Inercia e Impetu

Inercia.

Una de las coas que la Física pretende estudiar es el movimiento de los objetos y las causas de su desplazamiento, para empezar, la posición de un cuerpo es un concepto relativo al sistema de referencia considerado, vale la pena decir que depende del observador o del sujeto que esta realizando la experimentación. Se puede decir que hay movimiento cuando un cuerpo cambia su posición con respecto a otros objetos considerados fijos. 

Por ejemplo, podrías decir que el Sol se mueve respecto a la Tierra, pero con respecto a las estrellas, es la Tierra la que se mueve al rededor del Sol; así la relatividad del movimiento es inherente al concepto de espacio, que demostró Galileo.

Se puede observar que los objetos presentan una resistencia aparente a los cambios de su estado de movimiento, se puede decir que tienden a permanecer en su lugar o a continuar desplazándose de manera uniforme y en forma rectilínea, a esta "tendencia" se le denomina Inercia y está asociada a la masa del objeto (de manera simple puedes decir que es una propiedad de las dimensiones y de la cantidad de materia - masa - del objeto del que estamos hablando).

La cantidad de movimiento o impulso - impetu - de un cuerpo en movimiento, es el producto de dos factores: su masa y su velocidad, recuerda que todo es con respecto a un sistema considerado. Para la misma cantidad de movimiento los objetos con más masa (masivos), adquieren menos velocidad de manera recíproca para la misma velocidad, los objetos con mayor masa adquieren mayor cantidad de movimiento. 

Les recomiendo le den una leída a fondo al artículo de José Luis Álvarez García; "El principio de la Inercia"; Ciencias; UNAM., para que la discutamos como grupo el día Lunes. http://www.revistaciencias.unam.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=751%3Ael-principio-de-la-inercia&catid=86&Itemid=48

Espero que estén muy bien trabajando la actividad de final de Unidad.

Primera Ley de Newton

La idea aristotélica de que un objeto en movimiento debe estar impulsado por una fuerza continua fue demolida por Galileo, quien dijo que en ausencia de una fuerza, un objeto en movimiento continuará moviéndose. La tendencia de las cosas a resistir cambios en sus movimientos fue lo que Galileo llamó inercia. Newton refinó esta idea y formuló su primera ley, que por cierto se llama ley de la inercia. “Todo objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre él”. 

La palabra clave es “continua”, los objetos continúan haciendo lo que hacen hasta que encuentran una fuerza que actúe sobre ellos y los hagan cambiar de estado. Cuando se retira un mantel con habilidad por debajo de la vajilla y los platos quedan en reposo. Por el contrario si un objeto se mueve, continúa moviéndose sin girar ni cambiar su rapidez. Los cambios de movimiento son producidos por una fuerza, o por una combinación de fuerzas. 

En el sentido más sencillo, Fuerza es un tirón o empuje. La causa puede ser desde un esfuerzo muscular, la gravedad, la energía eléctrica o magnética. Si actuarán sobre el cuerpo más de una fuerza, debe considerarse una fuerza neta, si las fuerzas se dirigieran a dos puntos contrarios la fuerza neta sería cero. 

Debes revisar el siguiente artículo, en donde se explican las leyes de Newton de una manera sencilla 

http://fisicalosalpes2011.files.wordpress.com/2011/09/capitulo_3_a_leyes_newton_aplicaciones_i.pdf

Como actividad para valoración deben leer el capítulo 2 Primera Ley de Newton del Movimiento - Inercia del libro Física Conceptual de Paul G. Hewitt

http://books.google.com.mx/books?id=rLR6pyIWBsUC&pg=PA20&source=gbs_toc_r&cad=3#v=onepage&q&f=false

Historia de la física.

Bueno, llegamos al final de la primera unidad, echemos un vistazo a lo que hemos descubierto:

Descubrimos que podemos aprender física no solo en el salón de clase o en el laboratorio de ciencias, tenemos más recursos de donde formarnos un mejor entendimiento de lo que es la física, conocimos los sistemas de unidades, empezamos a trabajar con vectores, por el momento poco, trabajamos con notación decimal y nos adentramos un poco más en el método científico.

Ahora repasaremos de nuevo los hechos relevantes de la física, pongo a su consideración una linea de tiempo en donde darán cuenta de algunos datos importantes. Quiero resaltar que los siguientes links de referencia serán muy útiles para ustedes, para realizar la actividad final de unidad I.

Linea de tiempo de la ciencia clásica http://www.feeye.uncu.edu.ar/web/epistemologia/Lineadetiempo/linea_de_tiempo.htm

Línea de tiempo de la física moderna http://www.explora.cl/index.php?option=com_content&view=article&id=600:linea-de-tiempo-de-la-fisica-moderna-&Itemid=1090

Buen fin de Unidad.

El método científico experimental

Los estudiantes deben familiarizarse con elementos que distinguen a una actividad investigadora, actualmente se busca que los alumnos participen más en el desarrollo de situaciones problemáticas abiertas en la emisión y validación de suposiciones, en la planificación de experimentos y en la elaboración de informes acerca de la resolución de problemas.

La aplicación del método científico constituye de forma general un proceso muy complejo y condicionado por las teorías, modelos y paradigmas de la época, así como por el propio desarrollo tecnológico y social. 

Al adecuar este método para la realización de una práctica es necesario introducir cambios generales en los enfoques. Se deben proporcionar las herramientas necesarias para realizar la práctica de modo que este adquiera un verdadero carácter científico y a la vez interactúe de forma armónica con todas 

las demás vivencias del estudiante, dentro y fuera del ámbito de la escuela. El método se debe proponer de forma tal que se logre que el educando sea participante activo del proceso, además de potenciar el 

desarrollo de la creatividad y la independencia. 

Se propone utilizarlo y aplicarlo en la realización del experimento docente de forma integrada aspirando lograr así la activación del proceso de enseñanza – aprendizaje desarrollador de las Ciencias Naturales.

Para la aplicación de Método Científico Experimental, partiendo de la definición anterior en la realización del experimento docente se proponen cinco operaciones o pasos fundamentales: 

1. Planteamiento del problema y su delimitación. 
2. Establecimiento de hipótesis o preguntas experimentales y definición de las variables que inciden en el problema. 
3. Diseño o propuesta de procedimientos para comprobar la hipótesis o responder las preguntas experimentales formuladas. 
4. Ejecución del plan o realización del experimento. 
5. El análisis o interpretación de los resultados y obtener conclusiones.

Para que les quede más claro como funciona el método científico, les recomiendo que vean este vídeo, es corto pero muy ilustrador.

Vectores y Escalares.

Una cantidad vectorial es una cantidad dirigida - una que debe estar especificada no únicamente por su magnitud (tamaño) sino también por su dirección. La velocidad es una cantidad vectorial, como la fuerza, la aceleración y el momento. En contraste, una cantidad escalar puede especificarse únicamente por su magnitud. Algunos ejemplos son la rapidez, el tiempo, la temperatura y a energía.

Las cantidades vectoriales puede representarse por flechas. La longitud de la flecha te indica la magnitud de la cantidad vectorial, y la punta de flecha te indica la dirección de la cantidad vectorial. Una flecha trazada a escala y apuntando correctamente se denomina vector.

Suma de vectores.
Los vectores que se suman entre sí se llaman componentes de vector. Recuerda que la suma de los componentes vectoriales se llama resultante. Para sumar dos vectores, haz un paralelogramo con dos componentes que actúan como los lados adyacentes. Luego dibuja una diagonal desde el origen del par vectorial, a esto se le llama resultante.

No mezcles los vectores, si estas trabajando con velocidad solo suma con velocidad, si tratas con fuerza suma fuerza, si por alguna razón tienes que trabajar con vectores de diferente naturaleza, emplea colores para diferenciarlos.

Sistemas de fuerzas.

Por lo general, varias fuerzas actúan sobre un cuerpo.
Con frecuencia varias fuerzas actúan al mismo tiempo sobre un mismo cuerpo.
Cuando existe más de una fuerza tenemos lo que se denomina un Sistema de Fuerzas.
Cada una de las fuerzas actuantes recibe el nombre de componente del sistema.
Cuando varias fuerzas actúan sobre un mismo cuerpo, siempre es posible sustituirlas por una única fuerza capaz de producir el mismo efecto.
Esa única fuerza que reemplaza a todas se denomina fuerza Resultante o simplemente Resultante.
Se llama fuerza equilibrante a la fuerza igual y contraria a la resultante.
La resultante de un sistema de fuerzas se puede  representar en forma gráfica, pero también es posible calcular analíticamente (en forma matemática) su valor o módulo.

Este vídeo se los comparto para que observen como se determinan los componentes de vectores, en un sistema, la suma y resta en este link.

Imprime este manual, que nos va a servir como referencia al trabajar con vectores.

Medición y unidades de medición.

Unidades y mediciones.

Imagina que alguien te esta dando indicaciones para llegar a su casa y te dice lo siguiente: maneja a lo largo de la 11 Sur durante un rato y doblas a la derecha en uno de los semáforos. Luego sigue derecho durante un largo camino.

Supón que estas cocinando un pastel. ¿Podrías seguir la siguiente receta?: bata algunos huevos, agregue un poco de azúcar, algo de mantequilla y una buena cantidad de harina y horneelo un rato en un horno bastante caliente.

¿te gustaría tratar con un banco que te enviara un informe al final del mes que te dijera: aun tiene dinero en su cuenta, aunque no mucho?

La física intenta describir la naturaleza de una forma objetiva por medio de las mediciones.
Gran parte de nuestro conocimiento descansa sobre una base de medición ingeniosa y un cálculo sencillo.

Medir.- Procedimiento mediante el cual se puede conocer la magnitud de un objeto comparándolo con otro de la misma especie que le sirve de base o patrón.

Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc.

Unidades estándar: aquellas que se aceptan de manera oficial.

Magnitudes Fundamentales: sirven de base para obtener las demás magnitudes que utiliza la física.

Magnitud	Unidad	Símbolo
Longitud	metro	m
Masa	kilogramo	kg
Tiempo	segundo	s
Intensidad de corriente eléctrica	ampere	A
Temperatura termodinámica	kelvin	K
Intensidad luminosa	candela	cd
Cantidad de materia	mol	mol

Magnitudes Derivadas: Se obtienen cuando se multiplican o dividen dos o más magnitudes fundamentales.

Magnitud	Unidad	Abreviatura	Expresión SI
Superficie	metro cuadrado	m2	m2
Volumen	metro cúbico	m3	m3
Velocidad	metro por segundo	m/s	m/s
Fuerza	newton	N	Kg·m/s2
Energía, trabajo	jule	J	Kg·m2/s2
Densidad	kilogramo/metro cúbico	Kg/m3	Kg/m3

Sistemas Absolutos
Se conocen asi porque usan como unidades fundamentales la longitud, la masa y el tiempo.

Sistema Internacional
Sistema C.G.S.
Sistema Ingles

Análisis Dimensional: Procedimiento mediante el cual se puede comprobar la consistencia dimensional de cualquier ecuación.

Cualquier cantidad física puede expresarse en distintas unidades, dependiendo de la escala en que se este graduando el instrumento de medición. Sin embargo, todas ellas se refieren a la misma dimensión fundamental. (dimensión = magnitud)
Ej: una distancia se puede expresar en metros, kilómetros, centímetros o pies, y todas ellas se refieren a longitud.

El buen manejo de las dimensiones de las cantidades físicas en una formula física, nos permite comprobar que estas son correctas y que se trabajaron debidamente.
Reglas:
1) Las dimensiones de las cantidades físicas a ambos lados del signo de igualdad deben ser las mismas.
2) Solo pueden sumarse o restarse cantidades físicas que sean de la misma dimensión.

Ejemplos:

Ecuación dimensional para el área:   A = (l) (l) = L·L = L2

Ecuación dimensional para el volumen V = (l) (l) (l) = L·L·L = L3

Clases de error:
1. Errores sistemáticos: se deben a:
Defecto del instrumento de medición
Error de paralaje (incorrecta postura del observador)
Mal calibración del aparato
Error de escala debido al rango de precisión del instrumento empleado

2. Errores circunstanciales o aleatorios: se deben a los efectos provocados por las variaciones de presión, humedad y temperatura del medio ambiente

Tipos de errores
1. Error absoluto: diferencia entre la medición y el valor promedio.
2. Error relativo: cociente entre el error absoluto y el valor promedio.
3. Error porcentual: error relativo multiplicado por 100, (porcentaje)


El presente artículo es un extracto de otro encontrado en un sitio dedicado a la física llamado fisiOn van a encontrar cosas muy útiles.

La ciencia es el cuerpo de conocimientos que describe el orden dentro de la naturaleza y las causas de ese orden. En segundo lugar, la ciencia es una actividad humana dinámica que representa los esfuerzos, hallazgos y sabiduría colectivos de la raza humana, dedicados a reunir conocimientos acerca del mundo y a organizarlos y condensarlos en leyes y teorías demostrables. La ciencia se inició antes que la historia escrita, cuando las personas encontraron regularidades y relaciones en la naturaleza, como la disposición de las estrellas en el cielo nocturno y las pautas climáticas cuando se iniciaba la estación de lluvias, o cuando los días son más largos. A partir de estas regularidades las personas aprendieron a hacer predicciones que les permitan tener algo de control sobre su entorno.

La ciencia hizo grandes progresos en Grecia, en los siglos III y IV a.C. Se difundió por el mundo mediterráneo. El avance científico casi se detuvo en Europa, cuando cayó el Imperio Romano en el siglo V d.C. Las hordas de bárbaros destruyeron casi todo en su ruta por Europa, y comenzó la llamada edad del Oscurantismo. En esa época, los chinos y los polinesios cartografiaban las estrellas y los planetas, y las naciones arábigas desarrollaban las matemáticas y aprendían a producir vidrio, papel, metales y diversas sustancias químicas. Regresó la ciencia griega a Europa por influencia islámica, que penetró en España durante los siglos X al XII. En Europa surgieron Universidades en el siglo XIII y la introducción de la pólvora cambió la estructura social y política de ese continente en el siglo XIV. En el siglo XV Da Vinci combinó la ciencia con el arte y la imprenta impulsó la ciencia en el siglo XVI.

Nicolás Copérnico, astrónomo polaco del siglo XVI causó controversia al publicar un libro donde proponía que el Sol es estacionario y que la tierra gira a su alrededor. Estas ideas eran contrarias al sentir popular de que la Tierra es el centro del universo, y como se oponía a las enseñanzas de la Iglesia, fueron prohibidas durante 200 años. Galileo Galilei, físico italiano, fue arrestado por propagar la teoría de Copérnico, así como sus demás contribuciones al pensamiento científico. Sin embargo un siglo después fueron aceptadas las ideas de los seguidores de Copérnico.

Estos ciclos se repiten constantemente, podemos mencionar el origen de la vida, la física cuántica, estos cambios al inicio son perseguidos pero posteriormente son aceptados como esenciales para elevar los acondiciones humanas.

La Física se encuentra en el vórtice de estos remolinos y es nuestro deber estudiarla y comprenderla para comprender el mundo que nos rodea, les deseo mucha suerte en este inicio de camino y espero no decaiga el ánimo por seguir aprendiendo.

Si desean seguir leyendo más les recomiendo Física Conceptual de Paul G. Hewitt, libro que pueden consultar vía web y en la biblioteca de su escuela.