INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA
Vida de una estrella
Una estrella comienza la vida como una masa de gas, relativamente fría y grande, parte de una nebulosa como la gran nebulosa de Orión . Como la gravedad hace que se contraiga el gas, su temperatura aumenta, haciéndose tan elevada que provoca una reacción nuclear en sus átomos. El brillo de una estrella de secuencia principal se debe a la energía producida en la fusión de los núcleos de hidrógeno para formar núcleos de helio. Se cree que la fase de secuencia principal de una estrella de tamaño medio dura 10.000 millones de años (se considera que nuestro sol tiene 5.000 millones de años). Finalmente el suministro de energía se acaba. Las estrellas del tamaño del Sol acaban su vida como enanas blancas, que son extremadamente pequeñas, densas y cálidas. Las estrellas mayores acaban en explosiones espectaculares llamadas supernovas, causadas por el choque violento de las estrellas. (A la derecha, una supernova en la Gran Nube de Magallanes). La estrella que muere emite en pocos segundos más energía que el Sol en millones de años.
A través de la actividad científica, es posible conocer con detalle el mundo que nos rodea. Desde la antigüedad el hombre se ha formulado preguntas acerca de los objetos que lo rodean en cuanto a sus interacciones, sus aplicaciones, sus comportamientos repetitivos y otras cuantas inquietudes que le despierta al observar los eventos con los que se encuentra a diario. A lo largo de la historia se ha desarrollado las ciencias naturales, las cuales se construyen a partir de la observación, la medición, la determinación de propiedades, la predicción y el establecimiento de teorías.
La física es una ciencia natural que se encarga del estudio de la materia y de la energía del universo y de las interacciones entre las mismas. Este estudio se realiza en la búsqueda de unos principios fundamentales que le permitan descubrir la estructura del universo y describir todos los fenómenos observables. A través de estos principios fundamentales, la física ha intentado explicar fenómenos como la existencia de agujeros negros, la producción de impulsos eléctricos en el cuerpo humano o la producción de energía en una termoeléctrica, entre muchos otros.
¿Podemos explicar los fenómenos naturales por medio de nuestro conocimiento de la física?.
¿Cómo podemos aprovechar la gran cantidad de energía que recibimos del sol?.
¿De qué manera las grandes investigaciones nos llevan a conocer las leyes que rigen el universo?.
¿Las leyes físicas se cumplen en todo el universo?.
¿Qué hombres de ciencia han tenido un protagonismo importante frente al desarrollo científico?.
¿Escriba algunos personajes con su principal aporte a la ciencia?.
¿Cómo se realiza el trabajo científico?.
La física es una rama de las ciencias naturales que estudia las interacciones entre la materia y la energía. La física se encarga de estudiar los fenómenos naturales en los cuales la estructura de la materia no cambia.
Estudia el movimiento, las fuerzas, la energía, la materia, el calor, el sonido, la luz, la electricidad, el magnetismo y la estructura de los átomos entre otras cosas.
Estudia el movimiento, las fuerzas, la energía, la materia, el calor, el sonido, la luz, la electricidad, el magnetismo y la estructura de los átomos entre otras cosas.
DIVISIÓN:
1. MECANICA: estudia el movimiento de los cuerpos.
2. CALOR: estudia las interacciones moleculares de la materia.
3. ACUSTICA: sonido y sus leyes.
4. OPTICA: luz y visión.
5. ELECTROMAGNETISMO: estudia la electricidad y el magnetismo y su relación.
6. FISICA MODERNA:
a. ATOMICA: interacciones en el interior del átomo.
b. NUCLEAR: interacciones en el interior del núcleo del átomo.
MECANICA CLASICA:
Mecánica, rama de la física que se ocupa del movimiento de los objetos y de su respuesta a las fuerzas.
Se divide en tres ramas: cinemática, dinámica y estática.
a. CINEMÁTICA: estudia el movimiento de los cuerpos, sin tener en cuenta las causas que lo originan.
b. DINAMICA: estudia las causas que producen el movimiento de los cuerpos (fuerzas).
c. ESTATICA: Estudia el equilibrio de los cuerpos.
El físico y astrónomo italiano Galileo reunió las ideas de otros grandes pensadores de su tiempo y empezó a analizar el movimiento a partir de la distancia recorrida desde un punto de partida y del tiempo transcurrido. Demostró que la velocidad de los objetos que caen aumenta continuamente durante su caída. Esta aceleración es la misma para objetos pesados o ligeros, siempre que no se tenga en cuenta la resistencia del aire (rozamiento).
El matemático y físico británico Isaac Newton mejoró este análisis al definir la fuerza y la masa, y relacionarlas con la aceleración.
Para los objetos que se desplazan a velocidades próximas a la velocidad de la luz, las leyes de Newton han sido sustituidas por la teoría de la relatividad de Albert Einstein. Para las partículas atómicas y subatómicas, las leyes de Newton han sido sustituidas por la teoría cuántica.
Para los fenómenos de la vida diaria, las tres leyes del movimiento de Newton siguen siendo la piedra angular de la dinámica (el estudio de las causas del cambio en el movimiento).
El movimiento se clasifica:
a. Según la dimensión: unidimensional, bidimensional o tridimensional.
b. Según su trayectoria: rectilíneo, curvilíneo, circular, parabólico, elíptico, desordenado.
c. Según sus cambios en velocidad o en aceleración: uniforme, variado.
CINEMATICA.
Las descripciones modernas del movimiento comienzan con una definición cuidadosa de magnitudes como el desplazamiento, el tiempo, la velocidad, la aceleración, la masa y la fuerza.
Muy importante es definir el marco o punto de referencia desde donde arranca el móvil.
MOVIMIENTO: Es el cambio de posición de un cuerpo con respecto a un sistema de referencia, a medida que transcurre el tiempo.
DESPLAZAMIENTO: Es la distancia o diferencia entre posición final y el punto de referencia. Es una magnitud vectorial. Se mide en m, Km, cm, ……
X = Xf - Xi
POSICION: es cada uno de los puntos que ocupa el móvil en su recorrido.
POSICIÓN
X0...........................................X1................................................................ X2
t0 t1 t2 TIEMPO
TIEMPO: Es el periodo transcurrido entre dos posiciones del móvil. Es escalar. Se mide en s, h, minutos.
t = t2 - t1, ( Cambio del tiempo entre la posición 1 a la posición 2 ).
t = t2 - t1, ( Cambio del tiempo entre la posición 1 a la posición 2 ).
VELOCIDAD: Es la relación entre desplazamiento y unidad de tiempo. Km/h, m/s.
V = x / t = X2 - X1 / t2 - t1
RECORRIDO: Es el camino o trayectoria que sigue el cuerpo en su movimiento. Es escalar.
RAPIDEZ: Relación entre recorrido y el tiempo empleado. Es una magnitud escalar.
ACELERACION: Es el cambio de la velocidad en un determinado tiempo. Es Vectorial.
Se mide en m/s2, cm/s2.
a =v / t = Vf - Vi / tf - ti
EJEMPLOS.
1. Un móvil se desplaza de A a B en 20 s.
A…………120 m………………………………….B
En este ejemplo el desplazamiento es igual al recorrido 120 m .
La velocidad y la rapidez también son iguales: 120m / 20 s = 6 m/s.
2. Un móvil se desplaza desde A hasta B y regresa nuevamente a C gastando dos horas..
A……………………………C…..………...................…..B AC = 120m AB = 200m
Según el gráfico:
a. Recorrido = ……………………
b. Desplazamiento = …………….
c. Rapidez = ……………………..
d. Velocidad …………………….
A B
3. D C
Un móvil parte de A y pasa por BCD terminando su recorrido nuevamente en A.
En los trayectos largos gasta 20 s y en los cortos 10 S. AB = 40m y BC = 30m.
Complete la tabla.
Recorr. | Desplaz | Velocid | Rapidez | |
AB | ||||
ABC | ||||
ABCD | ||||
ABCDA |
4. Un móvil se desplaza según la siguiente gráfica:
¿Qué ocurrió entre 2 y 4 horas?. …………………………………………………
¿Cuál es la posición al cabo de 6 horas?. ………………………………………………..
Posición inicial = ............. Posición final = ....................
¿Cuál es su desplazamiento?. ………………………………………
Recorrido total : ……………………………..
Recorrido total : ……………………………..
Qué distancia recorrió al cabo de 6 horas?. .........................................
Velocidad = ………………………………….
Rapidez = ………………………………….
No hay comentarios:
Publicar un comentario