El movimiento
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• Etapa B-C: Enseguida se detuvo en el kilómetro 100 y permaneció allí durante 3
horas. Su rapidez era de...
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Diseño.
Ahora reflexionen y discutan en equipo...
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• Realicen el experimento que diseñaron. ¿Han logrado producir las olas parec...
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En parejas,
realicen el siguiente
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Materiales:
• Un vaso transparente.
• Un diapasón.
• Agua.
Ponemo...
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Una simple ola de mar tiene ligeras diferencias de otra, debido a las características
que cada una posee,...
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Tipos de ondas
La gran mayoría de la información que captamos mediante los sentidos llega a éstos
en forma de ...
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• Ondas transversales. Son las ondas que has observado en el experimento 1. Se dan
cuando el movimiento d...
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Cómo ya observaste, la rapidez depende de la tensión del
resorte. En el caso de otros medios por los que viaja...
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Calcularemos ahora la longitud de onda con la siguiente relación matemática
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V ‫؍‬ f λ
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¿Recuerdas que al principio de nuestro tema establecimos que el sonido se propaga
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Timbre. Es la propiedad que nos permite distinguir el sonido producido por diferentes
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Fig. 1.37 Las frecuencias ultrasónicas tienen varias
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Procedimiento:
• Numera las botellas del 1 al 3.
• Agrega a la botella número uno, de litro de su capacid...
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“Experiencias alrededor de la caída libre”
Hasta el momento ya tenemos varias herramientas que nos permites es...
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“¡No soplen!”
Para este experimento necesitarán cuatro hojas de papel idénticas. Formen
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Galileo Galilei hizo experimentos parecidos a los que acabamos de hacer y probó que la
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“Comparando ideas”
Apartir de los ejercicios que realizaste y lo expuesto en los párrafos anteriores,
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Experiencias alrededor de movimientos en
los que la velocidad cambia
Un microbús no mantiene la misma velocida...
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La aceleración cómo razón de cambio de la velocidad en el tiempo
¿Qué entiendes por aceleración? ¿Por qué...
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En el caso de que un cuerpo parta desde el reposo, su velocidad inicial y su tiempo
inicial serán cero; entonc...
El movimiento
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“Cada vez más rápido”• Para entender mejor lo anterior, a continuación te describi-
mos e ilustramos un m...
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“La ciencia detrás del fútbol”
¿Alguna vez te has preguntado de qué manera se relacionan la
ciencia y los depo...
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El láser y la cirugía médica
átomo. Partícula o
unidad básica de
cualquier elemento
químico.
cálculos ren...
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Fig. 1.46 El láser permite hacer cirugías sin necesidad de
usar bisturí.
indispensable para realizar la operac...
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3. Proyectos de integración y aplicación
Aprendizajes esperados
•Elaborar explicaciones y predicciones
acerca ...
El movimiento
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6. Una vez que definan el título de su proyecto, determinen los objetivos del mismo.
Recuerden que los ob...
Bloque 1
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Guía de criterios para la auto evaluación
En equipo
1. ¿Nos pusimos de acuerdo entre todos y cumplimos lo acor...
El movimiento
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Tener a la mano y saber compartir los pasos a seguir en el momento de un sismo.
Actividades sugeridas
• I...
Bloque 1
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Objetivo
Que conozcas la importancia que tiene la evolución en la medida de la velocidad
en los deportes.
Que ...
El movimiento
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Objetivo
Conocer algunos aparatos que se han inventado para potenciar nuestros sentídos.
Investigar los f...
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  1. 1. El movimiento 37 • Etapa B-C: Enseguida se detuvo en el kilómetro 100 y permaneció allí durante 3 horas. Su rapidez era de 0 , ya que no se movió durante ese tiempo. • Etapa C-D: Después decidió regresar a su casa. El viaje de regreso le tomó una hora. ¿Cuál era su rapidez durante la última etapa de su viaje? Universo en movimiento Trabajo en equipos • Con otros dos compañeros(as) integra un equipo y lean la siguiente anécdota. Contaba un viejo profesor de física, en sus clases de cinemática. Una vez en el año 1970 apareció en un periódico norteamericano un curioso aviso que decía: Realice su sueño. Viaje más rápido que un avión. Envíenos cinco dólares a esta casilla de correos y recibirá, también por correo, todas las instrucciones para llevar a cabo su sueño. En aquella época, Rusia y Norteamérica se encontraban en plena carrera espacial con estridentes lanzamientos a la Luna, como el Sputnik y el Apolo 11, y las actividades de cohetería se habían convertido, para la gente común, en actividades cotidianas. Por eso, muchos no dudaron en enviar los cinco dólares, esperando las instrucciones de dónde, cómo y cuándo tenían que abordar el cohete que los llevaría a velocidades mayores que los 800 kilómetros por hora. La historia terminó cuando todos los contribuyentes recibie- ron una carta que decía: Bienvenidos a esta inolvidable aventura. Tome un sillón, llévelo al techo de su casa, siéntese cómodamente en él y disfrute del placer de viajar a mil kilómetros por hora respecto del centro de la Tierra. La recaudación fue millonaria. Y aunque todos los contribuyentes se sintieron engaña- dos por la naturaleza relativa del movimiento, sabían, en el fondo, que nadie les había mentido. En efecto, cuando nos encontramos sentados en un sillón estamos quietos respecto del suelo, pero nuestra velocidad respecto del cen- tro de la Tierra puede ser altísima. Afortunadamente es bastante sencillo calcularla. La velocidad que tiene una persona sentada en un sillón respecto del centro de la Tierra no es más que la distancia que recorre en un cierto lapso de tiempo. Si recordamos que la Tierra tarda un día completo (24 horas) en dar una vuelta y que su radio es de unos seis mil kilómetros aproximadamente, entonces la velocidad será el perímetro de la Tierra dividido entre el tiempo que la Tierra tarda en dar una vuelta completa, es decir, 24 horas (sería la velocidad de las personas que viven cerca del ecuador). Sorprendentemente esta velocidad es más de mil kilómetros por hora, que habían prometido nuestros precavidos emprende- dores del negocio. En: <http://www.ifir.edu.ar/~divulgon/octubre05/cortarypegar-oct05.html> Fecha de consulta: 14 de agosto de 2007. Más rápido que un avión dos p mentido. En efecto, cuand quietos respecto del tro de la T bastante persona TTierra no llapso de ti Si record hhoras) en d kkilómetros pperímetro de ttarda en dar lla velocidad SSorprendente por hora, que ddores del nego En: <http:/ Fig. 1.28 Estamos en movimiento constante porque la tierra gira sobre su propio eje.
  2. 2. Bloque 1 38 Aplicación de los conocimientos adquiridos durante el análisis: Diseño. Ahora reflexionen y discutan en equipos: ¿Cómo se podrían producir en un molde con agua las olas que tienen forma parecida a las olas del mar? Diseñen un experimento. 1.3 Un tipo particular de movimiento: El movimiento ondulatorio Aprendizajes esperados •Aplicar las formas de descripción y representación del movimiento analizadas anteriormente para describir el movimiento ondulatorio. •Diferenciar las características de algunos movimientos ondulatorios. •Utilizar el modelo de ondas para explicar algunas características del sonido. “Viento y olas” Trabajo en parejas Materiales • Un molde o una cubeta. • Agua. • Dos popotes. Procedimiento 1. Llenen el molde con agua. 2. Tomen el popote por un lado y pongan el otro lado cerca del agua. 3. Soplen aire en el popote, a veces rápido y a veces despacio, en la superficie del agua. ¿Qué pasa al soplar sobre el agua? 4. Si es posible tomen algunas fotos de la superficie de agua. Observen bien las imágenes. Formen los equipos y discutan lo siguiente: • ¿Qué efecto produjo el hecho de soplar sobre la superficie del agua? • Intenten encontrar una explicación acerca de cómo se formaron las olas y por qué tienen formas de círculos. (Una pista: imaginen lo que pasa con las moléculas del agua cuando las empuja el aire que sale del popote.) • Compartan su explicación del fenó- meno con otros equipos; escuchen también a los representantes de otros equipos y lleguen a una conclusión común. • Escriban la conclusión común y pidan a su maestra o profesor que la verifique. VViiie tnto y Trabajo en aterialesMa • Un molde o una “V“V“V T Ma Contesten las siguientes preguntas. a) ¿Cuáles son los temas de física vistos hasta ahora que son tratados en el relato anterior? b) Describan el sistema de referencia expuesto en el relato. c) Imaginen cuál sería su velocidad sentados en un sillón con respecto a: - El Sol. - Su escuela. - El centro de nuestra galaxia. - El centro de la Tierra. d) Aunque ustedes no cuentan con los datos para calcular la velocidad exacta, ordenen, a partir de lo que saben e imaginan, los casos anterio- res, de menor a mayor velocidad obtenida. e) ¿Creen que las personas que viven en México se mueven igual con respecto al centro de la Tierra, que las que viven en Canadá? ¿Por qué? (Vean el globo terráqueo en la página anterior e imaginen el movimiento de éste alre- dedor de su eje para responder esta pregunta). f) ¿Por qué suponen que hace más frío en Alaska que en México? g) ¿En qué dirección y con qué rapidez debería moverse un avión para estar siempre del lado del Sol? ontesten las siguientes preguntas. a) ¿Cuáles son los temas de física vistos t dos en el relato
  3. 3. El movimiento 39 Análisis de los resultados: • Realicen el experimento que diseñaron. ¿Han logrado producir las olas parecidas a las olas del mar? Si no, pidan a su profesor que les indique una pista. • Observen los experimentos de otros equipos. ¿Qué método utilizaron para producir sus olas? • Reflexionen: ¿Cómo se mueven las moléculas del agua en este experimento? Escriban sus conclusiones y pidan a su profesor(a) que las verifique. El cierre Discutan en equipo: ¿Cuáles son las características comunes de las olas? Escriban sus conclusiones y compártanlas con otros equipos. Pidan a su profesor(a) que verifique si sus conclusiones son correctas. Las olas que han observado en la actividad anterior son un tipo de ondas, y esto son cuando soplaron en la tina de agua generaron un movimiento sobre la superficie de la misma. Se formaron las olas circulares de diferentes radios, que tenían sus puntos más elevados, llamados crestas y sus puntos más bajos, llamados valles. El movimiento ondulatorio no siempre podemos verlo. Te has preguntado alguna vez, ¿cómo es que podemos comunicarnos por medio de un celular, de un telégrafo o de la Internet?, o ¿debido a qué podemos ver televisión o escuchar la radio?, ¿cómo podemos calentar la comida con un microondas? Mucha de la infor- mación que recibi- mos nos llega en algún tipo de onda. El sonido y la luz viajan en forma de olas. El sonido es energía que llega a nuestros oídos en forma de onda. La luz es energía que llega a nuestros ojos en forma de otro tipo de olas llamadas electromagné- ticas. Las señales que cap- turan nuestros aparatos de radio y televisión también se propagan en forma de ondas electromagnéticas. Si tenemos una fuente vibrante, esta emitirá ondas que llevarán esta vibración hasta otro punto donde puede haber un receptor que las capte. Es importante notar que la fuente no envía objetos hasta el receptor, simplemente hace vibrar. Lo que se transmite es energía; si pones un papelito a flotar en agua, ¿viaja con las olas? Fíjate bien en su movimiento y verás que sólo se mueve de arriba a abajo. Por ejemplo, cuando el profesor pasa lista, la onda del sonido se propaga por el salón, como una perturbación en el aire, lo que significa que las moléculas del aire que salen de la boca del profesor vibran y empujan a otras moléculas y luego éstas a otras, y así siguen hasta que finalmente la voz de tu profesor llega a tus oídos, gracias a las moléculas del aire que están cerca de ti. Las moléculas del aire que salen de la boca de tu profesor no llegan a tus oídos, pero su voz sí lo hace. qué podemos ver televissión o escuchar la radio?, tar la comida con a s né- cap- atos Fig. 1.29 Al caer un objeto en el agua se forman ondas. molécula. Una partí- cula que constituye la mínima cantidad de una sustancia que mantiene todas sus propiedades químicas.
  4. 4. Bloque 1 40 En parejas, realicen el siguiente ejercicio: Materiales: • Un vaso transparente. • Un diapasón. • Agua. Ponemos el agua en el vaso, de manera que el vaso sólo contenga una cuarta parte de su capacidad. Dale un pequeño golpe al diapasón con la mesa e introduce una parte de él en el agua. ¿Qué tipo de ondas se generaron? En este caso, ¿cuál es la fuente del movimiento? Es suficiente observar un sismograma para com- probar que la corteza terrestre es encuentra sujeta a vibraciones constantes muchas veces provocadas por causas externas. Pero también existen oscilaciones más intensas producidas en el seno de la tierra por alguna de estas tres causas: • Hundimiento de grandes cavidades subterráneas. • Violentos golpes por obturación de los conductos naturales, en los que se agolpa la lava o los vapores volcánicos. • Movimiento tectónico de las placas, en la corteza terrestre. Todo este choque que sucede entre placas tectó- nicas es el factor principal que produce las ondas sísmicas, las cuales transportan energía. El 19 de septiembre de 1985, en las costas de Michoacán se localizó el epicentro del terremoto que más daño ha causado en nuestro país, en especial en la ciudad de México, debido a la gran cantidad de energía que liberaron las ondas que lo originaron. Una onda es una perturbación que se propaga a través de un medio físico (por ejemplo el sonido) o a través del espacio vacío (luz). Los elementos de una onda ¿Q es lll E pprop vvibv ccauc mám aalgal • • na vo t n sísmicas, lamicamica El 19 de septiembre de 1985, ee septiembre de 119Fig. 1.30 Mediante el sentido del oído captamos las ondas sonoras. Fig. 1.31 Las ondas sísmicas transportan tal cantidad de energía que pueden llegar a derribar grandes construcciones. EEEEn alicecen eceaa ercicio:io: MMM les:Materialeale areaea eje lM t i l
  5. 5. El movimiento 41 Una simple ola de mar tiene ligeras diferencias de otra, debido a las características que cada una posee, y para comprenderlo, primero debemos ver la figura que indica los elementos que caracterizan una onda y sus nombres: 1. Cresta: es el punto más alto de la onda. 2. Valle: es el punto más bajo de la onda. 3. Línea de equilibrio: es la línea recta imaginaria que coincide con el punto medio de la vibración de una onda. 4. Nodo: punto donde la onda y la línea de equilibrio se cruzan. 5. Amplitud de onda: se nombra así a la distancia que hay entre una cresta o el valle de una onda y la línea de equilibrio. 6. Longitud de onda: es la distancia entre la cima de una cresta y la cima de la cresta siguiente, o bien de valle a valle. Se representa mediante la letra griega lambda, λ (y se mide en metros). A la cantidad de vibraciones producidas en una unidad de tiempo se le llama frecuen- cia y se simboliza con la letra f. f ‫؍‬ número de oscilaciones/tiempo La unidad de frecuencia es y se llama Hertz: [f] ‫؍‬ ‫؍‬ 1 Hz (1 Hertz) Se le dio este nombre en honor a un físico alemán nacido en 1857 llamado Heinrich Rudolf Hertz, que fue el primero en construir un aparato para producir ondas de radio. Sobre este tipo de ondas y sus características encontrarás información más adelante. Cuando la onda recorre la distancia igual a su longitud y completa un ciclo se dice que ha ocurrido una oscilación, y al tiempo en que la onda tarda en realizar esa oscilación se le llama periodo, el cual se representa con la letra T; sus unidades son los segundos (s). El periodo y la frecuencia de una onda están relacionados de la siguiente manera: f ‫؍‬ o bien T ‫؍‬ De acuerdo con lo que has leído, ¿cuál es la frecuencia de una onda de 150 Hz en vibraciones por segundo? ¿Y su periodo?
  6. 6. Bloque 1 42 Tipos de ondas La gran mayoría de la información que captamos mediante los sentidos llega a éstos en forma de ondas. Nuestros oídos captan las ondas de sonido mientras que las ondas luminosas son percibidas por nuestros ojos. ¿Habrá otros tipos de ondas?, y de ser así, ¿cuántos? “¡Qué onda!” Para esta actividad necesitaran una cuerda y un resorte de plástico. Experimento 1: Entre dos de ustedes tomen por los extremos la cuerda y estírenla. Uno de ustedes suba y baje rápidamente una vez su extremo, de tal forma que se genere una onda en la cuerda. ¿Pueden ver cómo viaja por la cuerda? Repítanlo cambiando la velocidad del movimiento de su mano y la tensión de la cuerda. Escriban en su cuaderno sus observaciones. Hagan una marca o cuelguen un pedazo pequeño de papel en un punto intermedio de la cuerda. Pongan atención en la marca de la cuerda y digan cómo se mueve cuando generan ondas. Escriban sus observacio- nes. Experimento 2: Tomen el resorte por los extremos y estírenlo un poco. Uno de ustedes aplástelo en un extremo y suéltelo rápidamente. ¿Qué observan? Repitan el ejercicio contrayendo una mayor cantidad de resorte o estirándolo más. Escriban sus observaciones. Ahora hagan una marca o cuelguen una banderita en algún punto intermedio del resorte, como en el experimento 1. Generen ondas y observen como se mueve la marca. Escriban sus observaciones. “¡Qué onda!” d ecesitaran una cuerda y un resort l Las ondas se pueden clasificar en dos tipos, según la forma en que se propagan. • Ondas longitudinales. Son las ondas que has observado en el experimento 2. Se les llama así debido a que las partículas del medio por el que viaja la onda vibran o se mueven en la misma dirección en la que viaja la onda. Las ondas de sonido son representantes de este tipo de ondas.
  7. 7. El movimiento 43 • Ondas transversales. Son las ondas que has observado en el experimento 1. Se dan cuando el movimiento del medio es perpendicular a la dirección en que viaja la onda; por ejemplo, las cuerdas de algún instrumento musical, ondas luminosas, las ondas de radio o televisión, etcétera. “¿Y las olas?” Ya sabemos que las olas son ondas, pero, ¿qué tipo de ondas? ¿Son transversa- les o longitudinales? En esta actividad tu tendrás que diseñar el experimento que te permita averiguarlo. Recuerda que ya sabes cómo generar olas en un reci- piente con un popote. ¿Qué pondrías para ver cómo se mueve el agua? Te suge- rimos un pedacito de papel. Escribe tus conclusiones y comparen en clase los diferentes experimentos. “¿Y las olas?” a sabemos que las olas son ondas, pero, ¿qué tipo de l o longitudinales? En esta actividad tu tendrás qu d ue ya sabes cóm Rapidez de propagación Si conocemos el tiempo que tarda una onda en reco- rrer una distancia, entonces se puede calcular la rapidez de la onda. La rapidez con la que se mueven las ondas a través de un medio, ya sea físico o en el vacío, se conoce como rapidez de propagación. Pero, ¿cómo saber cuál es la rapidez? Si recordamos que es la rapidez, tenemos que es la magnitud de vϭ . Entonces necesitamos un desplazamiento de la onda y el tiempo que tarda. Recordemos un poco más: el periodo es el tiempo que tarda en completar una oscilación, y cuando esto pasa la onda se desplazo una distancia igual a su longitud de onda λ. Así que la rapidez la podemos encontrar de la relación: vϭ De esta ecuación resulta que las unidades de la rapidez de propagación es la misma que en los casos anteriores: [v]ϭ En unidades del SI. Por otro lado, como sabemos, la frecuen- cia se relaciona con el período de la siguiente forma: fϭ , así que también podemos escribir: v ϭ ϭ fλ Pero pueden surgir más dudas, ¿no? Por ejemplo, ¿de qué depende la velocidad de propagación? ¡Descubrámoslo! Fig. 1.34 Las ondas de radio son transversales. Fig. 1.33 Las ondas sonoras son longitudinales.
  8. 8. 44 Bloque 1 Cómo ya observaste, la rapidez depende de la tensión del resorte. En el caso de otros medios por los que viajan ondas, por ejemplo el agua, pasa lo mismo, es decir que la rapidez depende del medio y no de la frecuencia o la longitud de la onda. Así encontramos que todas las olas en el mar viajan con la misma rapidez. Lo mismo pasa con el sonido, todos los ruidos viajan con la misma rapidez, ¿crees que se entendería lo que dice alguien si no fuera así? En el caso del sonido resulta que su rapidez en el aire es de 340 mientras que en el agua es aproximadamente 4 veces mayor. Investiga la rapidez de la luz, ¿será mayor? Te sorprenderás. Relación entre longitud de onda y frecuencia Observa la siguiente ilustración: Compara estos dos esquemas de ondas producidas por dos materiales en vibra- ción, ¿es la misma distancia entre el punto de inicio y término en ambos dibujos? ¿Recuerdas qué es la longitud de onda? Si lo necesitas lee este tema en las pági- nas correspondientes y traza una línea en cada esquema para evidenciar gráfica- mente la longitud de onda en cada uno. ¿En cuál esquema es mayor la longitud de onda? Cuenta el número de ondas de cada esquema. ¿Cuántas ondas hay en cada uno? En el 1: En el 2: Supongamos que se produjo esta cantidad de ondas en ambos objetos en el lapso de un segundo. ¿En cuál esquema hay mayor número de ondas por segundo (la frecuencia)? ¿Qué relación encuentras entre la frecuencia y la longitud de onda? Completa estas frases con “mayor” o “menor”: A mayor frecuencia, longitud de onda. A menor frecuencia, longitud de onda. Com pro ció de ¿ Si na ca m d e u 1 2 “Ondas rápidas y lentas” Para esta actividad necesitaran un resorte, de unos dos o tres metros, como los que se usan en la ropa. Amarren los extremos del resorte a un par de bancas y ténsenlo un poco. En uno de los extremos doblen un poco el resorte y suelten. Repitan doblando más o menos. Observen cómo viaja la onda y pongan atención en su rapidez de propaga- ción. Ahora separen un poco las bancas de tal forma que quede un poco más tenso el resorte y repitan. ¿La onda viaja igual? ¿Se ve más rápida? Repitan y escriban sus observaciones en su cuaderno. “Ondas rápidas y lentas” esta actividad necesitaran un resorte, de unos es metros, como los que se usan en la ropa. Ama de bancas y téns Có resorte. En el caso de agua, pasa lo mismo, es decir que la longitud de la onda. Así encontr rapidez. Lo mismo pasa con el s ¿crees que se entendería lo que di que su rapidez en el aire es de 34 o tre los extr un poc y suelt viaja ción. que viaj ob ara e tre
  9. 9. El movimiento 45 Calcularemos ahora la longitud de onda con la siguiente relación matemática (fórmula): V ‫؍‬ f λ Donde V es la rapidez con la que viaja la onda, que por lo regular sus unidades son de SI ( m s ). λ es la longitud de onda, por lo regular sus unidades son de SI (m). f frecuencia; por lo regular sus unidades son de SI (Hertz). Considerando que la rapidez del sonido en el aire es de 340 m s , ¿cuál será el valor de la longitud de onda de un sonido cuya frecuencia es 680 Hertz? Datos: λ ‫؍‬ 340 m s f ‫؍‬ 680 Hz Fórmula: λ ‫؍‬ 340 m s / 680 Hz ‫؍‬ 0.5 Despeje: V ‫؍‬ f λ Dado que queremos conocer la longitud de onda, despejamos entonces la frecuencia del lado izquierdo de la ecuación. Como la frecuencia está multiplicada por la longitud de onda, entonces pasa dividiendo del lado izquierdo de la ecuación así como se hacen los despejes en matemáticas. La ecuación queda Sustitución: V f ‫؍‬ λ λ ‫؍‬ 340 m s 680 1 s Finalmente, la longitud de onda de ese sonido es de 0.5 m. “Caravana de ondas” • Tenemos una caravana de ondas en la que la longitud de onda (λ) es de 3 centímetro y en un punto en particular pasan 4 ondas por segundo (ésta es la frecuencia f de nuestra caravana de ondas). Buscamos la rapidez de propagación de la caravana. Datos f ‫؍‬ 4 Hz λ ‫؍‬ 3 cm V ‫؍‬ ? Como en un segundo pasan 4 ondas, cada una con una longitud de 3 centímetro, la caravana de ondas habrá avanzado 12 centímetro en este segundo. Este resultado también podemos obte- nerlo con la fórmula para calcular la rapidez de propagación: Fórmula: V ‫؍‬ f · λ Sustitución: V ‫؍‬ 4 Hz · 3 cm V ‫؍‬ 12 cm en este segundo Así, la velocidad de propagación de esta onda es de 12 m s . • Imagina ahora que vas de vacaciones a una playa y, al estar en el mar, las olas tendrán una longitud de onda (λ) de 20 centímetro y una fre- cuencia (f) de 2 ondas por segundo. ¿Cuál sería su velocidad de propagación? . • Explica tu resultado y haz un dibujo parecido al de la figura anterior. “Caravana de ondas” • Tenemos una caravana de ondas en la que la d de onda (λ) es de 3 centímetro y en un gundo • 454 Exp de la figura anterior. 3 cm Posición inicial de las ondas 4 ondas 12 cm Posición un segundo después
  10. 10. Bloque 1 46 Características del sonido ¿Recuerdas que al principio de nuestro tema establecimos que el sonido se propaga mediante ondas? De manera general, parece que el sonido sólo es la sensación que per- cibimos a través de nuestros oídos. Sin embargo, es mucho más que esto. La velocidad del sonido varía de manera considerable según el material en el cual via- jen las ondas. Las velocidades más altas se deben parcialmente a las fuerzas de mayor magnitud entre las moléculas. • Así, la velocidad del sonido en el aire seco a cero grados centígrados es de 330 m s • La velocidad del sonido en el agua a cero grados centígrados es de 1 400 m s • La velocidad del sonido en el concreto es de 5 000 m s Algunas superficies duras, como las paredes, reflejan las ondas sonoras. Cuando se escucha un eco se está escuchando un sonido reflejado tiempo después de emitirse el sonido original. Las ondas sonoras detectadas por el oído humano tienen longitudes de onda que van desde aproximadamente 1 centímetro hasta 15 metros. Propiedades del sonido Un sonido posee tres propiedades: intensidad, tono o altura y timbre. Estas propiedades están determinadas por las características de las ondas. Intensidad. Cuando decimos que un sonido es débil o fuerte, en realidad nos referimos a su intensidad, la cual está directamente relacionada con la cantidad de energía transportada por las ondas sonoras. Esta cantidad de energía será mayor cuanto mayor sea la amplitud (no confundir con la longitud de onda) de las mismas. De tal manera que un sonido débil es un sonido de baja intensidad y un sonido fuerte es un sonido de alta intensidad. Así, por ejemplo, si a un tambor se le golpea con poca fuerza, éste vibrará de tal manera que la ampli- tud de las ondas que se generen será pequeña y, por lo tanto, el sonido que se escuche será de baja intensidad; es decir, será un sonido “débil”. Por el contrario, si el tambor es golpeado con más fuerza, éste vibrará más, por lo que la amplitud de la onda será mayor y entonces el sonido que se produzca será más intenso, y nuestro oído lo captará como un sonido “fuerte”. El decibel o decibelio, décima parte del bel (dB) es la unidad con que se mide la intensidad del sonido. Tono o altura. El tono es la propiedad del sonido que nos permite diferenciar los sonidos graves de los agudos. Esta propiedad del sonido está relacio- nada con la frecuencia de la siguiente manera: a mayor frecuencia, más alto o agudo es el sonido; a menor frecuencia, el sonido es más bajo o grave. Pro U Est ond I rea re so a ta s s v tu se Fig. 1.35 Los perros tiene un oído más aguzado que el de los humanos. te li- n el a o Fig. 1.36 Los murciélagos producen sonidosultrasónicos que utilizan para orientarse.
  11. 11. El movimiento 47 Timbre. Es la propiedad que nos permite distinguir el sonido producido por diferentes instrumentos u objetos, aun cuando se toque en ellos la misma nota musical y con la misma intensidad. Así, es posible distinguir el sonido que produce un trombón del sonido que produce una trompeta. La sensibilidad de nuestro oído para captar y soportar la intensidad de un sonido tiene un límite máximo alrededor de los 120 dB. Este valor se conoce como umbral del dolor, pues la intensidad de sonido superior a este valor causa severas molestias e incluso puede provocar sordera. El oído humano está diseñado para captar una gama de frecuencias que va desde los 20 Hz hasta los 20 000 Hz. Los sonidos de frecuencia menor a 20 Hz ya no son captados por el sentido del oído, por lo que reciben el nombre de sonidos infrasónicos, mientras que a los sonidos por arriba de 20 000 Hz se les llama sonidos ultrasónicos, y tampoco los pode- mos escuchar, pero algunos animales como los murciélagos y los perros sí. Existen personas que no oyen sonidos tan agudos como el chirriar de los grillos o el chillido de los murciélagos. No es que sean sordas; resulta que su oído funciona normal- mente, pero no pueden percibir los tonos muy elevados. En realidad, nuestro oído no logra percibir todas las vibraciones que se generan a nuestro alrededor. ¿Sabías que, por ejemplo, un mosquito emite sonidos cuyo tono responde a 20 mil oscilaciones por segundo? Bueno, pues esos tonos los podrán percibir algunos oídos, pero otros no. “La danza del confeti” Los instrumentos musicales vibran y nos deleitan con sus sonidos, ¿no crees? • Formen equipos de trabajo y prueben lo siguiente: Materiales: • Confeti de colores. • Consigan un pandero o un tambor pequeño como los que utilizan en la banda de guerra de tu escuela. • Unas baquetas o palos de madera para golpear la superficie del tambor. Procedimiento: • Extiende el confeti sobre la superficie del tambor. • Golpea con las baquetas o palos de madera la superficie del tambor. • Golpeen el tambor en diferentes puntos de su superficie. • Describe el movimiento del confeti al momento de golpear el tambor. ¿Existe alguna diferencia en el sonido que perciben al cambiar el punto del golpe del tambor? ¿Cambia el movimiento del confeti al cambiar el punto donde golpean? • Dibujen el movimiento del confeti al golpear el tambor. ¿Te parece que el sonido también nos permite expresar ideas y sentimientos? ¿Por qué? “La danza del confeti” os instrumentos musicales vibran y nos deleitan con F en equipos de trabajo y prueben lo siguiente: Algunas aplicaciones de las ondas del sonido ¿Has escuchado hablar del ultrasonido? Gracias al desarrollo de la tecnología y la ciencia, hoy se tienen los medios para pro- ducir “sonidos silenciosos” cuyas frecuencias son mayores que las audibles por el ser humano. La frecuencia máxima que se ha conseguido obtener en la actualidad es igual a mil millones de vibraciones por segundo.
  12. 12. Bloque 1 Fig. 1.37 Las frecuencias ultrasónicas tienen varias aplicaciones. El ultrasonido produce vibraciones que ejercen acciones muy enér- gicas sobre los organismos vivos; por ejemplo, si aplicamos estas vibraciones sin control sobre peces y ranas durante un tiempo específico, mueren. Las vibraciones ultrasonoras se emplean en medicina; los ultrasonidos tienen aplicaciones muy útiles para el hombre como en la limpieza dental. También son útiles para los médicos, pues les permiten realizar estudios de reconocimiento del interior del cuerpo humano, por lo que se utilizan para detectar malformaciones de los órganos inter- nos y tumores, etcétera. En el caso de las mujeres embarazadas es útil para verificar que el desarrollo del feto no presente problemas. Sugerencia de una práctica de laboratorio Fig. 1.38 Las vibraciones sonoras viajan por el hilo tensado. 48 Propósito: Observar las características del sonido y sus medios de propagación. Para esto serán necesarias varias sesiones en el laboratorio de física, de acuerdo con el criterio de tu profesor(a). Primera parte Materiales: • Dos vasos de yogur vacíos, limpios y secos. • Dos palillos. • Un alfiler. • Un hilo de algodón, largo. • Vasos de plástico de diferentes tamaños. • Hilos de diferente material o grosor. Procedimiento: • Con el alfiler haz una perforación en el fondo de los vasos. Introduce un extremo del hilo a uno de los vasos y amárrale un trozo de palillo para que no se salga. Haz lo mismo con el otro extremo del hilo en el otro vaso. • Pide a un compañero que sostenga uno de los vasos y haz lo mismo con el otro. Sepárense hasta que el hilo esté completamente tensado. Ahora, dile que hable claramente en el interior de su vaso, mientras tú escuchas por el otro. ¿Qué oyes? ¿La voz de tu compañero se escu- cha igual que cuando platican? • Repite lo indicado en el paso 2, pero sin tensar el hilo. ¿Qué sucede? • Realiza nuevamente el procedimiento de la práctica, usando vasos de diferente tamaño e hilos de diferente material y grosor. • Anota y esquematiza tus observaciones. Segunda parte Materiales: • Tres botellas de plástico de 1 litro de capacidad. • Agua. Ahora escu ch • s • • M
  13. 13. El movimiento 49 Procedimiento: • Numera las botellas del 1 al 3. • Agrega a la botella número uno, de litro de su capacidad de agua. • A la botella número dos, agrégale de litro de agua. • A la tercera botella, ponle litro de agua. • Sopla sobre la boca de la botella 1 de manera perpendi- cular, para producir un sonido. • Repite el paso anterior en cada una de las botellas. ¿En cuál de las botellas se percibió de manera más intensa el sonido y la vibración? Tercera parte Materiales: • Tres tubos de ensayo. • Un diapasón u otro objeto delgado que vibre fácilmente. • Una gradilla. • Agua. • Alcohol. • Aceite. Procedimiento: • Numera los tubos de ensayo del 1 al 3 y colócalos en la gradilla. Agrega a cada uno de las siguientes sustancias: • Al tubo número 1, agua. • Al tubo número 2, alcohol. • Al tubo número 3, aceite. • Golpea ligeramente en el dorso de tu mano el diapasón y ense- guida acércalo a la boca del tubo número 1. Observa la forma- ción de ondas y anota cómo es el sonido que percibes. • Repite el paso anterior en cada uno de los tubos restantes y anota tus observaciones. Cuarta parte Materiales: • Tres copas (de tallo largo de preferencia). • Agua. Procedimiento: • Numera las copas del 1 al 3. • A la copa 1, agrégale agua hasta la mitad de su capacidad. • A la copa 2, agrégale agua hasta 1 3 de su capacidad. • A la copa 3, agrégale muy poca agua, de manera que permanezca casi vacía. • Humedece uno de tus dedos y frota el borde de la primera copa, hasta que logres escuchar el sonido. • Repite el paso anterior con las copas 2 y 3. • Anota y esquematiza tus observaciones. Fig. 1.40 El vidrio vibra por la fricción del dedo en él. Se generán ondas sonoras que se propagan al agua y al aire. Fig. 1.39 La formación de ondas varía según el medio en que se propaguen. FigFi . 1.3939 LaLa ff ondas varv íídede ononond írí ioi enellel medmediiddio nn qqn uenpropropagpaguuu ... 4040 ElElFigFig. 1. 1.4.44 ElEl vividridrio vo vibrbra pa pEl iiónónlala frifrifr ccicci deldel dededodo enen éléld ááSS gg dd
  14. 14. 50 Bloque 1 “Experiencias alrededor de la caída libre” Hasta el momento ya tenemos varias herramientas que nos permites estu- diar con cuidado el movimiento de los objetos, así que podemos comenzar a utilizarlas. Conocemos bien una clase particular de movimiento: el movi- miento uniforme. Nos falta saber de muchos otros. En particular hay un movimiento que durante muchos años ha fascinado a mucha gente: la caída de los cuerpos. En la actividad anterior ya has hecho tus primeras observaciones de este movimiento, ¿qué piensas? ¿Será un movimiento uniforme? ¿De qué depende la velocidad con la que cae al suelo cada uno de los objetos? ¿Será que el aire afecta la forma en la que caen? Busquemos la respuesta a estas preguntas. ¿Te has fijado que cuando alguien corre rápido se le mueve el pelo con el viento? ¿Por qué crees que sea? ¿Qué pasará cuando cae un objeto? 2. El trabajo de Galileo: Una aportación importante para la ciencia 2.1 ¿Cómo es el movimiento de los cuerpos que caen? Aprendizajes esperados • Identificar a través de experimentos y de gráficas las características del movimiento de caída libre. • Aplicar las formas de descripción y representación del movimiento anali- zadas anteriormente para describir el movimiento de caída libre. • Contrastar las explicaciones del movi- miento de caída libre propuestas por Aristóteles con las de Galileo. • Valorar la aportación de Galileo como uno de los factores que originaron una nueva forma de construir y validar el conocimiento científico, basada en la experimentación y en la reflexión acerca de los resultados. • Analizar la importancia de la sistema- tización de datos como herramienta para la descripción y predicción del movimiento. “Cuerpos que caen” Materiales: Una goma, un lápiz, una hoja de papel, una pluma de ave, un borra- dor, un cuaderno, una piedra y, si pue- des conseguir más objetos, mejor. Procedimiento: • Reúnete con cuatro compañeros y consigan los materiales. • Dejen caer 2 objetos diferentes desde la misma altura y al mismo tiempo. Observen si llegan al suelo en el mismo momento o no. • Haz lo mismo con los demás objetos; por ejemplo, ahora dejas caer el lápiz con la piedra, luego el cuaderno con el borrador; en fin, usa tu creatividad. • Observenloqueocurreyrespondanlas siguientes preguntas en el cuaderno. ¿Cuál de los objetos llegó último al suelo? ¿Cuáles objetos cayeron al mismo tiempo? Según lo que observaste en las pruebas que hiciste, ¿por qué un objeto cayó más rápido que otro? “Cuerp ca Material im A ¿Cómo es el movi- miento de los cuerpos que caen? ¿Caen con la misma velocidad? ¿De que depende la velocidad con la que caen? ¿Será un movi- miento uniforme? ovi- s¿Cómo es iento de los cuerCómo es el mo Fig. 1.41 Los objetos caen porque son atraídos por la gravedad.
  15. 15. El movimiento 51 “¡No soplen!” Para este experimento necesitarán cuatro hojas de papel idénticas. Formen equipos de tres estudiantes y realicen lo siguiente: Tomen tres de las hojas de papel y háganlas bolita, una más compacta que la otra. Para la más pequeña písenla para que quede bien compacta. Uno de ustedes se subirá a una silla y dejará caer al mismo tiempo dos de los pape- les y el resto verificará cuál de ellos llegó primero al piso. Repitan el experimento cambiando los papeles hasta que tengan una lista en la que digan cuál de las cua- tro llegó primero, cuál segundo, etcétera. Respondan las siguientes preguntas: ¿A qué creen que se deba la diferencia en la caída, que la provoca? ¿Qué crees que pasaría si hubiera mucho viento? ¿Qué crees que pasaría si no hubiera aire? “¡No soplen!” ara este experimento necesitarán cuatro hojas de ipos de tres estudiantes y realicen lo siguiente: á ompacta que la o La siguiente actividad nos ayudara a encontrar las respuestas. El movimiento de caída libre según Aristóteles y Galileo En la antigua Grecia, Aristóteles se interesaba en la filosofía natu- ral. Vivió entre los años 384-322 antes de nuestra era; le provocaba mucho interés el tema de la caída libre y afirmaba que la resistencia del aire afectaba la velocidad con la que caía un objeto. Decía que mientras menos resistente fuera el medio (como el aire en nuestro experimento) mayor sería la velocidad, de tal forma que si pudiéramos quitar todo el aire, la velocidad de caída de un cuerpo, ¡sería infinita! Esto lo llevó a pensar que no existe el espacio vacío. Durante dos mil años se pensó que así era la naturaleza, hasta que Galileo Galilei decidió hacer experimentos y observar. Hagamos algunos nosotros mis- mos y observemos cómo es la naturaleza. Con la actividad anterior podemos concluir que podemos hacer que la resis- tencia del aire afecte poco la caída del cuerpo, si tomamos cuerpos compactos y lisos, podemos despreciar la resistencia del aire: ¿cómo cambia la caída de las dos bolas más compactas y cómo fue para la extendida y la menos compacta? La diferencia fue mucho menor cuando estaban más compactas. Pero ¿qué más afecta la caída de los cuerpos? ¿Qué pasa con el peso? Si dejo caer una canica y un ladrillo, ¿cuál llega primero al piso? Aristóteles tenía una idea sobre esto. Él decía que los objetos pesados caen mas rápido que los ligeros, de hecho decía que un objeto que pesa el doble que otro cae el doble de rápido. Dicho de otra forma, si a un objeto de 1 kilogramo lo dejo caer desde un metro de altura al mismo tiempo que otro objeto de 2 kilogramos de una altura de 2 metros, lle- garan al mismo tiempo al suelo. ¿Tú qué crees? ¿Qué crees que dijo Galileo? ¡Hagamos un experimento! En la antigua Vivió entre lo mucho E ral. Ya que las hojas de papel eran idénticas, no podemos pensar que la diferencia esta relacionada al peso u otra propiedad del papel, la única diferencia entre ellas era la forma. ¿Cómo afecta la forma? Pues tiene que ver con el aire que ofrece resistencia al paso del papel, así que para una hoja extendida es mayor que para una bolita muy com- pacta. ¿Qué pensaban en la antigüedad? Leamos lo siguiente. Fig. 1.42 Objetos en caída libre.
  16. 16. Bloque 1 52 Galileo Galilei hizo experimentos parecidos a los que acabamos de hacer y probó que la masa del objeto no afecta su caída (siempre que sea despreciable la resistencia del aire.) El hecho de hacer experimentos para conocer la naturaleza fue de las aportaciones más importantes de Galileo a la ciencia. De hecho Galileo, en su libro Diálogos acerca de dos nuevas ciencias, da a entender que creía que Aristóteles nunca hizo experimentos para verificar sus teorías. Esta diferencia en la forma de buscar respuestas es la que los llevó a conclusiones tan distantes. Ya concluimos que el peso de los objetos no afecta la forma en la que caen, así que parece que todos caen igual, ¡verifíquenlo! Tomen distintos objetos (una goma, una canica, un trozo de plastilina, y más objetos) y déjenlos caer. ¡Todos caen igual! Pero, ¿cómo caen? Recordemos que todavía hay preguntas que no respondemos: ¿es un movi- miento uniforme? De forma individual consigue papel mili- métrico y traza una gráfica de posición con- tra tiempo con la tabla de datos anterior. Contesta: ¿la gráfica que resulto corres- ponde a la de un movimiento uniforme? ¿Recuerdas cómo es en ese caso? ¿Qué puedes decir sobre el movimiento? ¿La velocidad es constante? Para desplaza- mientos que van del primer punto al segundo de la tabla, calcula la velocidad. Repite para todos los desplazamientos de posiciones “Lo pesado vs. lo ligero” Para esta actividad necesitarás tres botellas de plástico con tapa idénticas de 600 mililitros (o de otro tamaño). Trabajen en equipos de tres. Pongan agua en las botellas dejando a una de ellas con una tercera parte de agua, otra con dos tercios de agua y la otra llena. Antes de ver cómo caen, responde lo siguiente: si sueltan las botellas desde la misma altura, ¿cuál crees que llegaría primero al piso? Según las ideas de Aristóteles, ¿en qué orden llegarán al suelo si las solta- mos de la misma altura? Ahora hazlo. Suelten las botellas de dos en dos desde la misma altura y vean si alguna de ellas llega primero. Escriban sus observaciones en su cuaderno. ¿Tenía razón Aristóteles? ¿Fueron acertadas tus predicciones? ¿La masa afecta la caída de los cuerpos? Si dejas caer una canica a un lado de un ladrillo ¿llegará alguno primero al suelo? “Lo pesado vs. lo ligero” ara esta actividad necesitarás tres botellas de plást 600 mililitros (o de otro tamaño). Trabajen en equipo n una tercera pa “¿Cómo caen?” Para saber si se trata de un movimiento uniforme, tomaremos los resultados de un experimento ya hecho con una pelota en caída libre. El objeto se soltó desde una altura de dos metros y se tomaron las lecturas de un cronómetro a diferentes alturas de la caída; los datos se presentan en la siguiente tabla. “¿Cómo caen?” ara saber si se trata de un movimiento s los resultados de - ? - o a s 0 m 0.5 m 1 m 1.5 m 2 m 0.0 1.2 m 1.7 m 0.9 m 0.00 0.32 0.43 0.50 0.59 0.64
  17. 17. El movimiento 53 “Comparando ideas” Apartir de los ejercicios que realizaste y lo expuesto en los párrafos anteriores, compara las ideas de Aristóteles y Galileo sobre la caída de los cuerpos. • En tu cuaderno, escribe las ideas de Aristóteles y Galileo sobre la caída de los cuerpos. Aristóteles Galileo Mi opinión ante las diferencias de sus conclusiones y las razones en cuanto a su forma de trabajar: Tabla 1.4 Teorías sobre la caída libre de los cuerpos “Comparando ideas” consecutivas (por ejemplo de 0 m a 0.5 m; de 0.5 m a 0.9 m; etcétera.) tomando los intervalos de tiempo correspondientes (por ejemplo, para el primer caso el tiempo es de 0 s a 0.32 s). Mostraremos un ejemplo: De la marca de 0.9 m a 1.2 m tenemos un desplazamiento de d ϭ 1.2 m Ϫ 0.9 m ϭ 0.3 m Mientras que el tiempo es t ϭ 0.5 s Ϫ 0.43 s ϭ 0.07 s De esta forma la velocidad en ese tramo es de d 0.3 m Después de hacerlo para el resto de los desplazamientos, contesta: ¿Qué pasa con la velocidad al avanzar el tiempo? Escribe con tus palabras lo que puedes decir sobre la caída de los cuerpos.
  18. 18. Bloque 1 54 Experiencias alrededor de movimientos en los que la velocidad cambia Un microbús no mantiene la misma velocidad debido a las continuas paradas que el chofer del vehículo tiene que hacer, ya sea para subir o bajar pasajeros del transporte. Cuando en el semáforo se enciende la luz roja, el chofer pisa el freno para que el microbús se detenga; cuando ésta cambia a verde, el conductor pisa ahora el acelerador para que el microbús comience a moverse. Los casos que se mencionan impli- can cambios en la velocidad del microbús, pues en unas situaciones aumenta y en otras disminuye. Otro ejemplo de un cambio de velocidad que seguramente has obser- vado o vivido es cuando una bicicleta avanza de bajada; cuando la bicicleta va sobre un camino plano es más fácil mantener una veloci- dad constante, pero si baja por una pendiente el ciclista adquiere una mayor velocidad. 5444 Fig. 1.43 En un transporte de pasajeros la velocidad no es uniforme. Fig. 1.44 En una bajada la bicicleta adquiere mayor rapidez. “Mi carta a Galileo” • Escribe en tu cuaderno una carta con una extensión de una cuartilla dirigida a Galileo donde le expreses lo que piensas de sus aportaciones científicas, en específico sobre el movimiento de cuer- pos en caída libre. Puedes estar en desacuerdo con las aportaciones de Galileo, siempre y cuando tus opiniones tengan una base. • Ahora, elige a uno de tus compañeros(as) y dile que lea tu carta y que te comente qué opina de la misma. • Con ayuda de su profesor(a) realicen un periódico mural sobre Galileo y sus aportaciones a la ciencia. 2.2 ¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad cambia? La aceleración • Escrib artilla diri ortacionep pos en caída libre • cua apo Un para baja luz r ésta el m can aum O vad bic da m En la ciudad de México el sistema de transporte urbano cuenta con unidades que son más pequeñas que un camión; se llaman microbús. ¿Has viajado en uno de ellos? Según lo que conoces de este trans- porte público, ¿crees que éste man- tiene siempre la misma velocidad? ¿Por qué? ¿Sucede lo mismo cuando usas otro medio de transporte? n la c México e transport a con uni que un son más pequeñas bús ¿ de t cuenta á equeñas
  19. 19. El movimiento 55 La aceleración cómo razón de cambio de la velocidad en el tiempo ¿Qué entiendes por aceleración? ¿Por qué uno de los pedales del auto se llama “ace- lerador”? Cuando pisas el acelerador, ¿qué pasa? Cuando viajas en un automóvil sobre una carretera recta y observas la aguja del velocí- metro, ésta se mueve, dependiendo de qué tan rápido o lento sea el movimiento, lo cual significa que la velocidad del auto no es constante. Así como hay movimientos que pueden tener velocidad constante, también hay movi- mientos que no y éstos son los que cambian ya sea de magnitud de velocidad (rapidez), de dirección (como cuando el auto se encuentra con una curva), o alguna combinación de cambios tanto de magnitud de la velocidad como de dirección (cuando te dejas caer de una resbaladilla de caracol). Cuando la velocidad de un cuerpo está cambiando, ya sea que se modifique la mag- nitud de la velocidad o la dirección, o ambas, entonces decimos que el cuerpo está acelerando. La aceleración es una medida del cambio de la velocidad en el tiempo. Por ejemplo, la velocidad del auto aumenta cuando se pisa el acelerador y disminuye cuando aplicamos los frenos (se desacelera, pues la velocidad disminuye). Como la velocidad es un vector, la aceleración también lo es. Si queremos saber cómo cambia la velocidad, podríamos esperar una respuesta que fuera: “aumenta 2 cada segundo.” Pero tal vez podríamos decir que al principio la velo- cidad aumentó y al final disminuyó: en este caso el cambio no fue constante. En otras palabras, podemos tomar todos los movimientos acelerados y dividirlos en dos: los de aceleración constante y los de no constante. En esta sección trabajaremos sólo con el primer caso, también llamado movimiento uniformemente acelerado. Recordemos cómo definimos la velocidad: es una medida del cambio de posición con respecto del tiempo y la definimos como v = . Pues si queremos una medida del cambio de la velocidad respecto del tiempo, ¿cómo crees que la podemos definir? La aceleración “a” se define así: a ϭ ϭ Vfinal ؊ Vinicial tfinal ؊ tinicial Sus unidades en el sistema internacional son: [a] ϭ v ϭ m/s ϭ m [t] s s2 “Cada vez más veloz” • Describe en tu cuaderno otros tres ejemplos donde observes o percibas que la velo- cidad cambia. Puedes ilustrarlos y explicar los motivos por los que esto sucede. Si recuerdas, en el tema anterior aprendiste que la rapidez y la velocidad no son lo mismo. La rapidez es la distancia que recorre un cuerpo en un determinado tiempo; puede ser una bicicleta o cualquier cuerpo en movimiento; mientras que la velocidad es el desplazamiento de un cuerpo en un determinado tiempo, esto implica que lleven una dirección y sentido. A continuación veremos por qué el cambio de velocidad de un cuerpo implica una aceleración. “Cada vez más veloz” • Describe en tu cuaderno otros tres ejemplos donde obs idad cambia Puedes ilustrarlos y explicar los motivos ndiste que la rapi
  20. 20. Bloque 1 56 En el caso de que un cuerpo parta desde el reposo, su velocidad inicial y su tiempo inicial serán cero; entonces, la aceleración queda representada de la siguiente manera: Si queremos calcular sólo la magnitud de aceleración, la fórmula queda representada cómo: a ‫؍‬ V/t Por último, el signo de la aceleración nos indica si hay una aceleración (signo positivo) o si hay una desaceleración (signo negativo), que ocurre cuando un cuerpo disminuye su velocidad. Supongamos que una automóvil se mueve con una aceleración de ¿Explica con tus palabras todo lo que puedas decir sobre el movimiento del auto. ¿Cuál es la diferencia entre velocidad y aceleración? El diagrama que se muestra a continuación representa las velocidades en los tiempos correspondientes de una motocicleta que parte del reposo. Después de ocho segundos, tiene una velocidad de 20 . Contesta las siguientes preguntas: • ¿Cuánto aumenta la velocidad de la motocicleta de un segundo a otro? Recuerda la definición de aceleración y observa los cálculos que ya están hechos. 2.5 5 1 s Velocidad inicial Velocidad final Tiempo inicial Tiempo final 2 s m s m s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 Velocidad (m/s)
  21. 21. El movimiento 57 “Cada vez más rápido”• Para entender mejor lo anterior, a continuación te describi- mos e ilustramos un movimiento acelerado cuya velocidad va en aumento. En tu cuaderno, representa el movimiento con un dibujo y calcula su aceleración usando la fórmula anterior. Al manejar su bicicleta sobre una carretera, Mariana, al cabo de 12 segundos, adquiere una velocidad de 5 m s . Al bajar por una calle inclinada, en el segundo 18 su velocidad pasa a 8 m s , ¿cuál es la aceleración que alcanzó Mariana en la calle que bajó? “Cada vez más rápido”• Para entender mejor lo anterior a contin ó mos e ilust “Graficando velocidades”Haz una tabla con dos columnas: en una de ellas escribe los tiempos de la moto de la actividad anterior y en la otra las velocidades que le corresponden.Traza una gráfica de velocidad contra tiempo para este movi- miento. ¿Cómo es la gráfica? ¿Te recuerda a alguna que ya trabajamos? Escribe las similitudes y diferencias entre esta gráfica y una de movimiento uniforme. “Graficando velocidades”Haz una tabla con dos columnas: en una dos tiempos d Tabla 1.7 El cambio de la velocidad durante la caída libre Tiempo (s) Velocidad ( m s ) 0.5 4.9 1 9.8 1.5 14.7 2 19.6 2.5 24.5 3 29.4 3.5 34.4 4 39.2 De la definición de aceleración tenemos a = Termina las operaciones y encuentra a; no olvides poner sus unidades. Ahora calcula la aceleración para otros dos inter- valos; por ejemplo, del segundo 2 al 3, del segundo 3 al 5 o del segundo 4 al 8. ¿La aceleración se mantiene constante? ¿Se trata de un movimiento uniformemente acelerado? Ya que sabes cuánto vale la aceleración responde, ¿qué te dice ese número? Antes de responder, compara el valor de a con lo que aumenta la velocidad en cada segundo. Aceleración en gráficas velocidad-tiempo Cómo ya sabemos, las gráficas nos dan información muy importante acerca del movi- miento de los cuerpos. Revisa el texto y tus apuntes para recordar las características de las gráficas de posición contra tiempo que hemos estudiado, ¿cómo es la gráfica en el caso de un movimiento uniforme? ¿Cómo era la gráfica en el caso de caída de los cuerpos? Gráfica de velocidad-tiempo Ahora que hemos aprendido más sobre el movimiento en particular sabemos que es el movimiento acele- rado, veamos que tipo de movimiento es el caso de la caída libre. Se hizo un experimento en el que se midió la velocidad de una pelota en caída libre para diferentes tiempos. Los resultados se muestran en la siguiente tabla. De estos datos, ¿podrías decir si se trata de un movimiento uniformemente acelerado? Veamos. Elabora la gráfica de velocidad contra tiempo para estos datos. ¿Qué forma tiene? ¿De qué tipo de movimiento se trata? Como puedes ver, la gráfica que obtuvimos es una recta de la cual podemos interpretar que la velocidad está cambiando con relación al tiempo, pero uniformemente, por lo que se le llama movimiento unifor- memente acelerado. Por ser una recta, tiene una pendiente que pode- mos calcular tomando un intervalo de tiempo (Δt) sobre el eje horizontal y su correspondiente intervalo de velocidad (ΔV) en el eje vertical. La ecuación de la pendiente es: Pendiente ϭ ΔV/Δt que, si recuerdas, corresponde a la magnitud de la aceleración: a ϭ ΔV / Δt Para concluir nuestro análisis, calcula el valor de la aceleración para el caso de la caída de los cuerpos y escribe en un párrafo todo lo que hayas aprendido sobre la caída de los cuerpos: que tipo de movimiento es, el valor de la aceleración, si es igual o diferente para distintos obje- tos y todo lo que necesites.
  22. 22. Bloque 1 58 “La ciencia detrás del fútbol” ¿Alguna vez te has preguntado de qué manera se relacionan la ciencia y los deportes, por ejemplo, la física y el futbol? La ciencia nos rodea en todas las instancias de nuestras vidas. Y aun- que a veces no nos damos cuenta de que la ciencia está involucrada en todo lo que hacemos, es fundamental que pongamos atención y nos preguntemos cómo funcionan las cosas a nuestro alrededor. • Imagina que eres un gran reportero de deportes y que se te ha encargado rea- lizar una entrevista con el mejor jugador de futbol de la Selección Mexicana. • El caso es que justamente ese jugador anotó en el último partido un gol impresionante, ya que parecía que el balón no entraría en la portería y, justo en el aire, dio un giro que cambió su trayectoria y ¡goooool! • A partir de esto, la entrevista que llevarás a cabo tendrá como tema principal los fenómenos físicos vistos hasta ahora, que intervienen en este deporte. • Las siguientes preguntas te pueden servir de guía y ejemplo para tu trabajo. a) ¿Qué dimensiones tiene una cancha de futbol profesional? b) ¿Con qué materiales debe elaborarse un buen balón? c) ¿A qué rapidez promedio se mueve un balón sobre una cancha de pasto? d) ¿De qué depende que un jugador mantenga o varíe su trayectoria en una jugada? e) ¿Qué elementos intervienen para que un balón tome la trayectoria específica en dirección a la portería? f) ¿Cómo se logra el desplazamiento del balón hacia arriba o hacia el frente? g) ¿Cómo se logra que el balón gire sobre su propio eje? h) ¿Afecta la emisión de tanto ruido en un partido como en el tenis? ¿Por qué? • Escribe un mínimo de 10 preguntas y un máximo de 20 en tu cuaderno. • Con los conocimientos adquiridos y tu creatividad haz que otro compañero conteste las preguntas como si fuera un jugador entrevistado. • Coordinados por su profesor(a), integren equipos de cuatro inte- grantes y compartan sus entrevis- tas y la experiencia que tuvieron al redactarlas. • Finalmente, elaboren una conclu- sión por parejas a partir de las siguientes preguntas: ¿Los conocimientos que han adquirido a lo largo de este primer bloque han sido útiles para esta actividad? ¿Por qué? lguna ve cia y los ciencia nLa c que a veces no nos d h emos es fundam ¿Al cienc La c 5888 un jug • Coo int gra tas red • Fi si si ¿L a b a
  23. 23. El movimiento 59 El láser y la cirugía médica átomo. Partícula o unidad básica de cualquier elemento químico. cálculos renales. Formaciones pétreas de sales orgánicas que se encuentran principalmente en los riñones y vías urinarias. fibra óptica. Largo y delgado filamento de sílice fundido u otra sustancia transpa- rente, utilizado para transmitir información. oftalmología. Parte de la medicina que estudia las enferme- dades de los ojos. En nuestros días, el láser cumple funciones sumamente útiles en diversos campos de la vida cotidiana. Su uso se ve reflejado en los reproductores de discos compactos, impresoras, lectores de códigos de barras, las comunicaciones con fibra óptica, y en los hologramas contra falsificaciones, entre muchas otras aplicaciones. La industria, la investigación científica y tecnológica, las comunicaciones y la tecnología militar son áreas en donde también el dispositivo láser es muy útil, ya que ha facilitado el desarrollo de todas ellas. Sin embargo, queremos poner especial énfasis en la medicina, pues el desarrollo de la misma es de elevado interés para la sociedad. Por ello, hemos decidido presentarte algunas de las aplicaciones médicas de esta herramienta creada en la primera mitad del siglo pasado. Primero tratemos de entender qué es un láser. Éste es un rayo de luz cuyas ondas están muy ordenadas. Son del mismo color y viajan en la misma dirección, lo que provoca que el haz de luz del láser sea controlable; esto es lo que permite que el láser tenga una gran cantidad de aplicaciones. Las características de este singular rayo de luz se generan de la siguiente manera: a) Un rayo de luz choca contra un átomo y le transfiere cierta cantidad de energía llamada fotón; se menciona, entonces, que el átomo está excitado. b) Cuando los fotones chocan contra un átomo, provocan que éste desprenda a su vez otro fotón, y así sucesivamente hasta formar un gran flujo. El grupo de foto- nes viaja en la misma dirección, además de generar un rayo de luz mucho más potente que el inicial. Este proceso recibe el nombre de amplificación de la luz por estimulación y emisión de radiación, conocido comúnmente como láser, por sus siglas en inglés. Anteriormente, las cirugías que se realizaban a pacientes requerían de una gran inci- sión, la eliminación de tejidos o el corte de los mismos; dicha actividad siempre impli- caba un riesgo en cuanto a la utilización del bisturí, que si bien no ha dejado de ser un instrumento necesario en las intervenciones quirúrgicas, sí ha perdido su carácter de imprescindible. Algunas ventajas de usar el láser en las intervenciones médicas son las siguientes: cicatrización pronta; disminución de dolores posteriores a la intervención, gra- cias al sellado de las terminales nerviosas; y esterilidad, debido a la ausencia de contacto con materiales mecánicos, así como un menor tiempo de hospitalización. Pero una de las aportaciones más importantes e interesantes de los procedimientos médicos que se han introducido con la utilización del láser, es la posibilidad de realizar cirugías a escala microscópica, además de la ausencia de heridas. Al usar fibras ópticas para dirigir el láser, el tamaño de éstas facilita el empleo del láser como una eficaz herra- mienta de corte, ya que es controlada por medio de una computadora. El láser tiene la característica de suministrar la cantidad de energía necesaria en el lugar adecuado, por lo cual resulta altamente confiable en procedimientos médicos que requieren de gran precisión, como en la eliminación de cálculos renales. En oftalmología, las ondas generadas por el láser sirven como soldadura para la retina desprendida, ya que al calentar los vasos sanguíneos dañados alrededor de ésta, cicatri- zan más rápido. Aun cuando definitivamente es un recurso magnífico, los médicos deben ser muy cuidadosos al emplearlo, para que la potencia del rayo no dañe otras partes del órgano que se está atendiendo u otros órganos cercanos. Otros padecimientos oculares pueden corregirse por medio de una operación en la que el láser cambia la curvatura de la córnea y repara el tejido. Los pacientes no sienten dolor durante la operación ni tam- poco después de ella y las molestias se reducen a una leve comezón de ojos por un par de horas; en otras palabras, el paciente sólo permanece en el hospital el tiempo mínimo
  24. 24. 60 Bloque 1 Fig. 1.46 El láser permite hacer cirugías sin necesidad de usar bisturí. indispensable para realizar la operación e incluso en muchos casos sale caminando por su propio pie del hospital. En cirugía general, el láser se ha ganado un lugar en operaciones de apéndice o en intervenciones reconstructivas de algún órgano. El láser tiene dos funciones primor- diales: a) detener la hemorragia mediante el calentamiento y la coagulación de los vasos sanguíneos, penetrando a través del tejido muscular, y b) realizar cortes limpios en los órganos en los que se requiera de un alto grado de exactitud. En odontología, se utiliza en las cirugías del tejido blando o encías, las cuales sufren menos dolor al terminar la operación; se evitan las hemorragias y no es necesaria la sutura. En el tejido duro (los dientes), el láser causa un trauma casi imperceptible por el paciente, aparte de evitar el molesto ruido y la presión mecánica sobre la pieza dental, como cuando se taladra en ella. En los tratamientos dermatológicos se utiliza el láser en una gran cantidad de las intervenciones quirúrgicas requeridas, pues éste permite eliminar casi todos los problemas de la piel. Las operaciones se realizan sin necesidad de hospitalizar al paciente a quien sólo se le aplica anestesia local. Algunas de las alteraciones derma- tológicas que se pueden sanar con él son pigmentos en la piel, manchas, tatuajes, carcinomas epiteliales y malformaciones. Como hemos visto, el uso del láser en la medicina es bastante amplio y aún se siguen buscando y encontrando más apli- caciones. Debemos recordar que el desa- rrollo de las tecnologías está encaminado a mejorar las condiciones de vida de la sociedad; de lo contrario, los resultados, en general, son nocivos y, en vez de cum- plir el objetivo antes mencionado, propi- cian la destrucción del hombre y del medio ambiente. Investiga una aplicación del láser en la industria y comenta la importancia que tiene en la vida cotidiana. Expongan en clase y discutan sobre su utilidad.
  25. 25. 61 El movimiento
  26. 26. Bloque 1 62 3. Proyectos de integración y aplicación Aprendizajes esperados •Elaborar explicaciones y predicciones acerca del movimiento de objetos o personas, en términos de velocidad y aceleración. •Representar e interpretar en tablas y gráficas los datos acerca del movi- miento analizado. •Expresar las unidades de medición y notación adecuadas para reportar velocidades pequeñas y grandes. •Diseñar y realizar una actividad expe- rimental que permita analizar el movimiento. • Comunicar por medios escritos y gráficos los resultados obtenidos en los proyectos. •Describir la forma en que la ciencia y la tecnología satisfacen necesidades y han cambiado tanto los estilos de vida como las formas de obtención de información a lo largo de la histo- ria de la ciencia. •Manifestar actitudes de responsabili- dad y respeto hacia el trabajo indivi- dual y en equipo. •Analizar y discutir acerca de diversos instrumentos empleados por distin- tas culturas para medir el tiempo y la longitud; explicar en qué y cómo se empleaban. Fig. 1.47 Primero deben elegir el tema, investigar más acerca de él y entonces hacer una lluvia de ideas que les permita obtener una pregunta a la que habrán de encontrarle respuesta mediante su proyecto. Planeación 1. Formen su equipo de trabajo. Todos los integrantes deben colaborar para lograr objetivos comunes: aprender y desarrollar los proyectos. Para facilitar el proceso no olviden poner en práctica valores como responsabilidad, tolerancia, respeto, puntualidad, disciplina y equidad. 2. El desarrollo del proyecto elegido debe realizarse en las últimas dos semanas del bimestre. Ello no quiere decir que hasta ese momento se pongan a trabajar; hay que planear el proyecto por lo menos dos semanas antes de iniciar su desarrollo. 3. Primero decidan el tema del proyecto; ¿elegirán una de las dos opciones propues- tas en el programa de estudio? Si es así, pasen al inciso número 6. De no ser así, hagan una lluvia de ideas en su equipo para escoger un tema que interese a todos de los que han estudiado en este primer bloque. 4. Una vez elegido el tema investiguen más de él; utilicen los materiales que tienen en su biblioteca del aula, los videos con los que cuente la escuela, revistas de divulgación científica y, si es posible, hagan una búsqueda en páginas de Internet. Anoten todos los datos investigados en su cuaderno de proyectos. 5. Reúnanse y analicen la información recabada; con esa información deben plantear un problema a investigar. Planteen su problema en forma de pregunta. Éstos son los temas y preguntas opcionales para que desarrollen su proyecto: • ¿Cómo se propagan los terremotos? (ambitos: vida cotidiana, conocimiento científico y tecnología). • ¿Cómo se mide la velocidad en los deportes? (ambito: tecnología). • ¿Cómo potenciamos nuestros sentidos para conocer más y mejor? (ambitos: conoci- miento científico y tecnología). Pueden escoger uno de estos temas u otro que les haya llamado la atención, relacio- nado con los contenidos del bloque I. Ahora, vamos a explicar cómo pueden organizarse y desarrollar los proyectos. Con base en esas sugerencias ustedes también pueden llevar a cabo el proyecto con un tema de su elección.
  27. 27. El movimiento 63 6. Una vez que definan el título de su proyecto, determinen los objetivos del mismo. Recuerden que los objetivos son las metas que quieren alcanzar. 7. Ya definido su problema y objetivo(s), ahora deben planear la manera en que buscarán dar respuesta a la interrogante y lograr su meta. Será preciso ubicar, en un primer momento, a qué ámbito pertenece el proyecto por el que optaron. Si es de la vida, puede ser que recurran a la observación y análisis de fenómenos naturales; si corresponde al conocimiento científico, quizá decidan hacer una investigación documental, ya sea bibliográfica o en Internet; si es de la tecnología, tal vez opten por ir a un museo (quizá de tipo tecnológico) a recabar información, entrevistar a un físico especialista en el tema, etcétera. La determinación de este punto es muy importante, porque deben darse cuenta del tiempo que les llevará realizar cada actividad y con ello hacer un cronograma de actividades. En su cronograma deben considerar el tiempo que necesitarán para analizar sus resultados, obtener conclusiones, elaborar la comunicación y autoevaluarse. Les proponemos realizar un cuadro como el siguiente. Ustedes pueden modificar algunos aspectos con la finalidad de mejorarlo. r Fig. 1.48 Tomen un poco de tiempo para reflexionar sobre el trabajo realizado durante el transcurso del proyecto; ese análisis les permitirá mejorar mucho su desempeño. Cronograma de actividades Semana 1 Día 1 Visita a la biblioteca. 2 Investigación en Internet. 3 Visita a un museo. 4 Reunión de equipo; análisis de la información obtenida. 5 Reunión con el profesor, para determinar si falta más información. 6 Día libre (sábado). 7 Día libre (domingo). Semana 2 Día 1 Analizar resultados y obtener conclusiones. 2 Comenzar la preparación de la comunicación. 3 Se continúa con la preparación de la comunicación. 4 Finalización de la preparación de la comunicación. 5 Presentación ante el grupo. Autoevaluación por equipo e individual. 6 Día libre (sábado). 7 Día libre (domingo). Desarrollo En esta fase realicen todo lo planeado en su cronograma de actividades. Por supuesto, pueden hacer los ajustes que sean necesarios; pero tomen en cuenta que existe una fecha fijada para terminar.
  28. 28. Bloque 1 64 Guía de criterios para la auto evaluación En equipo 1. ¿Nos pusimos de acuerdo entre todos y cumplimos lo acordado? ¿Por qué? 2. ¿Cómo resultó nuestra organización? 3. ¿Qué medidas tomaremos para mejorar en nuestro proyecto siguiente? Individualmente (en todos los casos explica el porqué de tus respuestas) 1. ¿Me esforcé lo necesario? 2. ¿Respeté a mis compañeros? 3. ¿Actué con disciplina y responsabilidad en el cumplimiento de mis deberes? 4. ¿Qué compromisos hago conmigo mismo(a) para mejorar en el proyecto siguiente? 3.1 ¿Cómo se propagan y previenen los terremotos? (ambitos: vida cotidiana, conocimiento científico y tecnología) Introducción Los sismos o terremotos pueden ser, en muchos casos, causantes de grandes pérdidas, tanto humanas como materiales; por tal motivo, es importante saber cómo se propagan, y también lo que debe hacerse en caso de que llegue a suceder alguno. Esto es de gran utilidad para protegernos a nosotros mismos y a las personas que nos rodean. La corteza terrestre está divida en fragmentos llamados placas tectónicas; cuando dos de estas placas chocan o se friccionan, se produce un sismo. La energía que libera dicha colisión se transmite mediante las llamadas ondas sísmicas, las cuales viajan a través de la corteza terrestre hasta llegar a la superficie de la tierra, en donde, de acuerdo con la cantidad de energía que transporta la onda, se registrará como un leve temblor o como un terremotocapaz de destruir una ciudad entera Objetivos Hacer una descripción del fenómeno, en términos de lo aprendido en el bloque. ¿Qué tipo de movimiento se lleva a cabo? ¿Qué cantidades físicas están relacionadas con él? Saber por qué es tan importante esta información. Comunicación Recuerden que para la comunicación no debe considerarse únicamente la exposición del trabajo frente al grupo; pueden elaborar carteles, folletos, trípticos, presentaciones por computadora, etcétera. Autoevaluación Realicen un mapa conceptual en donde relacionen lo que han aprendido en todo el blo- que con el desarrollo del proyecto, así tendrán las herramientas que les permita valorar su trabajo en todo el bimestre. Es muy importante que se den cuenta de cómo trabajaron el proyecto; les sugerimos que hagan una auto evaluación por equipo e individual. Procuren ser totalmente sinceros, porque así se darán cuenta de cómo han trabajado, de sus caren- cias y aciertos, y con ello, podrán mejorar su desempeño escolar y en la vida cotidiana. Les sugerimos la siguiente guía; analícenla entre todo el equipo y modifíquenla si lo consideran pertinente.
  29. 29. El movimiento 65 Tener a la mano y saber compartir los pasos a seguir en el momento de un sismo. Actividades sugeridas • Investiguen más detalladamente acerca de lo que es un terremoto, qué lo causa y cómo se propaga. • Describir el sismo en términos de variables físicas, como las vistas en el bloque 1. • Indaguen la historia de los temblores que han sucedido en el lugar donde viven y en el país. • Reflexionen acerca de la importancia de predecir los sismos, la manera en que esto se hace y los aparatos que existen para hacerlo; asimismo, qué tan exactos son. • Conozcan los procedimientos a seguir por la población, antes, durante y después de un terremoto, y también cuál es el papel de los equipos de Protección Civil en los mismos. • Busquen información acerca de las funciones y actividades del Sistema Sismológico Nacional. • Investiguen las escalas en las que se mide la intensidad de un sismo y en qué se basan. • Busquen fotos de los daños ocasionados por los terremotos a lo largo de la historia. Si en su comunidad no han ocurrido sismos busquen fotos y videos del ocurrido en la ciudad de México en septiembre de 1985. Sugerencias para presentar resultados • Recaben información y fotos de lo que es un terremoto y elaboren un periódico mural con esos elementos; asimismo, expliquen los efectos que puede tener y las formas que existen para predecirlos. Incluyan también los datos que pudieron obtener acerca del Sistema Sismológico Nacional. • Organicen una campaña en la comunidad acerca de las actividades que se deben llevar a cabo y de los comportamientos que debemos tener antes, durante y des- pués de un terremoto. Ejemplo: “No corro. No empujo. No grito”. 3.2 ¿Cómo se mide la velocidad en los deportes? (ámbito: tecnología) Introducción Existen diferentes deportes donde los participantes deben ser más rápidos que sus riva- les, ya sea directamente, como en las carreras de atletismo, o indirectamente, como en las que interviene el uso de máquinas como el automovilismo, el motociclismo o el ciclismo. En todos los casos anteriores se busca ser más rápido que los demás. Incluso, en algu- nos se llevan al límite las capacidades del ser humano. En los primeros Juegos Olímpicos de la era moderna era impensable que un deportista corriera los 100 metros planos en menos de 10 segundos; ahora, los registros de algunos corredores olímpicos están por debajo de ese promedio de tiempo. Para poder tomar esos tiempos, se requiere de cronómetros muy exactos y la tecnolo- gía los ha producido. Si antes sólo se medían los tiempos en minutos y segundos, ahora se llegan a cronometrar hasta las milésimas de segundo para poder determinar que un competidor es más rápido que otro. Losdeportessonalgocotidianoennuestravidayquizánohabíamosreparadoenlocomún que es medir el desempeño de los deportistas o los equipos en las competiciones.
  30. 30. Bloque 1 66 Objetivo Que conozcas la importancia que tiene la evolución en la medida de la velocidad en los deportes. Que seas capaz de describir el funcionamiento de los métodos antiguos para medir el tiempo y sus consecuencias. Actividades sugeridas • Investiguen y hagan una lista de los deportes en los que es importante medir el tiempo. • Averigüen cuáles son los récords de velocidad de varios deportes y cómo se han logrado. • Investiguen los aparatos que se usaban para medir tiempos cortos en la época de Aristóteles y Galileo. ¿Qué tiempos podían medir con esos aparatos? Averigüen que aparatos se usan ahora para medir tiempos y velocidades en los deportes. ¿Qué precisión tienen? • Realicen un periódico mural acerca de los deportes en los que se mide la veloci- dad (atletismo, ciclismo, automovilismo, motociclismo, etcétera). • Organicen algunas competiciones deportivas entre sus compañeros y con la ayuda de su profesor(a) de educación física midan su velocidad. • Midan las velocidades tratando usar uno de los métodos usados en la antigüe- dad. Escriban las dificultades que encontraron para medir la velocidad y sugieran métodos o qué equipo extra les ayudaría a mejorar sus mediciones. • Asocien los conceptos estudiados de rapidez y velocidad en la resolución de la pregunta título del proyecto. • Intenten conseguir diferentes tipos de cronómetros y úsenlos para medir los tiempos. Sugerencia para presentar resultados • Hagan un periódico mural con información de las competiciones deportivas que hayan organizado en la escuela en las que hayan medido la velocidad y rapidez. • Presenten los resultados de las competiciones realizadas con sus compañeros y establezcan los récords de velocidad, de acuerdo con los ganadores para que en las subsecuentes que organicen sepan si se rompió algún récord o sigue vigente. • Muestren los diferentes aparatos de medición que encontraron. 3.3 ¿Cómo potenciamos nuestrossentidos para conocer más y mejor? (ámbitos: conocimiento científico y tecnología) Introducción Para el avance de la ciencia es necesario observar y experimentar. Hasta hace poco, los científicos tenían como única herramienta de observación y obtención de datos sus propios sentidos, lo que limitaba el progreso de sus investigaciones. Actualmente, existen númerosos aparatos que ayudan a los científicos a obtener datos más precisos durante sus observaciones y experimentos. Estos aparatos pueden potenciar nuestro sentido de la vista, como el microscopio y el telescopio, así como nuestro sentido del oído, cuando escuchamos a través de unas bocinas o de un estetoscopio.
  31. 31. El movimiento 67 Objetivo Conocer algunos aparatos que se han inventado para potenciar nuestros sentídos. Investigar los fundamentos físicos en los términos de lo que aprendimos en este bloque. Investigar y compartir la importancia en la investigación científica. Actividades sugeridas: • Investiguen qué aparatos existen o se usan en ciencias para potenciar nuestros senti- dos, cómo funcionan y cómo apoyan a los científicos en sus investigaciones. • Elijan un aparato del punto anterior y expliquen su funcionamiento (hasta donde puedan) en téminos de lo aprendido en el bloque. • De igual forma, averigüen qué avances se han obtenido en la ciencia, gracias a la utilización de dichos aparatos. • Imaginen y escriban cómo sería nuestra vida sin estos aparatos. • Hagan una lista de los aparatos comunes que se utilizan para potenciar los sentidos y consigan los que puedan, ya sea en la escuela o en casa. • Realicen varios experimentos o prácticas en los que utilicen esos aparatos y com- paren cómo serían los resultados si sólo utilizaran sus sentidos; ¿se podría hacer el experimento? Sugerencias para presentar resultados • Organicen una exposición con los diferentes aparatos que se utilizan para potenciar nuestros sentidos; que sean, de preferencia, los que utilicen en la escuela o en su casa. • Presenten los resultados de sus experimentos o prácticas de cuando utilizaron, o no, los aparatos. • Exhiban los resultados de su investigación acerca de los avances científicos de cuando los investigadores sólo utilizaban sus sentidos. • Expongan una lista de los avances que ha tenido la ciencia, gracias a la invención de los aparatos que potencian nuestros sentidos.

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