Cienciasdos
Estrella Burgos Ruiz
Rosa María Catalá Rodes
Héctor Domínguez Álvarez
Oliverio Jitrik Mercado
Juan Tonda Mazón
Dirección Editorial
Ángela Ortiz
Autores
Estrella Burgos Ruiz, Rosa María Catalá Rodes,
Héctor Domínguez Álvarez, Oliverio...
Presentación
La mayoría de las ideas fundamentales de la ciencia son esencialmente sencillas y, por regla general,
pueden ...
El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza 18
¿Cómo describimos los cambios que ocurren en la naturalez...
Bloquetres
Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos 154
¿Cómo se pueden explicar las...
6
Manifestaciones de la estructura interna de la materia 218
¿Cuáles fenómenos se relacionan con la naturaleza de la mater...
7
Bloquecinco
Conocimiento, sociedad y tecnología 266
¿Cómo puedo utilizar los conocimientos de física para explicar fenóm...
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CONOCE TU LIBRO
A continuación te presentamos cómo está estructurado tu libro de Ciencias dos, con el propósito de que p...
9
Los proyectos se encuentran al final del blo-
que y tienen como propósito que integres
tus conocimientos, habilidades y a...
0Preliminares
preliminares ¿Cómo se relacionan la ciencia
y la tecnología con
mi vida cotidiana?
Ciencia, tecnología, físi...
Preliminares
■ Contesta con base en lo que has aprendido de ciencia y tecnología
en tus cursos anteriores.
● ¿Cómo se rela...
2
Zona sísmica.
Región de la corteza
terrestre cercana a los
límites de las placas
tectónicas donde ocurren
sismos con fre...
3 Preliminares
■ Busca en las enciclopedias de tu biblioteca de aula o en la escolar
información sobre los temas siguiente...
Preliminares 4
No puede existir una película sin
un guión o libreto. En éste se des-
cribe cómo deben ser las escenas,
des...
7. En la elaboración de una película
intervienen muchas personas que
trabajan de manera coordinada.
5
Las computadoras son...
6
¿Qué sabes de ciencia, tecnología y física?
En las páginas siguientes iniciarás formalmente tu curso de Ciencias dos con...
17 Preliminares
9. En este curso, plantearás hipótesis y realizarás
observaciones y experimentos para probarlas,
trabajará...
Lección
Bloque 1
18
Tendrás éxito si eres capaz de…
• Analizar y comprender los conceptos básicos del movimiento y sus rel...
Todos los seres vivos y objetos se encuentran en movimiento, por
ejemplo, los depredadores cuando persiguen a su presa. Co...
20
La percepción
del movimiento
¿Qué es el movimiento y cómo se describe?
¿CÓMO SABEMOS QUE ALGO SE MUEVE?
La semana pasad...
■ Observa a tu alrededor y escribe los nombres de los objetos que están en movimiento.
● Escribe en tu cuaderno los nombre...
Percepción del movimiento 22
Toda la información que recibimos de nuestro entorno es captada
por nuestros órganos sensoria...
23
Cuando estamos frente a algo que se mueve, una su-
cesión de imágenes se proyecta en distintas partes de
nuestra retina...
24Percepción del movimiento
Valor
Actualmente gracias a los avan-
ces de la ciencia y la tecnología
sabemos que hay movimi...
El sonido requiere de un medio material para que la vi-
bración del cuerpo que la produce se transmita y llegue a
nuestros...
Percepción del movimiento
La luz también es una onda, pero de un tipo dis-
tinto al de las ondas sonoras. La luz es una on...
■ Contesta.
● ¿Cómo podrías explicar que el sonido es una onda que se propaga?
● ¿Cómo podrías explicar que la luz es una ...
28
¿CÓMO DESCRIBIMOS EL MOVIMIENTO DE LOS OBJETOS?
Descripción del movimiento
El domingo estuve con mis amigos y amigas en...
29 Descripción del movimiento
■ Lee el texto y contesta en el cuaderno. Compara tu respuesta con la de los
miembros de tu ...
30
■ Elabora junto con los integrantes de tu equipo, una descripción del movimiento de un automóvil
que pasa frente a ti y...
31
Valor
Con la finalidad de simplificar y uni-
ficar el uso de unidades de medida
en el mundo, se creó en 1960 el
Sistema In...
32
■ Escribe en tu cuaderno la distancia que recorrerán cada persona, animal u objeto en
los tiempos indicados. Compara tu...
33 Descripción del movimiento
■ Piensa en algún recorrido que hayas realizado recientemente, por ejemplo, de tu casa a la ...
34Descripción del movimiento 34
■ Realiza lo que se indica.
● Dibuja un objeto que se mueva en la misma dirección y sentid...
35 Descripción del movimiento
■ La próxima vez que vayas en un auto, fíjate en el aparato lla-
mado velocímetro que está e...
36Descripción del movimiento
■ Determina para cada automóvil, y con base en la gráfica, la distancia recorrida a
los seis y...
3737 Percepción del movimiento
■ Examina esta gráfica que representa la distancia recorrida
contra el tiempo para un determ...
El movimiento ondulatorio 38
UN TIPO PARTICULAR DE MOVIMIENTO:
EL MOVIMIENTO ONDULATORIO
Iván, Erik y Alan paseaban a la o...
39
Como cualquier otro movimiento, el ondulato-
rio posee características con las cuales se puede
describir y que son útil...
¿Cómo se forma una onda?
Cuando hicieron el movimiento de la cuerda, obser-
varon el desplazamiento de una protuberancia q...
¿Qué tipo de ondas existen?
Las ondas se clasifican por su medio de propagación en dos tipos: me-
cánicas y electromagnétic...
Una onda transversal es la que se produce, por ejemplo, cuando se mueve una
cuerda de arriba abajo, como en la actividad a...
¿Qué es la longitud de onda?
En una onda transversal, como la que formamos en una
cuerda extendida, amarrada a un extremo,...
El movimiento ondulatorio
En la actividad que realizaste con el resorte metálico o de plástico, observaste que
cuando el r...
45 El movimiento ondulatorio
■ Con el fin de que aprecies cómo se propaga el sonido, reúnete con los integrantes
de tu equi...
46El movimiento ondulatorio
Valor
Las ondas sonoras que emiten los mur-
ciélagos rebotan en los objetos sóli-
dos, ya sea ...
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  1. 1. Cienciasdos Estrella Burgos Ruiz Rosa María Catalá Rodes Héctor Domínguez Álvarez Oliverio Jitrik Mercado Juan Tonda Mazón
  2. 2. Dirección Editorial Ángela Ortiz Autores Estrella Burgos Ruiz, Rosa María Catalá Rodes, Héctor Domínguez Álvarez, Oliverio Jitrik Mercado y Juan Tonda Mazón Edición Gabriel Hernández Valverde y Roselia Medina Tinoco Diseño de interiores Adriana González Gutiérrez, Beatriz Alatriste del Castillo y Erika Fabila Villegas Diseño de portada Beatriz Alatriste del Castillo Corrección de estilo Ramona Enciso Centeno Diagramación Overprint, S.A. de C.V. y Erika Fabila Villegas Ilustrador Hugo Miranda Investigación iconográfica Erika Fabila Villegas, Roselia Medina, Gabriel Hernández Valverde, Raquel Soledad López Torres Fotografía Gabriel Hernández Valverde, Mariana Barreiro, Carina Haro, Mario Alberto Zamudio Bermal a.: arriba ab.: abajo d.: derecha i.: izquierda c.: centro Archivo Digital/Age Foto Stock: páginas. 1, 16,18-19 c., 21 i., 24 ab., 35 a., 37 ab, 41 a., 45 a.d., 60, 67, 97 a., 116 ab., 119 ab, 120 a., 122 ab., 141 a., 146 i., 169 a., 171, 187 ab., i., 192 ab., 199 a., 205, 206 ab., 210 a., 242 a., 252, 257 ab., d. Archivo Digital/Bilhuset: páginas. 80 a., 118 a. Archivo Digital/BSIP: páginas 181 a., 225 a. Archivo Digital/Icon Sport Media: página 67, 102, 158 ab., 102. Archivo Digital/Index Stock: Páginas 61, 79 a. Archivo Digital/Interfoto: páginas 76, 128 c.d., 132 d., 193. Archivo Digital/NordicPhotos: página 38 a. Archivo Digital/Photo Bank Yokohama: páginas 39 a. Archivo Digital/Photo Researchers: páginas 43 ab., 45 a.i., ab., 46 a.d., 47 ab., 48, 119 d., 131 ab., 132 i., 133, 139, 144 c., 161, 163 a., 165 c., 168, 196, 198, 208 a., 218-219, 221, 228 ab., 236 a., 239 d., 227, 245 a., 246, i., 250 a., 257 i., 258, 268 ab., 278 c., 293. Archivo Digital/ Photocuisine: página 204. Archivo Digital/Prisma: página 1. Archivo Digital/Science Society Picture Library: páginas. 25, 51, 99, 117, 140 ab., 173 a., 186, 192 i., 229 ab., 237, 239 i., 245 ab., 246 d., 249, 250, 251 a. Archivo Nuevo México: páginas 23 i., 122 a., 154-155, 163 c.i., 234 ab. Archivo Corel: páginas 24 a., 31, 38 ab., 52, 66, 94 ab., 107 a., 112, 115 d., 127 a., 147, 194 c.i., 223 ab.i., 274 a., 279, 280, 282, 283, 286-292. ©2006 Jupiter Images Corporation/Photo Objects: páginas. 10 ab., 11 ab.i., 12 a., ab., 17, 21 ab.d., 27 ab., 32 ab., 39 ab., 42, 45 c.d., 59 a., 65 ab., 77 a., 79 ab., 81 a., 82, 85, 87, 88, 89 c., 90-92, 93 d., 94 a., 95, 97 a., 98, 100 d., 102, 103 ab., 107 ab., 114 ab., 115 i., 118 c., ab., 120 ab., 121 d., ab., 123, 124 a., i., 137, 143, 144 ab., 156, 158 a., 159, 167, 181 ab., 184 d., 185, 195, 200, 203, 207, 208 c., 210 c., ab., 211, 220, 222 c., 229 a., 235, 236 ab., 240, 242 d., ab., 224, 226, 244, 246 d., 249, 253 ab., c.d., 256 d. 259 c.d, 269. 270 a., 271 ab., 274 d., ab., 275, 278 ab., 284. Photo Spin: páginas 11 ab.d., 20 ab., 21 a., 22, 26 i., 27 a., 28-30, 32 a., 33, 34, 36, 37 a., 40 i., 44, 46 ab.i., 47 a., 54, 57, 58, 59 ab., 62-64, 68, 80 c., ab., 81 c., ab., 83, 84 ab., 89 ab, 91, 93 a., 97 ab., 100 a., 101., 108-110, 116 a., 117 ab., 121 a., 124 ab., 125, 126 a., 128 c., 130 ab., 136, 157, 160 ab., 160, 163 ab., 164 a., 166, 169 ab., 170., 174, 180, 184 i., 187 d., 188, 190, 192 i., 194, 199 ab., 212, 222 a., 223 d., 228 a., 227, 251 c.d., 254, 255, 257 a., 258 ab., 259, 272, a.d., 281. Institute for Astronomy, University of Hawai: página 26. NASA and The Hubble Heritage Team (AURA/STScI): páginas 106, 127 ab., 268. NASA, Esa and J Hester: páginas 266-267. NASA, ESA and The Hubble Heritage Team (AURA/STScI): páginas 273, 276. NASA, ESA, CXC, and JPL- Caltech: páginas 234 d.c. NASA, ESA, HEIC and The Hubble Heritage Team (AURA/STScI): páginas 270, 271 a. NASA, ESA, Richard Ellis (Caltech) and Jean-Paul Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees, France): páginas 74-75 La presentación y disposición en conjunto y de cada página de Ciencias dos son propiedad del editor. Queda estrictamente prohibida la reproducción parcial o total de esta obra por cualquier sistema o método electrónico, incluso el fotocopiado o escaneado, sin autorización escrita del editor D.R. © Editorial Nuevo México, S.A. de C.V., 2006 Insurgentes Sur 686, 1-2-3, colonia Del Valle, 03100, Benito Juárez, México, D.F. Segunda edición junio del 2007 ISBN de la serie: 970-677-217-0 ISBN: 978-970-677-263-3 Impreso en México 2
  3. 3. Presentación La mayoría de las ideas fundamentales de la ciencia son esencialmente sencillas y, por regla general, pueden ser expresadas en un lenguaje comprensible para todos. Albert Einstein Por lo general, casi todos pensamos que las ciencias, en especial la física, son disciplinas complicadas y que poco tienen que ver con nuestras vidas. Nada más alejado de esto. La cita de arriba de Einstein, uno de los científicos más brillantes de la historia, es muy cierta. El principal propósito de Ciencias dos de Editorial Nuevo México es que incrementes tu cultura cien- tífica. Para ello, te sugerimos que a partir de una pregunta comiences el estudio de los temas para que busques las respuestas partiendo de los conocimientos, habilidades y actitudes que vayas adquiriendo y desarrollando. Estas preguntas no son las únicas que se pueden formular, al contrario, son la base para que, de manera individual, o con tus compañeros y compañeras, plantees otras y busques su respuesta. En el libro Ciencias dos encontrarás cinco bloques, los cuatro primeros se dividen en temas y el último en cuatro proyectos, en los cuales integrarás y aplicarás lo aprendido en los otros bloques. Cada bloque inicia con una imagen relacionada con los contenidos y la pregunta ahí formulada. Además se presentan los propósitos del curso y un texto que te ayudará a anticipar lo que estudiarás en el bloque. Cada subtema inicia con una situación familiar o problemática y una actividad para resolverla con lo que ya sabes sobre el tema, y que aprendiste en otros cursos. Luego de la situación inicial se presentan textos y actividades que te ayudarán a construir conocimientos para que puedas contestar las preguntas propuestas y otras que te formules. Las actividades se clasifican con un título, como Piensa y explica, el cual hace referencia a las habilida- des que ejercitarás en cada una, son diferentes y las realizarás de manera individual o colectiva; en las páginas preliminares se describen todas las que aparecen en el libro. Es conveniente que en equipo, y bajo la dirección de tu profesor o profesora, revises tus respuestas para que adviertas tus aciertos y los conceptos que debes repasar más. En algunas actividades te sugeriremos que conserves tu trabajo para formar tu portafolio de evidencias, a lo largo del curso. En el transcurso de los temas se presentan ilustraciones (fotografías, esquemas y gráficas) que muestran información útil para cimentar tus conocimientos, así como diferentes tipos de recuadros que tienen un título relacionado con su contenido, como Valor al día o Una conexión. También hallarás conceptos importantes resaltados en negritas y un glosario, donde se definen términos, marcados en el texto en verde, propios de la física y que tal vez no halles su significado en un diccionario. Al final de estos primeros temas hallarás dos secciones, una denominada Has tenido éxito si eres capaz de..., con la cual podrás verificar si alcanzaste los propósitos del tema, y otra con el nombre Conoce más, donde encontrarás títulos de libros, direcciones electrónicas, videos y programas de televisión que puedes consultar para enriquecer tus conocimientos. En el último tema lección de los primeros cuatro bloques desarrollarás, en equipo, un proyecto en varias fases donde aplicarás e integrarás todo lo que aprendiste en el bloque y en otras asignaturas, con un tema que sugiera el equipo. En el quinto bloque también te proponemos que desarrolles cuatro proyectos. 3
  4. 4. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza 18 ¿Cómo describimos los cambios que ocurren en la naturaleza, como el movimiento? Tema La percepción del movimiento 20 ¿Qué es el movimiento y cómo se describe? • ¿Cómo sabemos que algo se mueve? 20 • ¿Cómo describimos el movimiento de los objetos? 28 • Un tipo particular de movimiento: el movimiento ondulatorio 38 Tema 2 El trabajo de Galileo: una aportación importante para la ciencia 48 ¿Cómo se inició el estudio del movimiento? • ¿Cómo es el movimiento de los cuerpos que caen? 48 • ¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad cambia? La aceleración 58 Tema 3 Proyectos: Investigar: imaginar, diseñar y experimentar para explicar o innovar 68 ¿Cómo se mide la velocidad en los deportes? ¿Cómo se propagan y previenen los terremotos? ¿Cuánto aprendí? 72 BloqueunoBloquedos Las fuerzas. La explicación de los cambios 74 ¿Por qué las fuerzas cambian el movimiento de los objetos? Tema El cambio como resultado de las interacciones entre objetos 76 ¿Por qué ocurren cambios en el movimiento de los objetos? • ¿Cómo se pueden producir cambios? El cambio y las interacciones 76 Tema 2 Una explicación del cambio: la idea de fuerza 84 ¿Cómo es la relación entre las fuerzas y los objetos? • La idea de fuerza: el resultado de las interacciones 84 • ¿Cuáles son las reglas del movimiento? Tres ideas fundamentales sobre las fuerzas 94 • Del movimiento de los objetos en la Tierra al movimiento de los planetas. La aportación de Newton. 106 Presentación 3 Índice 4 Conoce tu libro 8 Preliminares 10 4 • Del movimiento de los objetos en la Tierra al movimiento de los planetas. La aportación de Newton.
  5. 5. Bloquetres Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos 154 ¿Cómo se pueden explicar las interacciones de la materia? Tema La diversidad de objetos 156 ¿Qué percibimos de las cosas? • Características de la materia. ¿Qué percibimos de las cosas? 156 • ¿Para qué sirven los modelos? 162 Tema 2 Lo que no percibimos de la materia 168 ¿Qué ideas se han postulado sobre la estructura de la materia? • ¿Un modelo para describir la materia? 168 • ¿Cuál es el modelo que describe a la materia? 174 5 Tema 3 La energía: una idea fructífera y alternativa a la fuerza 114 ¿Qué es la energía? • La energía y la descripción de las transformaciones 114 • La energía y el movimiento 122 Tema 4 Las interacciones eléctrica y magnética 130 ¿Cómo son las interacciones eléctricas y magnéticas? • ¿Como por acto de magia? Los efectos de las cargas eléctricas 130 • Los efectos de los imanes 140 Tema 5 Proyectos: Investigar: imaginar, diseñar y experimentar para explicar o innovar 148 ¿Cómo se producen las mareas? ¿Qué aplicaciones tiene el magnetismo? ¿Cuánto aprendí? 152
  6. 6. 6 Manifestaciones de la estructura interna de la materia 218 ¿Cuáles fenómenos se relacionan con la naturaleza de la materia? Tema Aproximación a fenómenos relacionados con la naturaleza de la materia 220 ¿Cómo se manifiesta la estructura interna de la materia? • Manifestaciones de la estructura interna de la materia 220 Tema 2 Del modelo de partícula al modelo atómico 228 ¿Cómo se desarrolló el modelo atómico? • Orígenes de la teoría atómica 228 Bloquecuatro Tema 3 ¿Cómo cambia el estado de la materia? 182 ¿Cuáles son los cambios de estado y cómo se producen? • Calor y temperatura, ¿son lo mismo? 182 • El modelo de partículas y la presión 196 • ¿Qué sucede en los sólidos, los líquidos y los gases cuando varía su temperatura y la presión ejercida sobre ellos? 204 Tema 4 Proyectos: Investigar: imaginar, diseñar y experimentar para explicar o innovar 212 ¿Cómo se predice el estado del clima? ¿Cómo funciona un submarino? ¿Cuánto aprendí? 216 Bloquetres
  7. 7. 7 Bloquecinco Conocimiento, sociedad y tecnología 266 ¿Cómo puedo utilizar los conocimientos de física para explicar fenómenos cotidianos? Tema • ¿Cómo se originó el universo? La física y el conocimiento del universo 268 Tema 2 • ¿Cuáles son las aportaciones de la ciencia al cuidado y conservación de la salud? 278 Tema 3 • ¿Qué ha aportado la ciencia y la tecnología al desarrollo de la humanidad y la prevención de desastres? 286 Tema 4 • ¿Crisis de energéticos? ¿Cómo participo y qué puedo hacer? 292 ¿Cuánto aprendí? 294 Tema 3 Los fenómenos electromagnéticos 236 ¿Cómo se genera la corriente eléctrica? • La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos 236 • ¿Cómo se genera el magnetismo? 244 • ¡Y se hizo la luz! Las ondas electromagnéticas 252 Tema 4 Proyectos: Investigar: imaginar, diseñar y experimentar para explicar o innovar 260 ¿Cómo se genera la electricidad que utilizamos en casa? ¿Cómo funcionan el láser y el teléfono celular? ¿Cuánto aprendí? 264 Lecturas complementarias 296 Bibliografía 304 Bloquecuatrocuatro
  8. 8. 8 CONOCE TU LIBRO A continuación te presentamos cómo está estructurado tu libro de Ciencias dos, con el propósito de que puedas identificar fácilmente los elementos que lo integran y aprovecharlo al máximo. Identificación del bloque Nombre del bloque de acuerdo con el programa Título del bloque en forma de pregunta Introducción al contenido del bloque Propósitos del bloque Los temas se componen de varios elementos que te ayudarán a construir conocimientos y habilidades: Título del tema Situación inicial Actividades Pies de ilustración que la describen y aportan información adicional Las entradas de bloque anuncian de manera visual el tema principal y contienen estos elementos:
  9. 9. 9 Los proyectos se encuentran al final del blo- que y tienen como propósito que integres tus conocimientos, habilidades y actitudes adquiridas a lo largo de las lecciones. Fuentes de información para el proyecto Tiempo estimado para realizar la actividad Fases en las que se divide el proyecto Descripción de actividades para tu proyecto Los temas se componen por temas, donde por me- dio de actividades, textos explicativos e ilustracio- nes comprenderás cómo se construyen los concep- tos científicos relacionados con la física. Sugerencias de fuentes de información: libros y pá- ginas electrónicas. Propósitos que se alcanzarán al terminar el tema, con los que puedes evaluar tu aprendizaje. Las actividades se distinguen por un título que da cuenta de su propósito. Recuadros con información interesante y actual Se presenta información en forma de tablas y gráficas.
  10. 10. 0Preliminares preliminares ¿Cómo se relacionan la ciencia y la tecnología con mi vida cotidiana? Ciencia, tecnología, física y sociedad 1. El cine actual es resul- tado de la investigación científica, el desarrollo tecnológico, afortunados accidentes y la creativi- dad de muchas personas. Mariana y Eduardo fueron al cine el sábado. Ellos han visto muchas películas, pero esta vez fue diferente (1). Asistieron a una función especial de cine mudo, donde se exhibió el filme El niño, del célebre Charles Chaplin, estrenada en 1921. El cine mudo es el que se hacía antes de que las películas tuvieran sonido. Muchas veces, para acompañar la proyección, en las salas de cine tocaban músicos. Para que los espectadores pudieran entender la historia de la película, se colocaban letreros entre una escena y otra, con diálogos o breves descripciones. La película de Chaplin despertó la curiosidad de Mariana y Eduardo, y se pusieron a averiguar cuándo empezó el cine sonoro. En su bús- queda encontraron además que las películas en color llegaron al cine después que el sonido. El cine es una de las áreas que más han aprovechado los adelantos científicos y tecnológicos. Esos adelantos se basan en los conocimien- tos adquiridos sobre muchos fenómenos físicos. ¿Qué conocimientos científicos y tecnológicos se utilizan en la elaboración y la proyección de una película? ¿Estos conocimientos se pueden utilizar para explicar fenómenos como el arco iris? ¿Me pueden ser útiles estos conoci- mientos?, ¿para qué? Todos los temas inician con una situación problemática o familiar con la intención de que asocies los conocimientos con situaciones de la vida diaria. En este apartado, también se plantean algunas preguntas, que a manera de reto podrás contestar al final. Valor La ciencia y la tecnología cada vez es- tán más presentes en nuestras activi- dades cotidianas. Por ejemplo, detrás de los sistemas de sonido usados en el cine se encuentran los conocimientos que aporta la ciencia. Cuando tenemos conocimientos de ciencia y tecnología, en sus distintas áreas, es posible que podamos com- prender y explicar algunos fenómenos y el funcionamiento de los aparatos que usamos a diario, y de este modo obtener un mejor provecho sin dañar el ambiente. En estos recuadros encon- trarás información inte- resante y actual que se relaciona con los temas de estudio, como in- ventos y descubrimien- tos. También hallarás ejemplos de aplicacio- nes de los conceptos es- tudiados.
  11. 11. Preliminares ■ Contesta con base en lo que has aprendido de ciencia y tecnología en tus cursos anteriores. ● ¿Cómo se relacionan la ciencia y la tecnología con la realización y exhibición de una película? __________________________________ __________________________________________________________ ● ¿Qué aparatos crees que necesitarías para realizar una película? __________________________________________________________ __________________________________________________________ ● ¿Cómo relacionarías una función de cine con el tema de la ciencia? __________________________________________________________ __________________________________________________________ Piensa y explica 2. Las técnicas de filmación, que se basan en adelantos científicos y tecnológicos, nos permiten conocer mejor a los seres vivos. Entre las primeras películas que se realizaron había algunas que regis- traban paso a paso el movimiento de una persona, otras eran filmacio- nes de cirugías. Fueron películas que contribuyeron al estudio del cuerpo humano. Recientemente se han hecho pe- lículas sobre la vida en las profun- didades marinas y la migración de diversas aves. Este tipo de películas, que se conocen como documenta- les, amplían nuestro conocimiento sobre el mundo natural y contribu- yen a protegerlo mejor. Este elemento te mostrará cómo los conocimientos científicos y tecnoló- gicos impactan a nuestra sociedad y al ambiente. y sociedad El título de esta actividad hace alusión a su propósito, que elabores explicacio- nes y predicciones sobre distintas situaciones y observaciones. Cuando termines de estudiar cada sección del libro, verifica tus respuestas y compáralas con las de tus compañeros y compañeras, bajo la dirección de tu profesora o profesor. Lo que nos muestra el cine son imágenes en movimiento, acompaña- das de sonido. Para captar esas imágenes y después procesarlas se ne- cesitan cámaras (2), lentes, iluminación, micrófonos y otros aparatos. También, para realizar una película hace falta conocer cómo actúan los objetos y las personas en movimiento y de qué manera se com- portan la luz y el sonido, para luego poder manipularlos y obtener los efectos deseados en el filme. Los conocimientos en los que se sustenta el cine son el resultado de siglos de investigación sobre temas como el movimiento, la luz, los materiales ópticos, la electricidad e incluso las fuerzas. Los investigadores tuvieron que hacer cuidadosas observacio- nes, diseñar y realizar experimentos y registrar de manera orga- nizada y sistemática lo que encontraban. También tuvieron que interpretar sus resultados, evaluarlos y co- municarlos. Esos resultados fueron sometidos a prueba por otros investigadores. En este camino se inventaron aparatos en los que se aplicaban esos conocimientos, como las cámaras de cine o los proyectores.
  12. 12. 2 Zona sísmica. Región de la corteza terrestre cercana a los límites de las placas tectónicas donde ocurren sismos con frecuencia. Las palabras en verde puedes buscarlas en el glosario. glosario Preliminares Dedúcelo ■ Explica. ● ¿Por qué supones que es necesario que los investigadores verifiquen sus hallazgos mediante pruebas? ________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ● ¿Qué pasaría si los nuevos conocimientos no se comunicaran entre los científicos y a la sociedad en general? _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ■ Contesta en tu cuaderno. Compara tu respuesta con el grupo y, luego, solicita a tu profesor o profesora que la revise. ● ¿Qué conocimientos e inventos usados en el cine utilizas de manera cotidiana? ¿Qué se debe tomar en cuenta para construir una sala de cine? Cual- quier construcción se diseña y realiza considerando el tipo de fuerzas a las que se someterá, por lo que los materiales que se empleen deben ser los adecuados. Entre esas fuerzas están las que ejercerán los espec- tadores que acudan a la sala de cine, cuando se desplacen dentro o se sienten en las butacas. También es necesario instalar en la sala un sistema de ventilación, de otra manera los asistentes se sofocarían o se acalorarían. ¿Cuál es la razón de que muchas personas reunidas en un lugar cerrado se aca- loren? La respuesta tiene que ver con la forma en que se transfiere el calor entre los cuerpos y a que las paredes del sitio funcionan como aislantes que no permiten que el calor se libere al ambiente. ¿Y si la sala se construirá en una zona sísmica, es decir, donde pueden ocurrir temblores? (3). La sala tiene que estar diseñada para resistirlos y eso implica conocer cómo se mueven en el interior de la tierra las ondas sísmicas, que viajan a gran velocidad y en todas direcciones. ¿Qué otros fenómenos naturales te parece que hay que tener en cuenta cuando se va a construir una sala de cine? Piensa y explica En esta actividad establecerás relaciones entre hechos y situa- ciones diversas. 3. En la construcción de una sala de cine deben considerarse los riesgos de que ocurra un sismo.
  13. 13. 3 Preliminares ■ Busca en las enciclopedias de tu biblioteca de aula o en la escolar información sobre los temas siguientes. ● Principales zonas sísmicas de América ● Los temblores más fuertes ocurridos en América en los últimos 20 años ■ Ahora, si es posible, busca y recopila información de esos temas en internet, para ello utiliza un buscador, que te permitirá en- contrar páginas, electrónicas a partir de una o más palabras. Para mejorar una búsqueda puedes enlazar las palabras con el signo (+). ■ Lee y analiza la información que recopilaste. Contesta. ● ¿Cuál es la situación de México en lo que se refiere a tem- blores? ______________________________________________ _____________________________________________________ ● ¿Son o no más comunes que en otras regiones de América? _____________________________________________________ _____________________________________________________ Procesa información Valor Internet puede ser un recurso muy útil para obtener información. Aquí te re- comendamos tres sitios que contienen informaciónclarayconfiablequesere- laciona con lo que verás en este curso. ciencianet.com/enlaces.html caosyciencia.com/ideas/articulo. php?id=151203 cientec.or.cr/ciencias/experimentos/fi- sica.html Te sugerimos que cuando encuentres un buen sitio que te proporcione in- formaciónsobrecienciaytecnología,y específicamente sobre temas de física, guardes la referencia para que puedas consultarlo cada vez que lo necesites, y también que lo compartas con tus compañeras y compañeros. 4. Hay gases, como el de neón, que se utilizan para producir luz. Este tipo de actividad tiene como finalidad que busques, discrimines, interpretes y organices información de diferentes fuentes para que construyas conocimientos y procedimientos. ¿Te gusta comer palomitas en el cine? Si es así, posiblemente las acompañes con un refresco gaseoso, es decir, líquido mez- clado con un gas que forma burbujas. A lo mejor te preocupa consumir demasiadas calorías porque cuidas tu peso. ¿Sabes qué son las calorías? ¿Qué otros gases habrá en el cine? El aire del ambiente, por supuesto. Además en la marquesina, donde se anuncian las películas, que suele iluminarse con luz de gas de neón (4). Fue el estudio de los gases lo que aportó conocimientos im- portantes sobre la materia. Sin embargo, no se explicaban fenómenos como el de la electricidad. Cómo y por qué se producen la luz y la electricidad fue du- rante largo tiempo un enigma, hasta que las investigaciones sobre la estructura del átomo dieron las respuestas. Ese tipo de investigaciones también permitieron desarrollar mejores materiales para filmar películas y para grabar el sonido.
  14. 14. Preliminares 4 No puede existir una película sin un guión o libreto. En éste se des- cribe cómo deben ser las escenas, desde la escenografía hasta las emociones que reflejarán los acto- res y muchas veces la iluminación y los movimientos de la cámara. En el guión también están escritos los diálogos de los actores. Para escribir un guión es necesario saber cómo se realiza una película y tener un gran dominio de la len- gua. Lo que aprendes en tu curso de Español te será de utilidad si un día quieres escribir un guión de cine o de televisión. En estos recuadros te sugerimos que enlaces lo que estás apren- diendo con otras asignaturas. 5. Gracias a los avances tecnológicos desarrolla- dos a partir de principios de la física se pueden crear seres fantásticos muy realistas. Puede ocurrir que ciertas tecnologías que originalmen- te fueron pensadas para la realización de una película sean la base de otros descubrimientos que permiten ampliar los conocimientos. Las actividades de Soluciónalo representan un reto; puedes proponer solucio- nes a diferentes problemáticas o argumentar las decisiones que tomes. ¿Y cómo se garantiza que todos los espectadores puedan ver bien la película? Se realizan diferentes pruebas a partir de ciertos cono- cimientos, como cuál es el campo de visión del ojo humano. El proyector debe contar con un sistema óptico que permita pro- yectar con nitidez la película, que no esté fuera de foco. Además, que tenga la iluminación adecuada, de otra manera se vería dema- siado oscura o muy brillante. Todo lo anterior se calcula a partir de las propiedades de la luz y cómo se comporta al viajar por un medio material, como el aire o el cristal de una lente. En el cine actual, especialmente en las películas de acción, las que relatan historias fantásticas o las de ciencia ficción, se usan efectos especiales muy diversos. Estos efectos van desde construir una maqueta de un paisaje o de naves espaciales, filmándolas de manera que en la pantalla parezcan reales, hasta construir personajes con la ayuda de computadoras. En las tres películas de El señor de los anillos aparece una extraña criatura llamada Gollum (5). Para representarla se filmó primero a un actor haciendo todos los movimientos de ese personaje, los cuales fueron registrados mediante sensores especiales colocados en el cuerpo del actor. Después, la información obtenida con los sensores se procesó en computadoras, uniéndola a imágenes de Gollum. De esa manera se obtuvo un personaje muy convincente en sus expresiones facia- les y movimientos. ■ Explica en el cuaderno. ● ¿Dónde colocarías una cámara para filmar desde arriba un partido de futbol? ● ¿Cómo sostendrías la cámara? ● ¿Qué características de la cámara y su soporte tendrías que tomar en cuenta para asegurar que no se cayeran? ● ¿Cómo lograrías, con la cámara en esa posición, filmar dis- tintas zonas del campo de futbol? Soluciónalo
  15. 15. 7. En la elaboración de una película intervienen muchas personas que trabajan de manera coordinada. 5 Las computadoras son aparatos electrónicos que se basan en muchos de los fenómenos explicados por la física, algunos de los cuales aprenderás en este curso, como son la electricidad y el magnetismo (6). ■ Organiza un equipo de cuatro integrantes y realicen lo que se propone a continuación. ● Investiguen en libros, enciclopedias, revistas y en internet cómo se logra que un personaje “vuele” en una película. ● Contesten con base en la información que recopilaron. ● ¿Qué aparatos se utilizan para crear la ilusión del vuelo? ____________________ _______________________________________________________________________ ● ¿Cómo se filman las escenas en las que un personaje vuela? __________________ _______________________________________________________________________ ● De los conceptos que hemos mencionado hasta ahora, como fuerzas, luz y electricidad, ¿cuáles tienen relación con el efecto especial de vuelo en el cine? _____________________________________________________________________ ¿Por qué? ______________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Comunícalo Por medio de este texto queremos que adviertas que los conocimientos científicos y tecnológicos te pueden ser útiles para entender algunas de las cosas relacionadas con tu vida cotidiana, como la producción de una película o programa de televisión. Como has visto hasta ahora, en el cine se utilizan distintas técnicas y aparatos que fueron desarrollados a partir del conocimiento de diversos fenómenos físicos. También sabes que para realizar una película se necesitan muchas personas con distintas especialidades, como ingenieros de sonido, escritores, etcétera, y todas deben trabajar en equipo, de manera coordinada, y compartiendo información (7). De la misma manera, en la escuela hay diversas tareas donde el trabajo en equipo es fundamental, por eso te proponemos que realices actividades con tus compañeros y compañeras. 6. Las computadoras personales han cambiado muchas de las actividades humanas, como la forma de comunicarse o de buscar información. Preliminares
  16. 16. 6 ¿Qué sabes de ciencia, tecnología y física? En las páginas siguientes iniciarás formalmente tu curso de Ciencias dos con énfasis en Física. Tal vez pien- ses que no conoces nada del tema, pero no es así. En primaria adquiriste muchos aprendizajes sobre física y en tu vida diaria has tenido experiencias que se relacionan con esta ciencia. Por ejemplo, ya tienes conocimientos sobre el movimiento de los objetos, la electricidad y el magnetismo, y sobre las fuerzas y sus efectos en los cuer- pos (8). También has estudiado las ondas, en los temas de la luz y el sonido, conoces un termómetro y sabes cómo funciona y que la materia está formada por átomos. Si lees el índice de este libro, verás que hay mu- chos términos que te sonarán familiares. Por otra parte, el nombre de la asignatura posiblemente te sugiera muchas cosas. En este curso vas a confirmar algunas de esas ideas y adquirirás otras nuevas, interesantes y asombrosas. Onda. Es una perturbación que se propaga a través de un medio material como el aire o el agua. Algunas, como la luz, se pueden transmitir en el vacío. glosario ■ Escribe en tu cuaderno algunas ideas que tengas sobre la asignatura Cien- cias dos. ● Compara tu respuesta con las respuestas de los integrantes de tu equipo. ● Expliquen por qué es conveniente tener una buena disposición hacia la ciencia, la tecnología y la física. ● Propongan cómo les gustaría trabajar a lo largo del curso. ● Muestren sus sugerencias a su profesora o profesor y compártanlas con todo el grupo. ■ Discutan con el grupo si esas sugerencias son útiles para que mejoren su desempeño e interés por esta materia. ■ Una vez que junto con su profesor o profesora hayan llegado a acuerdos sobre sus sugerencias, escríbanlos en una cartulina y péguenla en el salón. ■ Guarda una copia de la cartulina en tu portafolio de evidencias. A lo largo del curso te sugeriremos que archives algunos de tus trabajos o copia de éstos en tu portafolio de evidencias, el cual te permitirá advertir tus aprendizajes y el desarrollo de tus habilidades y actitudes en este curso. Comunícalo Preliminares Comunícalo es una sección en la que usarás varias formas del lenguaje para presentar y comunicar ideas, por lo que te pediremos que elabores informes, gráficas, tablas, exposiciones, etcétera. Te recomendamos consultar tus libros de Español y Matemáticas. 8. Los fenómenos eléctricos son sorprendentes y los estudiarás en este curso. En tus libros de Español, de primero y segundo, encontrarás información para elaborar textos escritos y exposiciones orales de manera adecuada.
  17. 17. 17 Preliminares 9. En este curso, plantearás hipótesis y realizarás observaciones y experimentos para probarlas, trabajarás como lo hacen los científicos. Piensa y explica Los conocimientos, habilidades, valores y actitudes que adquieras a lo largo de este curso, con tu esfuerzo y la ayuda de tus compañeros y compañeras de grupo, te harán más competente para enfrentar los retos, situaciones y proble- máticas que se te presenten a lo largo de tu vida (9). Esos conocimientos también te permitirán disfrutar y aprovechar más las dis- tintas experiencias cotidianas que se relacionan con los fenómenos físicos. Por ejemplo, asistir a una función de cine y poder distinguir situaciones fic- ticias de las que no lo son; subirte a los juegos mecánicos y describir cuáles son las fuerzas a las que se somete tu cuerpo; o mirar las estrellas y explicar de manera científica los fenómenos que observas. Al final de cada bloque elaborarán un proyecto en el que integrarán y aplicarán lo aprendido. El proyecto lo realizarán con base en sus intereses. Para que no lo dejes hasta el final, comienza a pensar en el tema que te gustaría abordar en tu proyecto. ■ Contesta en tu cuaderno, con base en tus conocimientos. ● ¿Qué tienen en común la luz, la radio, la electricidad y el mag- netismo? ● ¿Qué diferencias hay entre masa y peso? ● ¿De qué depende la cantidad de energía que tiene un cuerpo en reposo y en movimiento? ● ¿Qué es la temperatura y cuál es la teoría que la explica a nivel microscópico? ● ¿Cómo ocurre un cambio de estado? ● ¿Cómo se originó el universo? ■ Al final del curso responde nuevamente las preguntas y compara tus respuestas con las de tus compañeros y compañeras. ● Advierte las diferencias entre tus respuestas y determina qué tanto aprendiste de esta asignatura y cómo podrás aplicar estos conocimientos en tu vida cotidiana. Es importante que tengas presente que nuestro bienestar depende, en gran medida, de la ciencia y la tecnología, por ejemplo, las vacunas, los medicamentos y los rayos X nos ayudan a conservar la salud y aumentar la esperanza de vida.También usamos aparatos como licuadoras, televi- sores y teléfonos o empleamos procedimientos para desarrollar cultivos de mejor calidad. Debido a esto es indispensable que adquiramos conocimientos cien- tíficos y tecnológicos para así poder explicar de manera crítica lo que sucede a nuestro alrededor y descartar las explicaciones seudo- científicas o mágicas. Para terminar, te diremos que a lo largo de este curso se usan los términos objetos y cuerpos para referirse a objetos materiales, seres vivos e inanimados.
  18. 18. Lección Bloque 1 18 Tendrás éxito si eres capaz de… • Analizar y comprender los conceptos básicos del movimiento y sus relaciones, describirlo e interpre- tarlo mediante algunas formas de representación simbólica y gráfica. • Valorar las repercusiones de los trabajos de Galileo acerca de la caída libre en el desarrollo de la física, en especial en lo que respecta a la forma de analizar los fenómenos físicos. • Aplicar e integrar habilidades, actitudes y valores durante el desarrollo de proyectos, enfatizando el diseño y la realización de experimentos que les permitan relacionar los conceptos estudiados con fenómenos del entorno, así como elaborar explicaciones y predicciones. • Reflexionar acerca de las implicaciones sociales de algunos desarrollos tecnológicos relacionados con la medición de velocidad con que ocurren algunos fenómenos.
  19. 19. Todos los seres vivos y objetos se encuentran en movimiento, por ejemplo, los depredadores cuando persiguen a su presa. Con nues- tros sentidos podemos obtener información para describir el movi- miento e identificar qué cuerpo se mueve más rápido que otro. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza ¿Cómo describimos los cambios que ocurren en la naturaleza, como el movimiento? 19
  20. 20. 20 La percepción del movimiento ¿Qué es el movimiento y cómo se describe? ¿CÓMO SABEMOS QUE ALGO SE MUEVE? La semana pasada un grupo de amigos y amigas decidimos salir al bosque para nadar en el río. Acordamos viajar en bicicleta. En el camino algunos compañeros rebasaban a otros, y algunos íbamos a la par, como si no nos moviéramos uno con respecto a otro (1.1). Varios automóviles y autobuses nos rebasaron, mientras que en el carril contrario también circulaban otros vehículos que parecían ir mucho más rápido, desde nuestra posición. Al llegar al río, vimos a varias vacas que reposaban en los alrededores. ■ Responde. ● ¿Cómo identificarías que un objeto, como uno de los automóviles de la carretera o una bicicleta, está en movimiento? ● ¿Cómo notas que un autobús circula más rápido que otro? ● ¿Cómo se movían, en términos de su rapidez, los amigos que en su bicicleta iban más rápido que tú, o aquellos que iban más lento? ● ¿Por qué los vehículos que circulaban en el carril contrario parecían avanzar mucho más rápido, desde la perspectiva de los ciclistas? ■ Lee el texto, escribe las respuestas en tu cuaderno y compáralas con las de tu grupo. Imagina que es de noche y te adentras en un bosque oscuro, donde habitan varias especies de animales. ¿Cómo podrías saber que alguno está en movimiento? ¿Qué sentido utilizarías ahora? uno Tema 1.1. Observa esta foto, ¿cuáles vehículos te parece que van más rápido?, ¿por qué?
  21. 21. ■ Observa a tu alrededor y escribe los nombres de los objetos que están en movimiento. ● Escribe en tu cuaderno los nombres de los objetos en movimiento que identificaste y los senti- dos con los que puedes percibirlos. ● Explica cuál es el sentido más importante para percibir el movimiento. ■ Anota en tu cuaderno cuáles de los objetos que anotaste arriba tienen un movimiento rápido y cuáles, lento. Explica por qué los clasificas así. ● Compara dos de los movimientos que identificaste, uno rápido y uno lento, y menciona sus diferencias y semejanzas con base en lo que percibiste con tus sentidos. 1.3. Cuando encendemos un ventilador, pone- mos en movimiento el aire interior de la habita- ción. Dicho movimiento lo sentimos en la cara. Percepción del movimiento 1.2. A nuestro alrededor observamos que muchos objetos se mueven.1.2. A nuestro alrededor observamos que muchos objetos se mueven. 21 ¿Cómo percibimos el movimiento? Cuando estás en la calle con seguridad verás objetos que parecen estar en reposo como las paredes, los postes y los autos estacionados, otros se moverán lentamente, como las personas que caminan o las ramas de los árboles cuando so- pla un poco de viento, y otros más rápido como un automó- vil, un avión que surca el cielo o un pájaro en vuelo (1.2). Repite el ejercicio anterior pero ahora con los ojos cerrados. ¿Qué escuchas? De esos sonidos, ¿cuáles te indican que algo está en movimiento? Existen sonidos que por experiencia identificamos como la ma- nifestación de objetos en movimiento. Una ambulancia, por ejemplo, que transita rápidamente por una calle ya sea acercán- dose o alejándose. También por el sonido que emite un avión en vuelo sabemos cuando se acerca o se aleja. Pero no sólo la vista y el oído nos permiten percibir el movimiento. También el tacto; podemos, por ejemplo, sentir el movimiento del aire, que cotidiana- mente llamamos viento, en la cara o manos (1.3). Sin duda alguna, en nuestra vida diaria percibimos el movimiento de los objetos, principalmente mediante el sentido de la vista, más que por los otros.
  22. 22. Percepción del movimiento 22 Toda la información que recibimos de nuestro entorno es captada por nuestros órganos sensoriales y enviada al cerebro a través de señales o impulsos eléctricos. Es en ciertas áreas del cerebro donde esa información se proce- sa y adquiere sentido. Por eso las lesiones cerebrales, producto, por ejemplo, de un golpe fuerte en la cabeza, pueden afectar la percepción sensorial. Existe un trastorno de este tipo, conocido como agnosia del movimiento, que es la incapacidad para perci- bir el movimiento de los objetos de manera continua. Si un auto en movimiento pasara frente a una persona con este padecimiento, lo vería primero detenido en una esquina, después lo vería detenido frente a ella y luego detenido más adelante, como si observara fotos del auto tomadas en algunos momentos de su recorrido (1.4). ¿Qué pasa cuando falla la percepción del movimiento? 1.4. Una persona que padece agnosia del movimiento no podrá apreciar el continuo mo- vimiento del automóvil. En la percepción del movimiento pueden inter- venir varios sentidos, pero el principal es el de la visión. En la visión, la luz que reflejan los objetos en- tra a nuestros ojos y pasa primero por lo que podríamos llamar el “sistema óptico”, com- puesto por la córnea, el humor acuoso, el cristalino y el humor vítreo (1.5). Este sistema dirige la luz a la retina, que es la estructura del ojo sensible a la luz. En la reti- na se proyectan las imágenes, como si fuera una pantalla, y de ahí se transmiten como señales eléctricas al cerebro por medio del nervio óptico. ■ Investiga en libros o en internet sobre otros tipos de agnosias y cómo se manifiestan. Elige dos y descríbelas en tu cuaderno. Comparte con tu grupo lo que investigaste. ■ Contesta en tu cuaderno. ● ¿Cómo afecta la agnosia del movimiento la vida de una persona? ¿Cuáles serían las consecuencias? ● Piensa en tres actividades que no podría realizar y escríbelas en tu cuaderno. ¿Cómo sabemos si algo se mueve? 1.5. En la retina se forman las imágenes y estas son transmi- tidas al cerebro a través del nervio óptico. nervio óptico cristalino córnea humor acuoso retina humor vítreo imagen
  23. 23. 23 Cuando estamos frente a algo que se mueve, una su- cesión de imágenes se proyecta en distintas partes de nuestra retina y esta sucesión es la que nos da la sensa- ción de movimiento. ¿Qué pasa si la sucesión de imágenes ocurre con de- masiada rapidez? El cerebro no logra distinguir una de otra las señales que le transmite la retina por lo que la percepción del objeto es muy escasa. Puede ocurrir que algo se mueva tan rápido que la retina no cap- te las imágenes, entonces... ¡no lo vemos! (1.6) También sucede que algo se mueva tan, pero tan lentamente, que no alcan- cemos a distinguir su movimiento y para nosotros ese objeto estará en aparente reposo. Hay animales, como ranas y sapos, que sólo pueden ver lo que está en movi- miento. Aunque sus ojos, como los de todos los vertebrados, se parecen a los nuestros, su cerebro interpreta de manera distinta las señales luminosas. Un sapo puede tener enfrente un insecto y mientras no se mueva no lo ve. ■ Realiza lo siguiente. ● Extiende un brazo, cierra el puño y deja levantado tu dedo índice. Coloca el dedo frente a tus ojos. Ahora abre y cierra alternadamente los ojos. Luego, contesta. ● ¿Qué es lo que ves? ● ¿A qué se debe esto? ● Investiga qué es el movimiento aparente. ■ Explica en el cuaderno. ● La razón por la que la vista es un sentido importante para la percepción del movimiento. ● Cuáles son las características del movimiento que puedes apreciar con la vista. ● Si con la vista puedes distinguir si un movimiento es rápido o lento y si te permite cuantificar las diferencias de rapidez. 1.6. Una cámara fotográfica funciona de mane- ra muy parecida a nuestros ojos. ¿Qué te indica el que esta imagen se vea borrosa? Percepción del movimiento ■ Busca en libros, revistas y en las referencias de la sección “Conoce más” cómo se logró crear la ilusión de movimiento en los primeros dibujos animados. ● Comparte con tus compañeros del grupo lo que averiguaste. Procesa información
  24. 24. 24Percepción del movimiento Valor Actualmente gracias a los avan- ces de la ciencia y la tecnología sabemos que hay movimientos que no percibimos. Los continentes, por ejemplo, están en constante mo- vimiento pero extremada- mente lento. Muchos animales perciben los movimien- tos que ocurren a su alrededor con sentidos diferentes al de la visión, pues este compor- tamiento forma parte de su adaptación al medio y les permite conseguir su alimento o huir de sus depredadores. Por ejemplo, la mayoría de los peces utilizan células sensoriales ubicadas en las líneas la- terales de sus costados para detectar el movi- miento del agua causado por otras criaturas que se mueven cerca de ellos. Otros animales acuáticos, como los tiburones, tienen un sentido eléctrico: son capaces de detectar señales eléctricas de su medio. Esto lo hacen a través de una red de poros llenos de una sustancia parecida a la ge- latina (1.7), ubicados arriba de su boca, con los que los tiburones perciben los débiles campos eléctricos que otros peces producen al moverse. El sentido eléctrico de los tiburones les ha permiti- do vivir en aguas turbias o fangosas y con poca luz y también conseguir alimento. ¿Sólo los objetos se mueven? Cuando estás en un lugar cerrado, ¿cómo podrías darte cuenta de que en el cielo pasa un avión? La respuesta es por el sonido que produce y que llega hasta tus oídos. El sonido se origina por la vibración de un objeto mate- rial, como la cuerda de una guitarra (1.8). Esta vibración genera una onda longitudinal, llamada onda sonora, que viaja a través de un medio de transmisión que pue- de ser un gas como el aire, un líquido como el agua o un sólido como una puerta de madera. En los instrumentos musicales las ondas sonoras son producidas por una cuerda que vibra, como es el caso de una guitarra, un violín o un piano, por una columna de aire ondulante, como es el caso de una flauta; o por una membrana que vibra al golpearla, como es el caso de un tambor. ¿Existen otras formas de percibir el movimiento? 1.8. Cuando las cuerdas de una guitarra vibran rápidamente se produce sonido. 1.7. Los tiburones son capaces de percibir la señal eléctrica de una contracción muscular. Onda longitudinal. Es la onda en la que las partículas del medio de transmisión, como el aire o el agua, vibran en dirección paralela a la dirección en la que se propaga la onda. Las ondas sonoras son longitudinales. glosario
  25. 25. El sonido requiere de un medio material para que la vi- bración del cuerpo que la produce se transmita y llegue a nuestros oídos. Por ejemplo, en el aire vibran las partículas que lo componen. Con base en lo anterior analiza lo que sucede en el cine de ciencia-ficción. En estas películas las explosiones de las batallas interestelares van acompañadas de impactan- tes efectos de sonido y, simultáneamente, muchos destellos espectaculares. Como puedes deducir, se han sacrificado los principios de la física por el espectáculo. Una explosión en el espacio, como dijimos antes, no produciría sonido, pues este requiere de un medio de propagación como el aire (1.9). 1.9. En las películas, en algunas ocasiones, se altera lo que ocurre en la realidad. ■ Organiza un equipo de cuatro o cinco integrantes. ● Investiguen en libros, enciclopedias de su biblioteca de aula o escolar y en las sugerencias de la sección “Conoce más” cómo los murciélagos perciben el movimiento en lugares completamente oscuros, como una cueva. Luego de analizar la información, contesten en el cuaderno. ● ¿De qué manera los murciélagos se orientan y localizan a sus presas? ● ¿Qué instrumento funciona de manera muy similar a la percepción de los murciélagos? ● ¿Qué ventajas y desventajas representaría para los seres humanos tener esa capaci- dad de los murciélagos? ● Elaboren una ficha de trabajo con la información que recopilaron, con las respuestas, un esquema de cómo perciben los murciélagos el movimiento y expliquen en sus cuadernos por qué las personas no poseemos esa capacidad. ● Lean a su grupo su ficha de trabajo y su explicación. ● Conserven su trabajo para formar su portafolio de evidencias. ■ Organiza un equipo de cuatro o cinco integrantes. ● Investiguen en libros, enciclopedias de su biblioteca de aula o escolar y en las sugerencias de la sección “Conoce más” cómo los murciélagos perciben el movimiento en lugares completamente oscuros, como una cueva. Luego de analizar la información, contesten en el cuaderno. Nuestra voz es producida por las cuerdas vocales que vibran por el paso del aire que sale de nuestros pulmones. Cuando se lanzan cohetes, es una manera de festejar en algunos lugares; al llegar a cierta altura, estallan generando una fuerte vibración en las moléculas del aire, que se transmite en for- ma de onda sonora hasta llegar a nuestros oídos. Si la vibración se efectúa en un lugar donde no hay un me- dio de transmisión, no hay sonido. Así, en la Luna, donde no hay aire, no escucharíamos el estallido de un cohete. 25 Percepción del movimiento
  26. 26. Percepción del movimiento La luz también es una onda, pero de un tipo dis- tinto al de las ondas sonoras. La luz es una onda electromagnética, como los rayos X o las on- das de radio. Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio de transmisión para propagarse, por lo que pueden hacerlo en el vacío como en el espacio exterior. Por esta razón las diferentes ondas electromagnéticas que emiten las estrellas llegan a nuestro planeta. La luz es lo que más rápido se mueve en el universo. La que emite el Sol, por ejemplo, se mueve en el espacio hasta llegar a nuestro plane- ta y tarda sólo unos 8 minutos en realizar el viaje (1.10). Lo anterior significa que la luz solar recorre 150 millones de kilómetros en 8 minu- tos, que es la distancia entre el Sol y la Tierra. ■ Lee y analiza este texto y contesta. El sonido viaja más rápido en el agua que en el aire y aún más rápido en un sólido como una placa de acero. En un gas como el aire, las moléculas están más separadas que en un líquido y en un sólido están más cerca unas de otras que en un líquido. ● ¿Cómo podrías explicar las diferencias de rapidez en la propagación del sonido, de acuer- do con la naturaleza del medio de transmisión? ● Compara tu respuesta con la de tus compañeras y compañeros de equipo. ● Verifica con tus compañeros de equipo, y bajo la supervisión de tu profesor o profe- sora, tus respuestas. Onda electromagnética. Es una onda que tiene una componente eléctrica y otra componente magnética. Rayos X. Radiación invisible que atraviesa los cuerpos opacos y blandos, como los músculos, y que impresiona películas fotográficas, igual que la luz. Son ondas electromagnéticas. Ondas de radio. También llamadas ondas hertzianas. Son ondas electromagnéticas que se usan extensamente en las comunicaciones. Se emplean en la televisión, radio, teléfonos celulares y redes inalámbricas de computadoras. glosario 1.10. Cuando vemos el Sol desde la Tierra, apreciamos cómo era hace 8 minutos. Sol, por ejemplo, se mueve en el espacio hasta llegar a nuestro plane- ta y tarda sólo unos 8 minutos en realizar Lo anterior significa que la luz solar recorre 150 millones de kilómetros en 8 minu- tos, que es la distancia 26
  27. 27. ■ Contesta. ● ¿Cómo podrías explicar que el sonido es una onda que se propaga? ● ¿Cómo podrías explicar que la luz es una onda en movimiento y no un fenómeno? ● ¿Qué semejanzas y diferencias hay entre el movimiento de un automóvil y el de una cuer- da que vibra? ■ Amplía tus respuestas cuando estudies los contenidos de las páginas 38 a 47 y 252 a 259 de es- te libro. 27 Relación entre la En tu libro de Español, de primero y segundo, encontrarás informa- ción para elaborar un artículo de divulgación de la ciencia. ■ Reconocer y comparar distintos tipos de movimiento en el entorno en términos de sus características perceptibles. ■ Relacionar el sonido con una fuente vibratoria y la luz con una luminosa. ■ Describir movimientos rápidos y lentos a partir de la información que se percibe con los sentidos y valorar sus limitaciones. ■ Proponer formas de descripción de movimientos rápidos o lentos a partir de lo que se percibe. Noreña Villarías, Francisco y Juan Tonda Mazón. El movimiento, Santillana, México, 2002. (Biblioteca Juvenil Ilustrada.) cientec.or.cr/ciencias/experimentos/ percepcion.html Percepción del movimiento27 Procesa información ■ Investiga en los libros y enciclopedias de tu biblioteca de aula o la escolar lo siguiente: rapidez del sonido, rapidez de la luz, año luz. ■ Explica. ● ¿Por qué primero se ve el relámpago y luego se escucha el trueno? ● ¿Por qué es útil el concepto de año-luz? ■ Elabora un artículo de divulgación. En tu artículo deberás exponer cómo podemos describir el movimiento de los cuerpos a partir de lo que percibimos, cómo lo clasificas en rápido o lento y si es posible cuantificarlo (expresar con números). ● Lee tu artículo a tu grupo y coméntalo. Luego, guárdalo para tu portafolio de evidencias.
  28. 28. 28 ¿CÓMO DESCRIBIMOS EL MOVIMIENTO DE LOS OBJETOS? Descripción del movimiento El domingo estuve con mis amigos y amigas en el parque de diversiones. A mí y a Luis nos encanta la “montaña rusa”, con todas esas subidas y bajadas. En cambio, María y Carlos prefieren el “torbellino”, un juego con forma de círculo que da vueltas rapidísimo. Todos nos subimos al “ratón loco”, ahí uno va cada vez más rápido en una recta y cuando parece que el carrito se va caer, frena y bruscamente dobla a la derecha o a la izquierda y otra vez, más y más rápido... (1.11) Yo salí un poco mareada y temblorosa de cada juego y Carlos de plano ya no quiso subirse a más. ¿Cuántos tipos de movimiento se pueden identificar en los juegos? ¿Cómo se puede describir el movimiento de cada uno de los juegos? ¿Qué características tiene cada movimiento? 1.11. Los juegos de una feria o parque de diversiones tienen movimientos con varias características. ■ Realiza lo que se indica. ● Escribe los nombres de cuatro juegos que hay en un parque de diversiones o una feria. ● Para cada uno de los juegos que seleccionaste en el punto anterior, describe el movi- miento de los objetos que están a su alrededor, tal y como los verías desde tu asiento. ■ Contesta. ● Desde los carritos en movimiento, ¿cómo verías lo que te rodea, por ejemplo, otros carritos del mismo juego, edificios cercanos, otros juegos, la gente? ● ¿Cómo crees que alguien parado afuera del juego te vería en uno de esos carritos en movimiento?
  29. 29. 29 Descripción del movimiento ■ Lee el texto y contesta en el cuaderno. Compara tu respuesta con la de los miembros de tu equipo. Cuando observas el Sol o una estrella, podrías concluir que se mueven con respecto a la Tierra; sin embargo, alguien puede afirmar que lo que se mueve es la Tierra al girar sobre su eje. ¿Quién tiene razón y por qué? Si una persona viaja en autobús de Cuernavaca a Acapulco, la persona no se mueve con respecto al autobús, pero ella y el autobús se mueven con respecto a la estación de autobuses de Cuernavaca. También podemos afirmar que la persona está en reposo con respectoalautobús,peroestá en movimiento con respec- to a la estación de autobu- ses de Cuernavaca. Puede ocurrir que algo que aparentemente está en reposo, no lo esté desde el punto de vista de otro observador; por ejemplo, si estás sentado leyendo un libro, te encuen- tras en reposo con relación a tu escritorio, pero un astronauta que te observe desde el espacio ex- terior, te verá en movimiento pues sigues la rotación de nuestro planeta (1.12). Lo anterior indica que el movimiento es relati- vo; es decir, cuando señalamos que un objeto se mueve o está en reposo debemos decir con respecto a cuál o cuáles otros obje- tos es el movimiento. El objeto o conjunto de obje- tos que consideramos en reposo y que se utili- zan para determinar el movimiento de otros cuerpos se de- nomina sistema de referencia. De este modo es posible decir que un cuerpo está en movimiento cuando cambia su posición al paso del tiempo, con respecto a un objeto que se considera en una posición fija. Este es el caso del pasajero del autobús con respecto a la estación en Cuernavaca. Por otro lado, se dice que un cuerpo está en repo- so si su posición no se modifica al transcurrir el tiempo, con respecto a un objeto. Para describir y estudiar un movimiento se debe elegir el sistema de referencia donde la descripción y análisis del movi- miento sea más simple. ¿El movimiento es relativo? 1.12. Un astronauta en el espacio puede percibir el movimiento de rotación de la Tierra. ■ Lee la situación y contesta en el cuaderno. Si tuvieras que describir el movimiento de una rueda de la fortuna… ● ¿Cuál consideras que es el mejor sistema de referencia?: un asiento de este juego... ● Describe en tu cuaderno el movimiento de la rueda de la fortuna desde dos sistemas de referencia diferentes. Procesa información
  30. 30. 30 ■ Elabora junto con los integrantes de tu equipo, una descripción del movimiento de un automóvil que pasa frente a ti y circula por una avenida, de una persona que camina y de un avión que despe- ga o aterriza. ● Selecciona el sistema de referencia que emplearás para describir el movimiento de los objetos. ● Describan en el cuaderno el movimiento de cada objeto o de la persona, destacando si es recto o curvilíneo; horizontal, ascendente o descendente, si se desplaza con una rapidez constante o varia- ble y si se detiene o no en su trayectoria. ● Utilicen otro sistema de referencia para describir los mismos movimientos: ahora se encuentran dentro del automóvil o avión o van junto con la persona que camina. ● Observen cómo la descripción del movimiento de los mismos objetos es diferente, de acuerdo con el sistema de referencia. ● Presenten su trabajo ante el grupo y compárenlo con el de otros equipos. ● Entre todos decidan cuál es el sistema de referencia más adecuado para describir cada movimiento. ¿Cómo se describe el movimiento? Una vez elegido el sistema de referencia, estamos en posibilidad de describir el mo- vimiento de un objeto. Para ello debemos indicar su posición conforme transcurre el tiempo. Cuando un objeto se mueve, cambia su posición; en otras palabras, se despla- za de un punto a otro. Los movimientos pueden ser lentos, rápidos, en línea recta o curvilíneos. El camino que sigue un cuerpo al pasar de una posición a otra se llama trayectoria. Ésta es la línea imaginaria que describe un cuerpo al moverse. La trayectoria de un automóvil que va de Celaya a la ciudad de Querétaro se obtiene al unir todos los puntos y poblados por los que el vehículo pasó durante su viaje. La distancia recorrida es la longitud de la trayectoria. La trayectoria depende del sistema de referencia seleccionado. En la figura 1.13 puedes ver que si desde un helicóptero se suelta un objeto pesado, como una piedra grande, para alguien dentro del helicóptero la trayectoria que seguirá será una línea recta, mientras que para un espectador en tierra la trayectoria será una línea curva llamada parábola. ■ Imagina una ardilla que trepa por un árbol. Explica en tu cua- derno cuál de los siguientes sistemas de referencia te parece el más adecuado para describir el movimiento de la ardilla. ● Un auto que pasa junto al árbol en el que está la ardilla, un poste cercano a ese árbol o el árbol donde se encuentra la ardilla. ● Elabora en tu cuaderno un esquema del movimiento de la ardilla que sube por el árbol con base en el sistema de referencia elegido. Descripción del movimiento Parábola. Curva que se obtiene cuando un plano corta un cono de manera paralela a uno de sus lados. glosario parábola 1.13. La trayectoria de un objeto en movimiento depende del sistema de referencia seleccionado.
  31. 31. 31 Valor Con la finalidad de simplificar y uni- ficar el uso de unidades de medida en el mundo, se creó en 1960 el Sistema Internacional de Unidades, que se abrevia SI, en el cual se defi- nen las unidades de medida y la for- ma de abreviarlas. Este sistema ha sido adoptado por la mayoría de los países y por las personas dedicadas a la ciencia y la tecnología de todo el mundo. Rapidez m/s km/h Persona que camina 1.4 5 Auto en la ciudad 16.7 60 Perro galgo al correr 25 90 Auto de carreras 83.3 300 Avión comercial 250 900 El sonido en el aire (a 20ºC) 340 1 224 ■ Explica en tu cuaderno cómo puedes con- vertir un valor de rapidez de 100 km/h a m/s y otro valor de rapidez de 30 m/s a km/h. Ubica estas conversiones en la tabla anterior y verifica tus resultados. a km/h. Ubica estas conversiones en la tabla anterior y verifica tus resultados. Valor Los términos rapidez y velocidad casi siempre se utilizan como sinó- nimos, sin embargo son conceptos diferentes. La rapidez nos permite medir la distancia recorrida en un intervalo de tiempo. Es decir qué tan rápido o lento se mueve un ob- jeto en movimiento. La velocidad también indica la dirección del mo- vimiento de ese objeto. Descripción del movimiento De forma cotidiana utilizamos el término rapidez para indicar que una persona, animal u objeto tarda poco tiempo en recorrer una distancia fija. Por ejemplo, en una carrera de 400 metros planos el atleta que corre más rápido es el que recorre la distancia en menor tiempo. También se dice que una persona u objeto se mueve rápido si recorre una distancia mayor en un tiempo fijo, como una hora (1.14). Así ocu- rre en una competencia de ciclismo, donde gana el ciclista que logre recorrer en una hora la mayor distancia. Con base en lo expuesto es posible definir la rapidez como el cociente de la distancia recorrida por un objeto entre el tiempo que le toma recorrerla: La rapidez se mide en metros/segundo (m/s) o en kilómetros/hora (km/h). En la tabla se muestra la rapidez de algunos cuerpos en ambas unida- des de medida. La rapidez constante permite predecir la distancia que recorrerá un objeto en diferentes intervalos de tiempo. Si un automóvil se mueve con una rapidez de 80 km/h, en dos horas recorrerá 160 km, en tres 240 km, en me- dia hora 40 km y en un cuarto de hora 20 km. En la tabla anterior se muestran equivalencias de uni- dades de rapidez. Para convertir km/h a m/s, primero debes tomar en cuenta si la unidad que vas a conver- tir está en el numerador, o en el denominador, ya que según sea la ubicación deberás dividir o multiplicar. Veamos un ejemplo, para convertir kilómetros a metros (que está en el numerador) multiplicas por 1 000, después para convertir horas a minutos (que está en el denominador), divides entre 60 y, finalmente, para convertir minutos a segundos vuelves a dividir entre 60. Si la conversión fuera de m/s a km/h, entonces primero divides entre 1 000 y luego multiplicas por 60, dos veces. ¿Qué significa ir rápido? 1.14. El halcón peregrino es el animal más rápi- do del mundo. Cuando vuela en picada puede alcanzar una rapidez de más de 300 km/h. distancia recorridarapidez = intervalo de tiempo
  32. 32. 32 ■ Escribe en tu cuaderno la distancia que recorrerán cada persona, animal u objeto en los tiempos indicados. Compara tus resultados con los integrantes de tu equipo y luego revísalos bajo la supervisión de tu profesora o profesor. ● El galgo es un animal muy rápido, puede alcanzar una rapidez de 90 km/h; si pudiera sostener esa rapidez, ¿qué distancia recorrería en media hora? ● Un avión comercial viaja con una rapidez de 800 km/h, ¿qué distancia reco- rrerá en 2 horas?, ¿y en 3.5 horas? ■ Seguramente recuerdas que cuando eras pequeño o pequeña te costaba seguir el paso con el que un adulto caminaba. Quizá incluso hayas sentido que mientras caminaba, casi tenías que correr para estar junto a él. ● Explica en tu cuaderno a qué parte del cuerpo del adulto y del niño se debe esta diferencia. ● Si quisieras saber la diferencia entre el número de pasos de un adulto y un niño, ¿cómo plantearías el experimento? y ¿qué medirías? ● Compara tu diseño de experimento con el de los integrantes de tu equipo y advierte las diferencias y semejanzas. Descripción del movimiento Estudiante Distancia recorrida en metros (m) Tiempo del recorrido en minutos (min) Lola 100 1.2 Pedro 100 1.5 Estudiante Distancia recorrida en metros (m) Tiempo del recorrido en minutos (min) Rapidez en metros por minutos (m/min) Lola 100 1.2 83.3 Pedro 100 1.5 66.6 ■ En equipo realicen el siguiente experimento. ● Elijan un tramo recto y largo en el patio de la escuela y midan su longitud en metros. ● Midan con un reloj cuánto tiempo tarda cada uno de ustedes en recorrer ese tramo caminando a paso normal. ● Elaboren una tabla como la que se muestra con los datos que obtengan. Procesa información ● Calculen, con la fórmula de la página anterior, la rapidez de cada uno y añadan esos resultados a la tabla. ● ¿Las unidades que se usaron son las más apropiadas para este experimento?, ¿sería mejor utilizar segundos para medir el tiempo en lugar de minutos?, ¿por qué? ● ¿Qué unidades les dan una mejor idea de qué tan rápido camina cada uno de ustedes?, ¿por qué?
  33. 33. 33 Descripción del movimiento ■ Piensa en algún recorrido que hayas realizado recientemente, por ejemplo, de tu casa a la escuela o a algún otro lugar y realiza lo que se indica. ● Describe cómo lo hiciste, ¿te detuviste una o más veces?, ¿dónde? ● Escribe en tu cuaderno cómo realizaste el trayecto: en qué partes caminaste sin detenerte, el tiempo que empleaste en cada parte y la distancia recorrida en cada tramo; cuántas veces te detuviste (por ejemplo, para cruzar las calles) y por cuánto tiempo. ● Explica a qué problemas te enfrentarías si tuvieras que calcular tu rapidez en ese trayecto. ¿Es la rapidez siempre constante? Cuando viajamos en un auto, generalmente no vamos a la misma rapidez todo el tiempo, en algunos tramos podemos ir más rápido y en otros más lento, incluso podemos detenernos en un semáforo o un tope. En casos como estos es útil conocer la rapidez media o rapidez promedio, que se define como la distancia total recorrida entre el tiempo empleado en recorrerla (1.15). Veamos a continuación un ejemplo, si una persona camina por una avenida recta 200 metros en 160 segundos, se detiene 30 segundos para comprar una revista y continúa su caminata 150 metros más en 90 segundos, ¿cuál fue su rapidez media? Por un lado obtenemos la distancia total recorrida, es decir, 200 m más 150 m, lo cual es igual a 350 m. El tiempo total es igual que 160 s + 30 s + 90 s = 280 s. Por tanto, la rapidez media es igual que Observa que cuando calculas la rapidez media no obtienes los valores de la rapidez durante todo el recorrido. Cuando decimos que la rapidez media de una persona fue 1.25 m/s, no sa- bemos si durante el recorrido se mantuvo este valor (rapidez constante), o hubo tramos donde fue más rápida o más lenta, o bien, si en algún momento se detuvo. ■ Escribe en tu cuaderno de trabajo las modificaciones que tendrías que realizar en la activi- dad de la sección “Procesa información” de la página anterior, para determinar si cada uno de los que participaron caminó con rapidez constante a lo largo del recorrido. Compara tus propuestas con las de los integrantes de tu equipo. ■ Contesta en el cuaderno. ● ¿En qué situaciones tiene sentido hablar de rapidez media? ● ¿Qué datos se necesitan para calcular la rapidez media de un corredor de maratón? 1.15. En una carrera de autos gana el piloto que haya logrado la mayor rapidez media, es decir, aquel que haya cubierto la distancia total de la carrera en menos tiempo. 350 m 280 s = 1.25 m/s distancia total recorrida tiempo empleado en recorrerla rapidez media =
  34. 34. 34Descripción del movimiento 34 ■ Realiza lo que se indica. ● Dibuja un objeto que se mueva en la misma dirección y sentido. Marca la trayectoria que sigue con rojo y, luego, explica en el cuaderno si coincide la distancia recorrida con el desplazamiento y por qué. ● Elabora un laberinto cuadrado, de 10 cm por lado, con al menos 5 pasillos, de manera que una persona al recorrerlo todo realice un desplazamiento igual que 10 cm. ■ Compara tus soluciones con las de los integrantes de tu grupo y analicen cuál es la más simple con la ayuda de su profesor o profesora. Luego, expliquen las diferencias entre desplazamiento y distancia. Soluciónalo De manera cotidiana, usamos de forma indistinta las palabras distancia y desplazamiento. Sin embargo, en física tienen un significado diferente, aunque en algunas situaciones, como cuando un objeto se mueve en línea recta, pueden coincidir. Anteriormente se dijo que la distancia es la longitud del camino recorrido. El desplazamiento es el cam- bio de posición de un cuerpo que está en movimiento. Para mostrar la diferencia entre estos dos conceptos, analicemos este ejemplo: supongamos que estás en la esquina de la panadería de la figura 1.16 en el punto A y deseas ir a la tintorería ubicada en el punto C. Antes de llegar a la tintorería debes pasar por la tienda de abarrotes, situada en el punto B. La distancia que recorrerás será AB + BC, pero en realidad te desplazarás del punto A al punto C. En la figura puedes ver que la distancia recorrida es mayor que el desplazamiento realizado. En una carrera de automóviles sobre un cir- cuito cerrado, por ejemplo un óvalo, el punto de partida coincide con el punto de llegada al completar una vuelta. En este caso, el automóvil recorrió la distancia que corresponde a la longitud de la pista, sin embargo, al completar una vuelta, la magnitud de su desplazamiento fue 0, ya que llegó a la misma posición (1.17). ¿Desplazamiento o distancia? 1.16. El desplazamiento, AC, es distinto a la longitud del camino recorrido, ABC. 1.17. En este ejemplo el desplazamien- to del vehículo es 0, pero luego de 30s regresa al punto de partida. 0 s 30 s
  35. 35. 35 Descripción del movimiento ■ La próxima vez que vayas en un auto, fíjate en el aparato lla- mado velocímetro que está en el tablero. Observa lo que cambia en ese aparato a medida que el auto se mueve. Luego, contesta en el cuaderno. ● ¿Qué mide el aparato? ● ¿Acaso indica la dirección de la velocidad? ● ¿Es correcto llamarlo velocímetro? ¿Cómo debería llamarse? 1.18. En las maniobras de aterrizaje de un avión, desde la torre de control le indican al piloto cuál debe ser la rapidez y la dirección de la nave. Tiempo (segundos) Automóvil A (metros) Automóvil B (metros) 0 0 0 1 30 20 2 60 40 3 90 60 4 120 80 5 150 100 ¿Velocidad o rapidez? Seguramente has notado que hasta ahora no hemos ex- plicado el término velocidad. En la actividad que reali- zaste en el patio de la escuela, calcularon la rapidez con la que cada uno camina, no la velocidad. Para el piloto de un avión, no sólo es importante la ra- pidez con la que vuela, también lo es la dirección en la que se mueve; cuando va a aterrizar, el piloto hace con- tacto con la torre de control, la cual indica la rapidez que debe tener y la dirección que debe llevar el avión. Cuando se considera la rapidez y la dirección en un mo- vimiento, se habla de velocidad. Con frecuencia utilizamos de manera indistinta rapidez y velocidad, pero estos conceptos sólo coinciden cuando un objeto se mueve con velocidad constante, esto es, siempre con la misma rapidez y dirección. Ejemplo de esto es un auto- móvil que se desplaza con la misma rapidez, digamos 100 km/h en una carretera recta; es decir, en la misma dirección. La magnitud de la velocidad coincide con la rapidez, por tanto, se mide en las mismas unidades m/s o km/h, entre otras, pero la velocidad es una magnitud vectorial pues posee magnitud y sentido (1.18). Cuando se estudia el movimiento y sus características, las gráficas son un instrumento muy útil para describir la re- lación que existe entre dos valores que cambian, como la distancia recorrida y el tiempo empleado. Analicemos cómo se construye una gráfica de distancia contra tiempo con base en dos automóviles, que llama- remos A y B, cuyas posiciones y tiempos se muestran en la tabla de la derecha. Ambos vehículos parten del reposo, es decir, están detenidos. ¿Cómo se construye una gráfica de movimiento?
  36. 36. 36Descripción del movimiento ■ Determina para cada automóvil, y con base en la gráfica, la distancia recorrida a los seis y a los diez segundos. ● Contesta en el cuaderno con base en lo que realizaste. ● ¿Qué resultados obtuviste? Soluciónalo Primero, sobre una hoja cuadriculada se dibuja un eje horizontal y un eje vertical. El eje horizontal corresponderá al tiempo (segundos trans- curridos), y el eje vertical, a la distancia recorrida (metros). Se trazan sobre ambos ejes marcas pequeñas separadas por la misma distancia, por ejemplo, un cuadro, y se anota debajo de éstas los nú- meros que en el eje horizontal pueden ir de 1 en 1 y en el vertical de 20 en 20. Cada punto de la gráfica corresponderá a un tiempo (t) y a una distan- cia (d). Los puntos (t, d) de cada automóvil son los que ves en la tabla. Luego, se localiza cada punto en la hoja cuadriculada, se marcan y se unen los que corresponden al automóvil A y luego los del B. De esta manera se obtienen dos rectas, que representan la gráfica de distancia contra tiempo para cada vehículo (1.19). ¿Qué significado tiene que la gráfica de distancia contra tiempo de cada uno de los autos sea una recta? Si calculamos la rapidez (distancia recorrida entre tiempo transcurrido) del automóvil A para cada punto de la gráfica con los datos de la tabla, ob- tenemos: 30/1, 60/2, 90/3..., es decir, la rapidez es la misma en todos los puntos: 30 m/s. En otras palabras, el automóvil A se mueve con rapidez constante. Si hacemos este cálculo para el automóvil B, ocu- rre lo mismo: la rapidez en cada punto es 20 m/s, es una rapidez constante. 1 1 1 1 distancia (m) automóvil A 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 automóvil B tiempo (s) óvil A 1.19. Gráfica de distancia contra tiempo para los automóviles A y B. Ahora podemos concluir que si se grafica la distancia recorrida contra tiempo transcurrido y se obtiene una recta, el objeto al que correspon- de esta gráfica se mueve con rapidez constante. Este es el tipo de información que se obtiene de una gráfica de movi- miento con sólo mirarla. Pero hay más, ¿qué diferencia existe entre la recta asociada al vehículo A y la recta asociada al automóvil B? Automóvil A Automóvil B (0,0) (0,0) (1,30) (1,20) (2,60) (2,40) (3,90) (3,60) (4,120) (4,80) (5,150) (5,100) En tu libro de Matemáticas de segundo grado, en el bloque 3, hallarás más información de cómo construir gráficas de funciones lineales, como las usadas en este tema.
  37. 37. 3737 Percepción del movimiento ■ Examina esta gráfica que representa la distancia recorrida contra el tiempo para un determinado objeto y contesta en el cuaderno, ¿qué significa la parte horizontal de la gráfica? Sugerencia: ubica la parte horizontal de la gráfica y de- termina si cambia el valor de la distancia recorrida para diferentes valores del tiempo. En este segmento, ¿cambia la distancia recorrida conforme el tiempo avanza? ■ Repite con tu equipo la actividad Procesa información de la página 32, pero ahora dividan el tramo en 10. Midan en segundos el tiempo que tarda cada uno en pasar por cada marca (10 m) y registren los datos en una tabla que elabora- rán en sus cuadernos. ● Vuelvan a calcular la rapidez de cada uno y comparen con los datos obtenidos antes. Agre- guen esta información a la tabla. ● Construyan una gráfica de distancia contra tiempo con los datos que registraron en su ta- bla. Si tienen alguna duda consulten a su profesora o profesor. ● Expliquen en sus cuadernos la información que pueden interpretar de su gráfica. ● Determinen con base en la inclinación de las gráficas quién es el más rápido. 37 Relación entre la respiración y la nutrición ■ Describir y comparar movimientos de personas u objetos utilizando diversos puntos de referencia y la representación de sus trayectorias. ■ Interpretar el concepto de velocidad como la relación entre desplazamiento, dirección y tiempo, apoyado en información proveniente de experimentos sencillos. ■ Identificar las diferencias entre velocidad y rapidez. ■ Construir e interpretar tablas de datos y gráficas de posición-tiempo, a partir de datos experimentales o del uso de programas informáticos. ■ Predecir características de diferentes movimientos a partir de gráficas de posición-tiempo. Lévy-Leblond, J.M. La física en preguntas: mecánica, Alianza, Madrid, 1986. www.cyberolimpiadas.com.sv/proyectos/ shenanigan/links-vert/1-d.htm educaplus.org/movi/2_5velocidad.html monografias.com/trabajos13/cinemat/ cinemat2.shtml Descripción del movimiento37 distancia tiempo La recta del automóvil A tiene un mayor grado de inclinación con respecto al eje horizontal; la recta del vehículo B está menos inclinada. El grado de inclinación tiene que ver con el valor del cociente d/t calculado antes. Si el cociente es mayor, la rapidez es mayor, pero también el grado de inclinación. Lo anterior significa que a mayor grado de inclinación, mayor rapidez. En nuestro ejemplo, el grado de inclinación de la recta del automóvil A es mayor que la de la recta del B.
  38. 38. El movimiento ondulatorio 38 UN TIPO PARTICULAR DE MOVIMIENTO: EL MOVIMIENTO ONDULATORIO Iván, Erik y Alan paseaban a la orilla del lago de Pátz- cuaro. De pronto Iván comenzó a lanzar piedras al lago; en seguida Erik y Alan decidieron seguir el juego. Alan notó que las piedritas provocaban la formación de ondas circulares en el agua (1.20) y decidieron competir a ver quién las hacía más altas. Después de un rato se dieron cuenta de que mientras más grande era la piedra, la altura de las ondas era mayor. Se preguntaron, ¿por qué se forman las ondas circulares? ¿por qué se van haciendo más grandes, conforme se alejan del punto donde cayó la piedra?, ¿por qué se van “apagando”? ■ Explica. ● ¿Por qué se forma la onda? ● ¿Por qué la onda circular va aumentando su diámetro? ● ¿Por qué la onda producida va disminuyendo su altura hasta desaparecer? 1.20. Cuando un cuerpo cae en agua en reposo se forman ondas. ¿Qué es el movimiento ondulatorio? Muchas manifestaciones de nuestra vida diaria se relacionan con el movimiento ondulatorio, como el sonido, la luz, las microondas y las ondas que hacen posible las telecomunicaciones. Los sismos también son una forma de movimiento ondulatorio. Con seguridad habrás visto este tipo de movimiento cuando arro- jas a un estanque una piedra y se forman ondas, y en las olas del mar (1.21). Como viste en páginas anteriores, por medio de nuestros sentidos podemos percibir algunos movimientos ondulatorios, como cuan- do escuchamos un sonido o miramos una luz; otros no los detec- tamos, como las ondas de radio. 1.21. Las olas son perturbaciones en los mares y océanos producidas por el viento.
  39. 39. 39 Como cualquier otro movimiento, el ondulato- rio posee características con las cuales se puede describir y que son útiles para estudiarlo, por ejemplo, el tiempo que tarda en desplazarse una onda. Existen fenómenos artificiales que tienen un me- canismo parecido al de las ondas. Piensa, por ejemplo, en la “ola” que hacen los espectadores en un partido de futbol o de otro deporte (1.22). 1.22. Una “ola humana” se comporta, en cierto sentido, como una onda. El movimiento ondulatorio ■ Analiza y contesta en tu cuaderno. ● ¿Qué es lo que hacen las personas que participan en el juego de la “ola”? ● ¿Acaso cambian de lugar, al pararse y sentarse? ● ¿Qué ves cuando estás sentado enfrente de las personas que se levantan y se sientan? ● ¿Qué es lo que se desplaza? ■ Compara tus respuestas con la de tus compañeros y compañeras de grupo y luego consulten a su profesor o profesora para que las verifique. ■ Reúnete con los integrantes de tu equipo y consigan una bandeja grande, una regla de madera de 30 cm, agua y una cuerda de 2 o 3 metros aproximadamente. Luego realicen lo siguiente. ● Viertan el agua hasta llenar poco más de la mitad de la bandeja. ● Ahora golpeen el agua con la regla, primero con un borde y luego con toda la orilla. En- sayen de diferentes formas hasta que logren las mejores olas. ● Observen que lo que se desplaza es la perturbación que produjeron al golpear el agua con la regla. ● Indiquen a dos integrantes del equipo que sujete cada uno un extremo de la cuerda, y que se separen para que quede estirada, pero no muy tensa. ● Uno de ellos deberá mover su mano, que sujeta la cuerda, hacia arriba y hacia abajo en forma rápida. Observen las ondas que se formen en la cuerda. ● Ahora muevan más rápido la mano que sube y baja, ¿qué diferencia encuentran entre esta onda y la primera que observaron? ● Describe en tu cuaderno los movimientos que hicieron, los resultados que tuvieron y contesten. ● ¿Qué es lo que se desplaza en el caso de la “ola” del estadio, de las olas dentro de la bandeja o de la onda producida en la cuerda? ■ Explica en tu cuaderno, con base en las actividades anterio- res, qué es una onda y cuáles son sus características. Procesa información
  40. 40. ¿Cómo se forma una onda? Cuando hicieron el movimiento de la cuerda, obser- varon el desplazamiento de una protuberancia que recibe el nombre de pulso. Este es el que se propaga a lo largo de la cuerda. Cuando el movimiento es más rápido y constante se forma una onda. Así, una onda se define como el des- plazamiento de una perturbación. Por ejemplo, si se fija el extremo de una cuerda, su- ficientemente larga, a una pared, y el otro extremo lo tomamos con la mano, estiramos un poco la cuerda y empezamos a subir y bajar rápidamente la mano, vere- mos que se produce una perturbación o una onda que viaja a lo largo de la cuerda. Si seguimos moviendo la cuerda de arriba abajo, la perturbación se desplazará horizontalmente a lo largo de la cuerda (1.23). Es importante hacer notar que la cuerda no se desplaza hacia la pared, lo que viaja de nuestra mano hacia la pared son las ondas o perturbaciones. Otra manera de producir ondas es tirar una piedra dentro de un estanque o fuente donde el agua esté en reposo (1.24). Cuando la piedra entra en el agua, genera pequeñas ondas que se desplazan del centro hacia la orilla, es importante hacer notar que no se desplaza el agua. En el ejemplo anterior, si colocaras un pedazo de corcho cerca de la orilla del estanque, cuando las ondas lleguen al corcho ha- rán que este se mueva verticalmente; ¿de dónde vino la energía necesaria para levantar el corcho? Era transportada por la onda. Por lo anterior podemos decir que las ondas transportan energía, no materia, este tema lo revisarás en el tema 3 del bloque 2. Lo mismo sucede si en la cuerda colocamos un anillo y produci- mos perturbaciones, veremos que no se desplaza a lo largo de la cuerda, sólo se produce un movimiento oscilatorio. El movimiento ondulatorio 1.23. La onda se desplaza a lo largo de la cuerda. ■ Contesta en el cuaderno. ● ¿De dónde proviene la energía que transporta la onda que se produce cuando se arroja una piedra a un estanque? ● De acuerdo con las situaciones mencionadas, ¿cómo compruebo que una onda trans- mite energía? Procesa información 1.24. Cuando una gota cae en el agua, crea ondas. 40
  41. 41. ¿Qué tipo de ondas existen? Las ondas se clasifican por su medio de propagación en dos tipos: me- cánicas y electromagnéticas. El sonido, las olas del mar y las ondas que se producen cuando se agita una cuerda son ejemplos de ondas mecáni- cas. Este tipo de ondas requiere de un medio físico para propagarse, como el aire, el agua o la roca (1.25). Una de las características del medio para que se pueda propagar una onda mecánica es que sea elástico, es decir, que luego de la perturbación sea ca- paz de regresar a su forma original. La luz, las microondas y los rayos X son ejemplos de ondas electromagné- ticas y pueden propagarse en el vacío. Las ondas, además, pueden ser trans- versales o longitudinales. 1.25. Las ondas sísmicas son mecánicas y se propagan a través del suelo y los mares. Valor Cuando se deslizan las grandes pla- cas tectónicas se libera una enorme cantidad de energía que provoca una perturbación, ésta viaja en for- madeondassísmicasatravés del suelo y los mares, grandes distancias. ■ Con el fin de estudiar algunas características de las on- das, en equipo consigan una cuerda de 2 m, agua y si es posible un resorte grande de plástico (suficientemente del- gado para poder estirarlo sin problema). Después, realicen lo siguiente. ● Mojen la cuerda, tómenla dos compañeros del equipo de cada extremo y estírenla. ● Uno de los compañeros moverá su brazo, con el que sos- tiene la cuerda, de arriba abajo, aumentando la rapidez poco a poco. ● El resto del equipo observe de perfil y dibujen lo que ven. ● Ahora muevan la cuerda de izquierda a derecha, cada vez mas rápido. El resto del equipo observen y dibujen en el cuaderno lo que aprecian. ● Dos de los integrantes tomen el resorte por los extremos, de tal forma que se pueda mantener estirado. ● Ahora en uno de los extremos compriman rápidamente un pedazo del resorte y regrésenlo a la posición original. Debe observarse un pulso que viaja en forma rápida a lo largo del resorte. ● Expliquen en el cuaderno cada caso. ● ¿Cómo fue el desplazamiento de las ondas? ● ¿Qué pasó con las ondas cuando aumentaron la velocidad de las perturbaciones? El movimiento ondulatorio41 falla Hipocentro, punto donde se genera un terremoto. Ondas sísmicas Epicentro, proyección del hipocentro en la corteza terrestre
  42. 42. Una onda transversal es la que se produce, por ejemplo, cuando se mueve una cuerda de arriba abajo, como en la actividad anterior, donde el movimiento de la mano es perpendicular a la dirección de propagación de la onda (1.26). Decimos que una onda es longitudinal cuando el movimiento que la produce es paralelo a la dirección de propagación de la onda, por ejemplo, cuando estiramos un resorte y lo comprimimos (1.27). También el sonido y las ondas sísmicas primarias son ondas longitudinales. El movimiento ondulatorio 42 ■ Contesta en tu cuaderno. ● Cuando lanzas una piedra a un estanque, ¿qué tipo de ondas se producen? ¿por qué?, ● ¿Cómo se desplaza la onda en el resorte? ■ Busca en libros y enciclopedias de tu bibliote- ca de aula tres ejemplos de ondas transversa- les y tres de longitudinales. ● Dibuja en el cuaderno un esquema para cada onda y describe cómo y hacia dónde es el desplazamiento de la perturbación. Ondas sísmicas primarias. Son las que se registran primero en los sismógrafos y se transmiten en el mismo sentido que la vibración de las partículas. Se propagan por el interior de la superficie terrestre, atravesando tanto líquidos como sólidos. glosario 1.26. Desplazamiento de ondas transversales. En una cuerda, dirección del movimiento (de arriba abajo) generador de la onda 1.27. La onda que se forma en este resorte es de tipo longitudinal. ■ Averigua en diversas fuentes otras características de las ondas mecánicas, electromagnéticas, longitudinales y transversales. ● Elabora con la información recopilada un organizador avan- zado (mapa de conceptos, cuadro sinóptico o cuadro com- parativo) sobre los tipos de ondas y muéstralo a tu grupo. Procesa información Movimiento de la mano Movimiento de la onda Al final de cada bloque elaborarán un proyecto en el que integrarán y aplicarán lo aprendido. El proyecto lo realizarán con base en sus intereses. Para que no lo dejes hasta el final comienza a pensar en el tema que te gustaría abordar en tu proyecto.te gustaría abordar en tu proyecto.
  43. 43. ¿Qué es la longitud de onda? En una onda transversal, como la que formamos en una cuerda extendida, amarrada a un extremo, subiendo y ba- jando la mano que la sujeta; a la parte superior le llama- mos cresta, y a la inferior, valle. La distancia entre las cúspides de crestas sucesivas o la distancia entre valles sucesivos recibe el nombre de longi- tud de onda (1.28). La longitud de onda se mide en metros, por ejemplo, la de las olas del mar, mientras que las que se forman cuando tiramos una piedra en un estanque se miden en centímetros. La longitud de onda de la luz visible va de 400 a 700 nanómetros. Es- tas son longitudes pequeñísimas: un nanómetro (nm) es la millonésima parte de un milímetro, es decir, que un milímetro es igual a ¡1 millón de nanómetros! Existen ondas con longitudes aún más pequeñas, como los rayos X. La luz blanca se compone de todos los colores del arco iris. Cuando la luz se descompone en colores, cada uno tiene su propia longitud de onda (1.29). 1.29. La luz blanca está com- puesta de varios colores y a cada color le corresponde una deter- minada longitud de onda. ■ Para que observen cómo se mueven las ondas en un sólido, en equipo consigan una gelatina cuya forma sea rectangular y angosta, una tabla de madera más grande que la gelatina y una caja de paredes delgadas ligeramente más ancha que la gelatina. ● Coloquen la gelatina sobre la tabla, y la caja, en uno de los extremos. ● Golpeen la tabla por el extremo contrario a la caja. Observen lo que pasa y contesten. ● ¿Qué le pasa a la gelatina cuando golpeas la tabla? ● ¿Qué le pasa a la caja cuando recibe las vibraciones de la gelatina? ● ¿Qué tipo de ondas son? ● ¿Por qué supones que un sismo generado en las costas de Guerrero pueda afec- tar más a la Ciudad de México? 43 1.28. La longitud de onda es la distancia en- tre crestas sucesivas o entre valles sucesivos. cresta longitud de onda valle amplitud de onda El movimiento ondulatorio
  44. 44. El movimiento ondulatorio En la actividad que realizaste con el resorte metálico o de plástico, observaste que cuando el resorte estaba extendido y se juntaban una porción de espiras para luego soltarlas, se formaba un pulso que viajaba muy rápidamente a lo largo del resorte. Cuando se jala y se suelta ese conjunto de espiras, se forman zonas de compre- sión y zonas de estiramiento entre las espiras. Si se tomara una fotografía de un instante del recorrido de ese pulso, se identificarían las zonas de compresión y de estiramiento. Estas zonas de compresión y de estiramiento se desplazan a lo largo del resorte. En este tipo de ondas, la longitud de onda es la distancia entre zonas consecutivas de compresión o de estiramiento de las espiras (1.30). 1.30. En un resorte que se estira es fácil apreciar la longitud de onda. ■ Busca en enciclopedias de tu biblioteca de aula, en internet o en los textos de la sección “Conoce más” información sobre la longitud de onda y su relación con la frecuencia. ● Elabora una ficha de trabajo con la información recopilada. ● Lee a tu grupo tu ficha y comenten la información. ● Agrega tu ficha a tu portafolios de evidencias. Procesa información ¿Qué es la frecuencia de onda? Tanto en las ondas transversales como en las longitudina- les, la porción de onda de exactamente una longitud de onda es el patrón básico que se repite continuamente a lo largo de la onda. A esta porción se le llama ciclo. El número de ciclos que pasan por un punto en una uni- dad de tiempo, por ejemplo, cada segundo, recibe el nombre de frecuencia de la onda. La frecuencia y la longitud de onda son las características que permiten diferenciar un tipo de onda de otra (1.31). La rapidez de propagación de una onda es el producto de su frecuencia por la longitud de onda correspondiente. En gene- ral, la rapidez de propagación de una onda depende del me- dio donde se transmite, por ejemplo un gas (1.32), un líquido o un sólido. Curiosamente la rapidez de las ondas sonoras se incrementa conforme el medio es más denso, mientras que las ondas de luz alcanzan la rapidez máxima en el vacío, y disminuye si el medio se hace más denso. 1.32. Un llanto y un grito tienen diferentes frecuencias, pero la misma velocidad de propagación si ambos viajan en el aire. 44 bajas frecuencias altas frecuencias 1.31. Ilustración de una onda de baja frecuencia y otra de alta frecuencia.
  45. 45. 45 El movimiento ondulatorio ■ Con el fin de que aprecies cómo se propaga el sonido, reúnete con los integrantes de tu equipo y consigan un silbato. Realicen lo que se propone en seguida. ● Mientras uno de ustedes toca el silbato, otros se colocarán primero a 3 m y después a 9 m de distancia. Escuchen. ● Ahora el que toca el silbato lo hará desde afuera del salón, mientras los otros miembros del equipo están dentro con la puerta cerrada. Escuchen nuevamente. ● Abran rápidamente la puerta y vuelvan a poner atención a lo que escuchan. ● Describan en el cuaderno las diferencias en la percepción del silbato a 3 y 9 metros de distancia y cuando se produce fuera del salón. ● Contesten en el cuaderno. ● ¿Por qué hay diferencias en el sonido del silbato a 3 y 9 metros? ● ¿Cómo explicarías las diferencias cuando el silbato se encuentra afuera del salón? ● ¿Cómo se percibe el sonido del silbato cuando abren repenti- namente la puerta?, ¿qué es lo que pasa?, ¿por qué? ● ¿Qué es lo que produce el sonido del silbato? 1.34. Un murciélago emite sonidos de alta frecuencia inaudibles para el humano. 1.33. Cuando se golpea un tambor, éste vibra y produce ondas sonoras. ¿Cómo se produce el sonido? El sonido es una onda longitudinal que se produce por una vibración que se des- plaza en un medio de transmisión. Por ejemplo, una guitarra suena ya que ha- cemos vibrar sus cuerdas al pulsarlas; escuchamos los sonidos característicos de un tambor al golpear y hacer vibrar su membrana (1.33). Estas vibraciones se desplazan en un medio de transmisión que en este caso es el aire. El medio de transmisión es fundamental, ya que donde hay vacío, aunque haya vibración, ésta no se desplaza y por tanto no hay sonido. Por eso en el espacio exterior no se escuchan sonidos. Cuando se desplaza la vibración, se crean zonas de compresión y zonas de distan- ciamiento de las moléculas del medio de transmisión, por ejemplo, el aire. En física, a las zonas donde se distancian las moléculas unas de otras se les llama zonas de rarefacción. Cada zona de compresión está seguida de una zona de rarefacción, de tal forma que las moléculas de aire se van acercando y alejando entre sí, en la dirección de la onda sonora que se propaga. La frecuencia con la que se produce una onda sonora está relacionada con lo que percibimos como tono. Los sonidos agu- dos tienen una frecuencia relativamente alta, como los que emite un murciélago (1.34), mientras que los sonidos graves, como los rugidos de un león, tienen una frecuencia baja.
  46. 46. 46El movimiento ondulatorio Valor Las ondas sonoras que emiten los mur- ciélagos rebotan en los objetos sóli- dos, ya sea un árbol, una roca o un insecto. Cuando las ondas sonoras re- gresan a su oído, ellos saben hacia dónde moverse en la oscuridad. Rapidez del sonido en distintas sustancias Sustancia Rapidez m/s oxígeno a 0 °C 259 aire a 0 °C 331.2 agua a 0 °C 1 402.3 agua a 20 °C 1 479 agua de mar a 0 °C 1 449.2 cuarzo 5 486 aluminio 5 000 cobre 3 750 madera 3 900 acero 5 100 ¿Qué factores influyen en la rapidez del sonido? Como sabes, cuando se produce una onda no hay desplaza- miento de materia, lo que se mueve es la perturbación a través del medio de transmisión con una cierta rapidez que se puede medir y cuantificar. La rapidez con la que se desplaza una onda sonora o sonido depende del medio de transmisión y de la temperatura. El medio puede ser un gas, como el aire, un líquido, como el agua, o un sólido, como el concreto. Casi todos los sonidos que escuchamos tienen como medio de transmisión el aire (1.36). La rapidez del sonido será mayor entre más denso sea el me- dio de transmisión. En el agua, la rapidez del sonido es tres veces mayor que en el aire, y en un sólido es poco más de tres veces más rápido que en el agua. En la tabla de la dere- cha se muestra la rapidez del sonido en algunos medios de transmisión. El oído humano está adaptado para percibir sonidos cuya frecuencia se encuentre en el llamado espectro audible, en- tre los 20 y 20 000 ciclos por segundo. Los sonidos por debajo de 20 ciclos por segundo se llaman infrasonido, como el que producen los elefantes para co- municarse (1.35); mientras que los sonidos por arriba de los 20 000 ciclos por segundo se llaman ultrasonido, como el que producen los delfines para comunicarse entre ellos. ■ Investiga en enciclopedias de tu biblioteca de aula, escolar, en in- ternet o en la sección “Conoce más” el intervalo de frecuencias de ondas sonoras que perciben los oídos de los siguientes animales: perros, elefantes, murciélagos, delfines y ballenas. ● Compara esos intervalos de frecuencia con los que son audibles para los seres humanos. ● Busca las frecuencias de las ondas sísmicas y compáralas con las que son audibles para el ser humano. ● Elabora un texto donde describas el desarrollo de tu investigación y expongas tus resultados. Procesa información 1.36. La gran mayoría de los soni- dos que escuchamos tiene como medio de transmisión el aire. 1.35. Los elefantes se comunican a grandes distancias con infrasonidos.

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