domingo, 24 de agosto de 2008

APLICACIONES DE LA FISICA






INTRODUCCION

Muchos son los cuestionamientos a través de la historia. Desde la antigüedad hasta nuestros días, hemos tomado como guía el grandioso trabajo de la naturaleza, como los procesos desarrollados por los sentidos.

Hay que resaltar que la física es la ciencia cuyo objeto es el estudio de las propiedades de los cuerpos, cuando no cambian de naturaleza. En relación con el tipo de fenómenos que estudia, la física puede dividirse en varias ramas, algunas clásicas y otras modernas: acústica, mecánica, óptica, termodinámica, física atómica o nuclear, etc.

Probablemente el objetivo ultimo que persigue la física sea el de comprender las propiedades de los constituyentes fundamentales de la naturaleza y sus interacciones mutuas en un plan global único, a partir del cual poder deducir las propiedades de los agregados de partículas y todos los fenómenos macroscopicos. En cualquier caso la búsqueda de tal esquema global se encuentra al frente de la física actual. Aunque la síntesis global no se ha conseguido todavía, el numero de leyes de la física considerados hoy en día como fundamentales es notablemente pequeño.




METODO CIENTIFICO



El conocimiento empírico es el que obtenemos mediante la observación atenta de un objeto o fenómeno. Si la observación de dicho fenómeno la complementamos con experimentos, es decir, la repetimos de manera metódica y en condiciones que nosotros establecemos para facilitar y perfeccionar su estudio, estamos adquiriendo un conocimiento científico.

El patrimonio científico, como concepto general, es el conjunto de resultados obtenidos mediante la determinación y sistematización de las causas, como objeto de analizar las leyes naturales. Bacon afirmo que la verdadera ciencia es la ciencia de las causas. Las leyes naturales son las relaciones inmutables de causa a efecto, y su expresión, en el lenguaje que el hombre pueda entender y comunicar, corresponde al científico. Las leyes naturales se agrupan entre si y se someten, en dependencia, a otras leyes generales, denominadas principios, para construir los fundamentos de la ciencia.

Toda ciencia consiste en un conjunto conexo y ordenado de conocimientos relacionados entre si. Se establecen por medio de la experiencia como prioridad y razonamiento. También hay que tener en cuenta que en realidad no existe ningún método apto para el progreso en todas las ramas del conocimiento humano.



LEYES Y TEORIAS


La ley es la regla a que se sujeta un fenómeno y se expresa como la relación entre el fenómeno y su causa. Un solo efecto puede estar expresado por una o varias leyes que están mas o menos de acuerdo con la realidad. En concreto, en el campo que nos ocupara-el de la física- su pretensión es solo explicar con una relación determinada el nexo entre causa y efecto. Las leyes físicas se enuncian generalmente mediante formulas matemáticas, por ser el de estas un lenguaje operativo y rápido. Sin embargo, hay que notar que la expresión matemática es tan solo una analogía con el comportamiento de las magnitudes físicas y la relación entre estas no puede tomarse como una rigurosa aplicación matemática.

La hipótesis es una suposición o conjetura que se hace antes de iniciar el estudio de un fenómeno. La hipótesis es el fruto de la observación anterior y el razonamiento o intuición.




OBJETO DE LA FISICA


La física es la ciencia que estudia los fenómenos de la naturaleza. Según esta definición general, la física englobaría otras ciencias como la astronomía, la química, la geología, etc. La física propiamente dicha estudia las propiedades de los cuerpos y los fenómenos o cambios accidentales producidos en ellos por los agentes naturales. El termino <> no significa en la ciencia lo mismo que en el lenguaje coloquial; representa cualquier modificación que experimenta un cuerpo, ósea, todo lo que produce una modificación. Para que el fenómeno corresponda a la física es precisamente que sea accidental; es decir, que no altere la naturaleza de la sustancia. De este modo se distingue la física de la química, pues esta se ocupa de los cuerpos en su naturaleza y no en su forma. Son ejemplos de fenómenos físicos la reflexión de la luz, la caída de una piedra y el paso de una corriente eléctrica por un conductor, pues en ninguno de los tres casos hay transformación de la materia: la luz sigue siendo luz de idénticas características, la piedra no se transforma y el conductor sigue siendo el mismo métalo aleación antes y después del paso de la corriente. Por el contrario son fenómenos químicos la combustión de carbón y el enmohecimiento de la superficie de una pieza de hierro: en el primer caso, el carbón deja de ser tal, para convertirse en vapor de agua y dióxido de carbono, y en el segundo la capa superficial deja de ser hierro para convertirse en oxido de hierro.



DIVISION DE LA FISICA




Tradicionalmente, y mas por razones pedagógicas que de otra índole, se han constituido cinco grandes ramas de esta ciencia: mecánica, electromagnetismo, termodinámica, acústica y óptica. A estas ramas corresponden el movimiento de los cuerpos y sistemas, la electricidad y el magnetismo, la transmisión del calor, el sonido y las perturbaciones en los gases, y la luz en su naturaleza y propagación.

Actualmente debido al avance en el estudio de la naturaleza en el estudio de la naturaleza del mundo de lo infinitamente pequeño, han surgido nuevas ramas han aparecido porque anteriormente no se han manifestado los fenómenos que se estudian, y en otros, porque las herramientas que se utilizaban estas disciplinas no eran validas para trabajar los fenómenos que pretendían explicar. La física nuclear no apareció hasta que se manifestó la naturaleza del átomo y exigió una atención especial, así como unos métodos propios; la mecánica quántica surgió de la necesidad de hallar un cuerpo de doctrina que explicara satisfactoriamente, entre otros, los fenómenos de la radiación que la mecánica clásica no explicaba.



APLICACIÓN



Muchos son los cuestionamientos del hombre a través de la historia. Desde la antigüedad hasta nuestros días, hemos tomado como guía el grandioso trabajo de la naturaleza, por ejemplo, uno de los muchos procesos humanos: escuchar, nos llevo al desarrollo del micrófono.

¨ EL AVION:
http://es.youtube.com/watch?v=GfiOkZKsplI
Por el momento nos vamos a referir el hecho de volar. Naturalmente, es sorprendente ver como un ave puede llegar a obtener alturas, distancias, velocidades y resistencias difíciles de conseguir en cuanto al hombre se refiere.

No obstante, para que el hombre llegara a volar, no fue precisamente necesario el estudio de las capacidades del ave, sino los fundamentos físicos para construir un objeto más pesado que el aire. Es así como el hombre se desprende un poco de las imitaciones para llevar a cabo un proceso de vuelo eficaz.

Desde entonces, se abrió un espacio entre la naturaleza y los fundamentos físicos, un ejemplo claro y reconocido es el de los hermanos Wright, quienes en 1903 desarrollaron el primer modelo de un artefacto más pesado que el aire y con un sistema adecuado de propulsión, lo que llevo a la evolución de la aviación moderna.

¿POR QUE VUELA UN AVION?

Esta pregunta tiene su respuesta cuando hablamos de Daniel Bernoulli, quien en 1738 dio origen al teorema de Bernoulli.

Este dice que cuando la velocidad de un fluido aumenta, su presión disminuye y viceversa. Por ejemplo, si sostenemos una tira de papel en la mano (bien presionada), y soplamos, el aire en movimiento de la parte superior ejercerá menor presión que el aire en reposo de la parte inferior, lo que hace que la tira de papel se eleve. Cuando esto sucede lo llamamos sustentación.

En los aviones, cuando el aire pasa por la parte superior del ala, tiene un mayor recorrido que el aire que pasa por la parte inferior de la misma, por eso decimos que la diferencia de presiones en el ala lleva a una sustentación, es decir, hace que se eleve y se sostenga en el aire.



NUESTRO AVION

Inicialmente, pensamos en un modelo liviano y con alas lo suficientemente largas para obtener un buen planeo. No obstante, el tamaño, el modelo y el material no permitían que nuestro trabajo se mantuviera en el aire por más de 3 segundos (ver prueba nº 1 más adelante).

Por ello decidimos realizar un nuevo intento con un material que cayera con mayor dificultad, además, decidimos adecuar el modelo agregándole un segundo cuerpo, dejándole así una entrada de aire, que pensamos, sería más favorable (ver prueba nº 2 más adelante).

Sin embargo, la prueba nº 2 no obtuvo resultados que marcaran una gran diferencia a la prueba nº 1, aun así, logró tal vez, 2 segundos más que la primera prueba gracias al material, que como pensamos tendría mayor resistencia al momento de caer.

Aun así, fue una gran experiencia el hecho de conocer el motivo por el que un avión se sostiene en el aire. Esperamos algún día poder reforzar estos conocimientos para construir así un artefacto que se sostenga en el aire por más de 5 segundos sin dejar a un lado nuestra ética.






LISTA DE MATERIALES


PRUEBA Nº 1

· ½ pliego de cartulina
· Regla y curvígrafo
· Lápiz
· Bisturí
· Colbón

PRUEBA Nº 2



· 1/8 de icopor
· Regla
· Esfero
· Bisturí
· Colbón o silicona
· vinilo



EL BARCO




Desde hace muchos años, las diferentes civilizaciones han conquistado el vasto ponto con diferentes métodos y técnicas de navegación. Los fenicios, por ejemplo se encargaron del manejo de los vientos más que el trabajo de los remeros; los romanos trabajaron mas el desempeño de los remeros que de los vientos; los chinos desarrollarían un modelo, que aunque aparentemente es frágil, resulta ser bastante sólido y manejable(los juncos); más adelante se llevarían a cabo barcos a vapor e incluso aerodeslizadores.
Es así como día tras día una nueva idea se apodera de la mente humana, y gracias a ellas, damos inicios a nuevas etapas que nos llevan a los más maravillosos avances y descubrimientos tecnológicos para sobrepasar las fronteras que nos separan.

¿POR QUE SE SOSTIENE UN BARCO?




¿Cómo es posible que flote sobre el mar un barco de acero, de miles de toneladas, y en cambio tú te hundas en la piscina si no haces algo para evitarlo?




Esta pregunta tiene su respuesta gracias al descubrimiento de un científico griego, el principio de Arquímedes. Este postula que cualquier cuerpo sumergido en el agua, en parte o por completo, experimenta una fuerza que le empuja hacia arriba, fuerza (empuje) que es proporcional al peso del agua que el cuerpo está desalojando.
Dependiendo de cuánto pese el cuerpo, al echarlo al agua puede darse una de estas tres situaciones:
que se hunda y caiga al fondo, si el peso es mayor que el empuje;
que se hunda, pero sin llegar a irse al fondo, si el peso es igual al empuje;
que flote, quedando en parte por encima y en parte por debajo del nivel del agua, si el peso es menor que el empuje.
Si soltamos sobre la superficie del agua de una bañera un cubo de plomo, otro de acero, otro de hielo, otro de madera y otro de corcho, todos del mismo tamaño, observaremos que:
1. Los cubos de plomo y de acero se hunden y caen al fondo.
2. El cubito de hielo se queda flotando, con más parte por debajo que por encima del agua (es lo que sucede también con los iceberg).
3. El cubo de madera se queda flotando, mitad por encima y mitad por debajo del agua.
4. El cubo de corcho flota, sobresaliendo casi por completo del agua.
Así pues, queda claro que no todos los cuerpos se comportan igual: el corcho y la madera, que son materiales menos densos, y por tanto pesan menos que el agua, así que flotan, mientras que el acero y el plomo, mucho más densos, y por tanto más pesados que el agua, se hunden en ella. El hielo es un poco menos denso que el agua líquida, por lo que flota, sobresaliendo sólo 1/10 de su volumen.

NUESTRO BARCO





Inicialmente, pensamos en la construcción de un barco de tipo fenicio, es decir, donde importara más la labor del manejo de los vientos que el manejo de los motores; sin embargo, experimentamos con un modelo sencillo, en donde su propulsión dependería principalmente del trabajo del motor.
Para ello, nos basamos en los modelos de los botes, pero para este caso decidimos omitir el manejo de tablones atravesados (asientos de los botes de remo), su base es totalmente plana lo que le da al “bote” mayor estabilidad en el agua.

LISTA DE MATERIALES

 Una lamina de triple.
 Dinamo.
 Pila.
 Cable.
 Serrucho.
 Tijeras.
 Lija.
 Silicona.
 Pintura a base de aceite.







LA COMETA
http://es.youtube.com/watch?v=zThNqBbI-xY

Las cometas nacieron en la antigua China. Se sabe que alrededor del año 1200 a.C. se utilizaban como dispositivo de señalización militar. Los movimientos y los colores de las cometas constituían mensajes que se comunicaban en la distancia entre destacamentos militares.
Armazón plana y muy ligera, por lo común de cañas, sobre la cual se extiende y pega papel o tela; en la parte inferior se le pone una especie de cola formada con cintas o trozos de papel, y, sujeta hacia el medio a un hilo o bramante muy largo, se arroja al aire, que la va elevando, y sirve de diversión a los muchachos.




CONCLUSIONES


¨ como primera conclusión puedo deducir que un proyecto se basa en experimentación y la experimentación forma una cadena de conocimientos que se reflejan en la sociedad.

¨ Lo anteriormente realizado, sirve de enriquecimiento, no solo teórico sino moral, al hacer una comparación directa con nuestras vidas.

¨ y finalmente hay que tener en cuenta que estos son fenómenos de la naturaleza que en cualquier momento representa una situación de gran importancia para nosotros...explicaron teorías y misterios que una sociedad común nunca se ha llegado a imaginar o creer posible.




BIBLIOGRAFIA

Ø UNIVERSITAS, TOMO 5, MATERIA Y ENERGIA, SALVAT EDITORES, S.A., ENCICLOPEDIA TEMATICA PARTA EL ESTUDIANTE, MATEMATICAS-FISICA-QUIMICA, EDICIONES NAUTA, S.A., 1997, CONSULTOR DEL ESTUDIANTE, FISICA, EDICONES NAUTA, 1999.

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