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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN U.E COLEGIO “LUCES Y VIRTUDES”

TRABAJO DE FÍSICA

Profesor: Ing. Sorelys Villamizar

Octubre de 2013

Alumno: José Rivas #19

PARTE I El Espacio y El Tiempo 5. CUÁL ES LA NECESIDAD DE APRENDER EL LENGUAJE DE LA FÍSICA?

Desde el momento en que apareció un ser pensante en el universo, surgieron miles de dudas al respecto de su entorno, -el por qué de la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan. Las primeras explicaciones aparecieron en la antigüedad y se basaron en consideraciones puramente filosóficas, los conocimientos adquiridos a través de las observaciones se fueron acumulando y preguntas cada vez más complejas surgieron, que hasta el momento todavía no somos capaces de explicarnos. Cuantas veces no nos hemos preguntado: ¿Por qué el cielo es azul? ¿El universo es infinito? ¿Qué es el tiempo? ¿Se podrá viajar al futuro o regresar el tiempo? Preguntas que al no ser contestadas tratamos de evitar pensar en ellas y olvidarlas, mas sin embargo lo contrario a esto es lo que lleva a una persona y sobre todo a un niño a generar una buena lógica y los conocimientos bastos para sobresalir entre los demás. El niño lleva dentro de si las potencialidades del hombre que un día será. De forma que pueda desarrollar al máximo sus capacidades intelectuales y logísticas de acuerdo a su entorno, aprendiendo los fundamentos físicos o tan solo con el hecho de comprender como es que funcionan los fenómenos, habilidades que pronto serán de gran utilidad.

6. SISTEMA DE REFERENCIA?

Un sistema de referencia o marco de referencia es un conjunto de convenciones usadas por un observador para poder medir la posición y otras magnitudes físicas de un sistema físico y de mecánica. Las trayectorias medidas y el valor numérico de muchas magnitudes son relativas al sistema de referencia que se considere, por esa razón, se dice que el movimiento es relativo.

7. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA FÍSICA: ESPACIO, MATERIA, TIEMPO. 

Espacio: El espacio físico es el lugar donde se encuentran los objetos y en el que los eventos que ocurren tienen una posición y dirección relativas. El espacio físico es habitualmente concebido con tres dimensiones lineales, aunque los físicos modernos usualmente lo consideran, con el tiempo, como una parte de un infinito continuo de cuatro dimensiones conocido como espacio-tiempo, que en presencia de materia es curvo.



Materia: Materia es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. En física y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por

diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. 

Tiempo: El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste presentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).

8. DEFINIR: MEDICIÓN. CLASIFICACIÓN:

Medición: La medición es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud.

Clasificación: Se pueden clasificar en Directas e Indirectas: 

Directas: A la operación de lectura en un instrumento aplicado a medir cierta magnitud de una medición. Ej: Longitud con una regla, corriente con un amperímetro, temperatura con un termómetro.



Indirectas: es la que resulta de vincular mediciones directas a través de relaciones matemáticas. Ej: Calculo de la densidad de un cuerpo conocida su masa y volumen, de la resistencia eléctrica teniendo los valores de la intensidad de corriente y de la diferencia de potencial.

Medición Directa

Medición Indirecta

9. DEFINIR: MAGNITUD. CLASIFICACIÓN?

Magnitud: Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición o una relación de medidas. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades. Clasificación: Se pueden clasificar en: Magnitudes Fundamentales, Derivadas, Escalares, Vectoriales y Sistema internacional de unidades. 

Magnitudes Fundamentales: Son aquellas elegidas arbitrariamente como base para establecer las unidades del Sistema De Unidades y en función de las cuales se expresan las demás magnitudes. Ejemplo: Longitud, masa, tiempo, temperatura.



Magnitudes Derivadas: Son aquellas magnitudes que se expresan en función de las magnitudes asumidas como fundamentales.



Ejemplo:



Área, volumen, velocidad, aceleración, fuerza, etc.



Magnitudes Escalares: Son aquellas que enunciando su valor seguido de su unidad quedan perfectamente definidas, a veces afectado de un signo negativo convencionalmente elegido. Ejemplo: La temperatura -8°C



Magnitud Vectorial: Son aquellas que además de conocer su módulo o valor, es necesario conocer su dirección y sentido para que este claramente definidas. Son magnitudes vectoriales: la fuerza, la aceleración, el desplazamiento, el peso.



Sistema Internacional De Unidades (S.I): En la X Conferencia de Pesas y Medidas (1954) se establecieron las unidades y las magnitudes fundamentales del S.I Este sistema fue complementado en la XVI Conferencia de Pesas y Medidas, realizado en Francia en 1971, el S.I considera 7 magnitudes fundamentales.

Magnitud Fundamental

Magnitud Derivada

Magnitud Escalar y Vectorial

Magnitud Internacional

10. DEFINIR: SISTEMA DE UNIDADES. Todo lo que sea medible, requiere de alguna unidad con qué medirlo, ya que la gente necesita saber qué tan lejos, qué tan rápido, qué cantidad, cuánto pesa, etc., en términos que se entiendan, que sean reconocibles, y que se esté de acuerdo con ellos. Para esto, fue necesario crear unidades de medición, las cuales en la antigüedad eran muy rudimentarias (codos, leguas, barriles, varas, etc.), y variaban de una región a otra. Algunas de estas unidades aún se siguen usando y conservando su nombre original.

11. COMPLETAR EL SIGUIENTE CUADRO:

MAGNITUDES SISTEMA

FUNDAMENTALES

DE UNIDADES

LONGITUD

MASA

TIEMPO

CM

G

S

CEGESIMAL C.G.S

GIORGI M.K.S

M

KG

S

TÉCNICO

M

SLUG

S

12. UNIDAD PATRÓN DEL TIEMPO:

El tiempo es la magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida). El tiempo ha sido frecuentemente concebido como un flujo sucesivo de micro sucesos.

13.

SIGNIFICADO

DE

LOS

TÉRMINOS:

SUPERMACROMUNDO,

MACROMUNDO, MICROMUNDO, SUPERMICROMUNDO.

Micromundo: El micromundo, parte de un principio infinito en el que a través de su correspondencia con el macromundo o mundo infinito en el macrouniverso, establece un puente de unión con el Todo Absoluto, desde sus respectivas posiciones en todos los puntos del espacio ondulatorio”. Como es arriba, es abajo, como es adentro, es afuera, todo tiene una correspondencia sincrónica y sabiamente establecida para comprender el universo. Como micropartícula que somos, a través de nuestro ser interno podemos conectar con el macrocosmos, que a su vez contiene al micro. Cada partícula tiene infinitas posibilidades de aparición en x espacio tiempo pero sin importar en donde este, esta conexión permanece.

Macromundo: Macromundo es lo que te rodea y consideras como relacionado con tu forma de vida, o sea tu relación con lo que es tu universo cultural (universidad, trabajo, etc.)

Supermacromundo:

Supermicromundo:

14. Estructura conceptual de la Física. Explicar.

PARTE II La Física: Un Producto del Ingenio Humano 1. QUE ES UN FENÓMENO FÍSICO? R.- Es una modificación en un cuerpo que no afecta a la naturaleza de la materia de que está constituido. Así cortar un papel con unas tijeras, estirar una goma son simples cambios físicos como lo es también un cambio de estado sea fundir hielo. Puede darse un cambio en la forma del cuerpo al estirarse, romperse o como en la plastilina cambiar de forma pero la sustancia permanece en el fondo como al principio pues seguimos teniendo plastilina.

2. ES LA FÍSICA UN PRODUCTO DE LA IMAGINACIÓN DEL HOMBRE? R.- La física no es producto de la imaginación del hombre. La física es la ciencia natural que estudia las propiedades y el comportamiento de la energía y la materia. La física (griego φύσισ (phisis), realidad o naturaleza) actualmente se entiende como la ciencia de la naturaleza o fenómenos materiales. Es también aquel conocimiento exacto y razonado de alguna cosa o materia, basándose en el

estudio. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones (fuerzas). Los sistemas físicos se caracterizan por: Tener una ubicación en el espacio-tiempo. Tener un estado físico definido y sujeto a evolución temporal. Poder ser asociados con una magnitud física llamada energía.

3. QUE ENTIENDES POR MODELO EN LA CIENCIA? R.- En todas las ramas de la ciencia, incluida desde luego la física, empleamos modelos para representar nuestras ideas de cómo funciona una parte determinada del universo. Por supuesto, un modelo es solamente una aproximación; ningún modelo, por detallado que sea, puede abarcar la totalidad de un fenómeno. Además, conforme progresa nuestro conocimiento de los fenómenos, también refinamos nuestros modelos. A veces nos vemos obligados a desechar nuestros modelos, cuando nos damos cuenta que no corresponden a toda la evidencia conocida. La representación puede ser conceptual (por ejemplo, una ecuación) o puede ser material (por ejemplo, una maqueta o un mapa). Hay modelos fijos, como los que acabo de mencionar, y hay otros que intentan representar hasta cierto punto, en forma activa, la dinámica de los fenómenos que representan.

4. COMO SE PERFECCIONA UN MODELO FÍSICO? DA EJEMPLOS. R.- Dependiendo al área de la física un modelo físico viene siendo prácticamente lo mismo que un modelo de la realidad, estos son utilizados para racionalizar, explicar y predecir fenómenos físicos a través de una teoría. A hora bien existen tres tipos de teorías físicas que son: Teorías aceptadas, Teorías propuestas, Teorías no aceptadas. Es importante denotar que existen teorías físicas que son desechadas por la observación, pero existen otras que no son desechadas. Ahora bien se conoce como teoría física al modelo de eventos físicos que no son aprobados por axiomas básicos. Es importante aclarar que una teoría física y un

teorema matemático no son lo mismo, son completamente diferentes. En si los modelos de teorías físicas son la realidad y una declaración de lo que se observa así como la predicción de nuevas observaciones. En el área de ingeniería se conoce al modelo físico a las construcciones en escala reducida de obras de ingeniería para estudiar su comportamiento, y de esa manera pueda permitir perfeccionar los diseños, antes de iniciar la construcción de las obras reales. El modelo físico en esta área también es conocido como modelo reducido. Este modelo se usa con frecuencia para los estudios de esclusas, puertos, represas, puentes, aeronaves, etc. Ahora bien en esta área se utiliza por lo general más de un modelo para la construcción, principalmente cuando se construye una represa.

5. CUÁL ES LA IMPORTANCIA DE LA EXPERIMENTACIÓN EN LA CIENCIA PARA LA CREACIÓN DE UN MODELO? R.- La experimentación es un método de investigación científico, tal vez el más reconocible, en un espectro de métodos que también incluye la descripción, la comparación y el modelaje. La experimentación científica ayuda a determinar la naturaleza de la relación entre variables independientes y dependientes. A pesar de que frecuentemente es difícil, o a veces imposible, manipular una sola variable en un experimento, a menudo los científicos trabajan para minimizar el número de variables que está siendo manipulado.

6. ENUNCIE ALGUNOS MODELOS FÍSICOS. R.- En los modelos icónicos, la relación de correspondencia se establece a través de las propiedades morfológicas, habitualmente un cambio de escala con conservación del resto de las propiedades topológicas. Ejemplo: una maqueta, donde se ha establecido una reducción de tamaño conservando las relaciones dimensionales básicas. Los modelos análogos se construyen mediante un conjunto de convenciones que sintetizan y codifican propiedades del objeto real para facilitar la "lectura" o

interpretación de las mismas. Ejemplo: un mapa impreso, construido mediante un conjunto de convenciones cartográficas que hacen legibles propiedades tales como las altitudes, distancias, localización física de objetos geográficos, etc. Los modelos simbólicos se construyen representando el objeto real mediante una codificación matemática (geométrica, estadística, etc.) Ejemplo: la representación de un edificio mediante la identificación y codificación en una estructura geométrica de sus elementos básicos.

7. ESTÁN

LAS

TEORÍAS

CIENTÍFICAS

SUJETAS

A

MODIFICACIONES? R.- Por supuesto que si, la relatividad general de Einstein es una modificación de la teoría de la gravedad de Newton. La teoría de newton daba muy buenos resultados pero había situaciones en las que no daba con los resultados correctos como por ejemplo al calcular la trayectoria de mercurio. Einstein la reviso y trato la teoría tradicional de newton como un caso particular de una teoría más amplia. Toda teoría científica esta a la espera de que un genio la pula.

8. INVESTIGA LA VIDA Y OBRA DE LOS SIGUIENTES PERSONAJES DEL MUNDO DE LA CIENCIA: (APORTES) a. GALILEO GALILEI b. JAMES CLERK MAXWELL c. ALBERT EINSTEIN d. ISAAC NEWTON R.- Galileo Galilei: Astrónomo, Filósofo, Matemático y Físico Italiano que estuvo relacionado estrechamente con la revolución científica. Nació en Pisa cuando esta pertenecía al Gran Ducado de Toscana, fuel el mayor de sus 7 hermanos y fue hijo de un músico y matemático florentino llamado Vicenzo Galilei, que quería que su hijo mayor estudiase medicina.

Descubrió su vocación en 1583. Galileo se inicia en la matemática por medio de Ostilio Ricci, un amigo de la familia, alumno de Tartaglia.

James Clerk Maxwell: Físico escoses conocido principalmente por haber desarrollado la teoría electromagnética clásica. Además de su actividad profesional, Maxwell se dedico a la realización de estudios de carácter privado en sus posesiones de Escocia. Nació el 13 de Junio de 1831 en Edimburgo Reino Unido Y falleció el 5 de Noviembre de 1879 (48 años) en Cambridge Reino Unido. Albert Einstein: Físico Alemán de origen Judío, nacionalizado después Suizo y Estado Unídense. Nació en la ciudad Alemana de Ulm, cien kilómetros al Este de Stuttgart, en el seno de una familia Judía. Sus padres eran Hermann Einstein y Pauline koch. Hermann y Pauline se habían casado en 1876, cuando Hermann tenía casi 29 años y ella 18 años.

Isaac Newton: Fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae naturales principia matemática, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Nació el 4 de enero de 1643 en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra. En esa fecha el calendario usado era el juliano y correspondía al 25 de diciembre de 1642, día de la Navidad.

PARTE III El Método Científico 1. QUE ES EL MÉTODO CIENTÍFICO? Es un método de investigación usado principalmente en la producción de conocimiento en las ciencias. Para ser llamado científico, un método de investigación debe basarse en la empírica y en la medición, sujeto a los principios específicos de las pruebas de razonamiento.

2. CUALES SON LOS PASOS DEL MÉTODO CIENTÍFICO? a. Observación Análisis sensorial sobre algo -una cosa, un hecho, un fenómeno,…- que despierta curiosidad. Conviene que la observación sea detenida, concisa y numerosa, no en vano es el punto de partida del método y de ella depende en buena medida el éxito del proceso. b. Hipótesis Es la explicación que se le da al hecho o fenómeno observado con anterioridad. Puede haber varias hipótesis para una misma cosa o acontecimiento y éstas no han de ser tomadas nunca como verdaderas, sino que serán sometidas a experimentos posteriores para confirmar su veracidad. c. Experimentación Esta fase del método científico consiste en probar -experimentar- para verificar la validez de las hipótesis planteadas o descartarlas, parcialmente o en su totalidad. d. Teoría Se hacen teorías de aquellas hipótesis con más probabilidad de confirmarse como ciertas. e. Ley Una hipótesis se convierte en ley cuando queda demostrada mediante la experimentación.

3. COMO DEBE SER LA ACTITUD DE UN CIENTÍFICO?

4. QUE ES UNA TEORÍA CIENTÍFICA? Una teoría científica es un conjunto de conceptos, incluyendo abstracciones de fenómenos observables y propiedades cuantificables, junto con reglas (leyes científicas) que expresan las relaciones entre las observaciones de dichos conceptos. Una teoría científica se construye para ajustarse a los datos empíricos disponibles sobre dichas observaciones, y se propone como un principio o conjunto de principios para explicar una clase de fenómenos.