia las
leyes de la vida.
2. Con la Química, porque ambas interactúan activamente
en el conocimiento de los fenómenos químicos y
fisioquímicos.
3. Con la Astronomía, porque es una ciencia que trata de la
posición, movimiento y constitución de los cuerpos
celestes.
4. Con la Geología, porque es una ciencia que tiene por
objeto el estudio de la materia que compone
5. Con la Ingeniería, porque es la aplicación de la ciencia
físico-matemática a la inversión, perfeccionamiento y
utilización de la técnica industrial.
6. Con la Matemática, porque ésta actúa como una ciencia
auxiliar, para demostrar sus leyes y representar
simbólicamente sus fórmulas.
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FÍSICA ELEMENTAL “NADA ES ABSOLUTO, TODO ES RELATIVO”
7. Con la Lógica, porque las leyes son representadas dentro de
fórmulas, las mismas que nacen dentro de un proceso lógico
siguiendo las etapas del método de la física.
4.MATERIA Es todo aquello que existe en forma real, absoluta y objetiva,
goza de innumerables propiedades.
La materia está íntimamente ligada al espacio, movimiento y
tiempo, de tal forma de que cada uno de ellos se puede definir
sólo por la existencia de la materia, así por ejemplo para
determinar el movimiento de un auto, es indispensable la
presencia material de un punto de referencia en base al cual
cambia la posición, así mismo en este caso es factible
determinar el tiempo en que demora y el espacio que recorre
dicho auto, entre dos puntos dados.
4.1 Interacciones
Es una propiedad de la materia, mediante al cual se produce
una acción mutua entre dos o más cuerpos materiales.
En general todos los cuerpos materiales interactúan entre sí,
ya sea a través de presiones (empujes), atracciones,
repulsiones, etc., así por ejemplo en el siguiente diagrama se
muestra el peso de una persona mediante una balanza de
resorte, donde se observa las siguientes interacciones:
La fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre la persona
(F), determinando así el peso de dicha persona.
Las tensiones que se ejercen en los cables o cuerdas que
unen la balanza.
Por otra parte se dan interacciones en el interior de la
balanza (engranajes, resortes)
4.2 Fuerza
Es la medida interactiva de las interacciones.
Por sentido común sabemos que la fuerza es la acción que un
cuerpo ejerce sobre otro, siendo los efectos de esta acción el
cambio de forma, el cambio de velocidad (aceleración), etc.
4.3 Inercia
Es una propiedad de la materia en la que todo cuerpo material
se opone al cambio de velocidad de modo que la inercia se
vence bajo la acción de una fuerza. Así por ejemplo, una roca
sobre el piso, se encuentra en una posición de inercia y ésta
posición de inercia y ésta posición no variará si es que no se
aplica una fuerza.
4.4 Masa
Es la medida cuantitativa de la inercia, es decir
que midiendo la inercia de un cuerpo, podemos
medir su masa. La masa y la inercia son
proporcionales, o sea que a mayor masa le
corresponde mayor inercia.
4.5 Mecánica
Es la parte de la física que estudia los fenómenos
relacionados con el movimiento y las fuerzas que
lo originan. La mecánica se divide en dos partes.
a) Mecánica de los cuerpos sólidos: Estática, Cinemática y
Dinámica.
b) Mecánica de los fluidos: Estática de los fluidos y
Dinámica de los fluidos.
ACTIVIDADES
Lee atentamente las preguntas y responda correctamente.
1) Elaborar un organizador visual de la información
obtenida en la guía de aprendizaje.
2) La Física es:
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______________________________________
El término griego Physis significa:
____________________________________
3) La experimentación involucra: a) Teoría y conocimientos b) Sólo experimentos o prácticas c) Solamente teoría d) Teoría y práctica
4) Completa correctamente de acuerdo a las ramas de la Física:
a. Se encarga de estudiar la naturaleza del sonido y cómo se propaga éste.
b. Estudia lo relacionado con los imanes y las fuerzas que estos producen.
c. Se encarga de estudiar el origen de la electricidad.
d. Se encarga de estudiar las leyes de equilibrio.
e. Estudia las ondas electromagnéticas.
5) Fueron los primeros en decir que la materia está
constituida por átomos.
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EN CASA
sfsfsfsfs
6) Elabora una ficha biográfica de los sabios o científicos que han destacado por su aporte en el avance de la Física: Arquímedes, Copérnico, Newton y Einstein.
7) Ingresa a la dirección http://icarito.latercera.cl/icarito/2001/843/pag1.htm y realiza un esquema de los aportes de los cuatro astrónomos que fueron los responsables de interpretar el movimiento de los cuerpos celestes, convirtiéndose en los más famosos físicos de la historia.
8) Además del electrón, el protón, el neutrón y el fotón, se han descubierto muchas otras partículas fundamentales. Investiga y sólo nombra algunas de ellas.
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9) Investiga, que es el sistema heliocéntrico y que científico dio esa teoría.
10) ¿Cuál es nombre del científico que dio la teoría general y especial de la Relatividad? ___________________________________________________________________________