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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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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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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

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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? ___________________________________________________________________________