El Movimiento De Los Objetos.

Para describir el movimiento de un objeto, se puede hacer de forma cualitativa y cuantitativamente. Como nos hemos dado cuenta no todos los objetos se mueven igual y nuestros sentidos nos permiten percibir de que manera se mueve un objeto rápida o lentamente, arriba o abajo, giranto, etc. Movimiento Natural
Esta expresión es fundamental en la Física aristotélica. El movimiento natural es aquel que le corresponde a una sustancia en virtud de sus propiedades naturales.
Movimiento Artificial
Es aquel movimiento o cambio que le corresponde a un objeto artificial en virtud de sus propiedades artificiales, o el que corresponde a un objeto natural sin que sea consecuencia de su propia naturaleza, bien porque dicho cambio descansa en un agente externo bien porque el sujeto lo hace a partir de un aprendizaje.

Ahora bien, entre las cosas que tienen movimiento de suyo, algunas se mueven por sí mismas y otras por otras cosas; y en algunos casos su movimiento es natural, en otros violento y contrario a su naturaleza. En las cosas que se mueven por sí mismas su movimiento es natural, como por ejemplo en todos los animales, pues el animal se mueve a sí mismo por sí mismo; y siempre que el principio del movimiento de una cosa está en la cosa misma decimos que su movimiento es natural. Por tanto, el animal como un todo se mueve a sí mismo naturalmente, pero el cuerpo del animal puede estar en movimiento naturalmente o bien de modo contrario a su naturaleza; esto depende de la clase de movimiento que tenga ocasión de experimentar o de la clase de elemento de que está compuesto. Y lo que es movido por otro es movido naturalmente o bien contra naturaleza; por ejemplo, el movimiento hacia arriba de una cosa terrestre y el movimiento hacia abajo del fuego son contra naturaleza; además, a menudo también las partes de los animales están en movimiento de un modo contrario a la naturaleza, en contraste con sus posiciones y sus modos naturales de movimiento. Y el hecho de que lo que está en movimiento es movido por algo es sobre todo evidente en las cosas que están en movimiento contra naturaleza, porque en tales casos es claro que es movido por otra cosa.
Es posible estudiar el movimiento de dos maneras:

a) describiéndolo, a partir de ciertas magnitudes físicas, a saber: posición, velocidad y aceleración (cinemática);
b) analizando las causas que originan dicho movimiento (dinámica).

En el primer caso se estudia cómo se mueve un cuerpo, mientras que en el segundo se considera el porqué se mueve.
La cinemática es la parte de la física que estudia cómo se mueven los cuerpos sin pretender explicar las causas que originan dichos movimientos.

para simplificar el estudio del movimiento, representaremos a los cuerpos móviles por puntos geométricos, olvidándonos, por el momento, de su forma y tamaño.
Se llama trayectoria a la línea que describe el punto que representa al cuerpo en movimiento, conforme va ocupando posiciones sucesivas a lo largo del tiempo.

Tema 2. El trabajo de Galileo

Explicaciones de Aristóteles  y Galileo acerca de la caída libre:
La explicación aristotélica del movimiento se fundamenta en la hipótesis de la existencia nde movimiento de dos tipos fundamentales:
a) Movimientos naturales que a su vez pueden ser de dos tipos:
1.- Los que se dan en el cosmos: movimientos circulares de los cuerpos celestes
2.- Los que se dan en la tierra: movimientos hacia su superficie a hacia la atmósfera. Como ejemplo podemos citar la caída de una piedra o la subida del humo, porque ambos se mueven hacia su lugar natural
b) Movimientos violentos:  la subida de una piedra es un movimiento violento porque se aleja de su lugar natural.
Según  Aristóteles los movimientos violentos necesitan de una fuerza aplicada continuamente. Una flecha una vez lanzada necesita una fuerza que la mantenga en movimiento. La fuerza la debería ejercer el aire, que desplaza la flecha mientras esta avanza.
Las ideas de Aristóteles tardaron mucho tiempo en ser rebatidas, siendo Galileo quién sentó las bases de una nueva interpretación del movimiento, que posteriormente Newton completó.
Al comentar la información anterior dirán que las piedras pesadas caen más rápidamente que las ligeras, que emplean menos tiempo en hacer el mismo recorrido (para unas mismas condiciones de lanzamiento, por ejemplo, dejándolas caer desde la misma altura) ya que tienen más tierra.
Para la caída libre hasta el siglo XVI se aceptaba las enseñanzas del gran sabio de la antigüedad. Aristóteles que sostenían que los  objetos pesados caen más rápido que los ligeros  Caída libre, principio: sabemos que si soltamos un martillo y una pluma o una hoja de papel desde una misma altura, el martillo alcanzará primero el piso, si arrugamos el papel dándole forma de bola, se observa que ambos objetos llegaran al piso casi al mismo tiempo.
Fue el celebre italiano Galileo Galilei quién rebatió la concepción de Aristóteles al firmar que, en ausencia de  resistencia de aire, todos los objetos caerán con una misma aceleración uniforme. Pero Galileo no disponía de medios para crear un vació succionando el aire. La primeras máquinas neumática haciendo vacío se inventaron después, hacia  el año 1650. 
Cuando se emplea el término objeto en ca´da libre se incluye tanto el soltar, como el lanzar hacia arriba o hacia abajo el objeto. Cualquier objeto que cae libremente tiene una aceleración dirigida hacia abajo, independientemente del movimiento inicial del objeto. La magnitud de esta aceleración de caída libre se detona con el símbolo "g" cuyo valor varia ligeramente con la altura con con la latitud. En la cercanía de la superficie de la tierra el valor de g es aproximadamente 9.8 m/s2 .
Ahora, la causa de esta aceleración fue encontrada por Newton quien estableció en su ley de gravitación universal que las masas se atraen en proporción directa de al producto de sus masas e inversamente a su separación al cuadrado. Es la masa de la tierra la que origina esta aceleración de 9.8 m/s2  en su superficie.
La trayectoria de la caída libre es siempre vertical.
A diferencia de Aristóteles, Galileo demostró que: en el vacío todos los cuerpos caen con igual velocidad.
                       

APORTACIONES DE GALILEO  EN LA CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO.
En 1609  construyó un telescopio de refracción, los fenómenos que observó expuestos,  en su Sidereus Nuncius (1610) revolucionaron totalmente su actitud científica. Descubrió las rugosidades de la luna, la manchas solares y el sistema de los satélites de Júpiter.

PRINCIPIO DE INERCIA DE GALILEO:
Principio enunciado por el físico italiano Galileo Galilei que indica que en sistema de referencia inercial todo cuerpo no sometido a fuerzas permanece en estado  de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme.

PRINCIPIO DE RELATIVIDAD DE GALILEO:
Principio establecido por el físico italiano Galileo Galilei la identidad de propiedades del espacio y el tiempo en todos los sistemas de referencia inerciales

SISTEMAS DE REFERENCIA DE GALILEO:
Sistema de referencia espacio-temporal en el cual el espacio es homogéneo e isótropo 
y el tiempo uniforme.   

LA ACELERACIÓN, DIFERENCIA CON LA VELOCIDAD:
La aceleración relaciona los cambios con la velocidad con el tiempo en el que se producen, es decir que mide como de rápidos son los cambios de velocidad:
- Una aceleración grande significa que la velocidad cambia rápidamente.
- Una aceleración pequeña significa que la velocidad cambia lentamente.
- Una aceleración  cero significa que la velocidad no cambia.
La aceleración nos dice como cambia la velocidad y no cómo es la velocidad. Por lo tanto un móvil puede tener una velocidad grande y una aceleración pequeña (o cero) y viceversa.
Como la velocidades una magnitud que contempla la rapidez de un móvil y su dirección, los cambios que se produzcan serán debido a variaciones en la rapidez y/o en la dirección.
La aceleración es  una magnitud vectorial que relaciona los cambios en la velocidad con el tiempo que tardan en producirse. Un móvil está acelerando mientras su velocidad cambia.

A= Vf-Vo/t   donde:   A= aceleración 
                                    Vf= velocidad final
                                    Vo= velocidad inicial
                                    T= tiempo



INTERPRETACIÓN Y  REPRESENTACIÓN DE GRÁFICAS: VELOCIDAD- TIEMPO, ACELERACIÓN- TIEMPO:

Velocidad en función del tiempo

En un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) la velocidad varía proporcionalmente al tiempo, por lo que la representación gráfica v-t (velocidad en función del tiempo) es una recta ascendente.

                                                                     

Aceleración en función del tiempo

Tal como lo dice su nombre, en el Movimiento uniformemente acelerado la aceleración es constante, por lo que la gráfica a-t (aceleración en función del tiempo) es una recta paralela al eje del tiempo, por encima de esta (la fuerza responsable de la aceleración es constante).

                                             
Fuente: engargolado de información del tercer bimestre (información extra), enciclopedia "Salvat" volumen 9

La Descripcion De Las Fuerzas En El Entorno.

La fuerza es la acción capaz de hacer cambiar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo y de producir deformaciones en él. La fuerza es una magnitud que se mide con el newton(cantidad de fuerza que se ejerce para levantar del suelo un objeto de cien gramos.

La fuerza se puede ejercer por contacto directo (como al empujar un objeto) o por distancia (como un imán). 

ELEMENTOS DE LA FUERZA

• Dirección
• Sentido
• Intensidad
• Punto de aplicación

Las fuerzas se representan mediante vectores que tienen un punto de origen, la magnitud representada por la longitud del vector, la dirección sobre la cual actúa, el sentido hacia el que va que está señalado por la punta de la flecha. 

      Para representar un vector se necesita una escala convencional, la cual se establece de acuerdo con la magnitud del vector y el tamaño que se le desee dar.

El Efecto que produzca la fuerza sobre un cuerpo puede ser:
modificacion en el estado del movimiento , en su velocidad, o en la forma de receptor.

Las leyes del movimiento
La primera ley de Newton, conocida también como ley de inercia, nos dice que"si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en linea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero) "

INERCIA:
Es la propiedad de los cuerpos que hacen que estos tiendan a conservar su estado de reposo o de movimiento. La inercia es una propiedad mensurable.
La tendencia de un cuerpo a resistir un cambio en su  movimiento.




Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir,depende de cual se el observador que describa el movimiento. Así,  para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se eta moviendo a una gran velocidad. Se necesita por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.
La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como sistema de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad contaste.
En realidad es imposible encontrar un sistema de referencia inercial,  puesto que siempre hay un tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial.
En muchos casos suponer a un observador fijo en la tierra es una buena aproximación del sistema inercial.

La segunda ley de Newton se puede resumir como sigue: "la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el, e inversamente proporcional a su masa".
La dirección de la aceleración es la misma de la fuerza aplicada.

MASA:
Newton mismo uso el término masa como sinónimo de cantidad de materia. Esta noción no e muy precisa.
Con más precisión podemos decir que la masa es una medida de la inercia de un cuerpo. Mientras más masa tenga un cuerpo e más difícil cambiar su estado de movimiento. Es más difícil hacer que comience a moverse partiendo del reposo, o detenerlo cuando se mueve, o hacer que se mueva a los lados saliendo se de su trayectoria recta. Un camión tiene mucha más inercia que una pelota de tenis que se mueve a la misma velocidad, siendo mucho más difícil cambiar el estado de movimiento de camión.
No debe confundirse la masa con el peso. La masa es una propiedad de un cuerpo,es una medida de su inercia o cantidad de materia.




PESO: 
Es una fuerza, la fuerza que ejerce sobre el cuerpo.

Para aclarar la diferencia, supongamos que llevamos un objeto a la luna. Allí pasara la sexta parte de lo que pesaba en la tierra, pero su masa seguirá siendo la misma.
Notemos que mediante esta segunda ley podemos dar una definición más precisa de fuerza, como una acción capaz de acelerar un objeto.
Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido, de esta manera, la segunda ley de Newton debe expresarse, como:
 F = m a      donde:    F= fuerza (N)
                                    M= masa (kg)
                                    A= aceleración (m/s2)    

La unidad  de fuerza en el sistema internacional de unidades es el Newton  y se representa por N. Un newton es la fuerza que ejerce  sobre un cuerpo  de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración  de 1 m/s 2, osea: 
  
1N = 1 kg . 1 m/s2 




La tercera ley de Newton establece que: "Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera"
Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual".  En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.




Fuente: Lámina "leyes de Newton" y enciclopedia "Salvat" volumen 6

Efectos de las fuerzas en la tierra & el universo.

En el vacío todos los cuerpos caen con la misma aceleración constante. Esto significa que el efecto de la gravedad es siempre el mismo en todos los cuerpos, independientemente de su peso. Esto puede ser difícil de entender pues esta ley sucede en el vacío pero en el mundo en el que vivimos no parece ser cierto que dos cuerpos, de diferente peso, caigan a la mismaaceleración constante.

Si observamos la caída de una hoja de un árbol veremos que cae lentamente, ondulando en el aire y la hoja termina en el suelo suavemente; en cambio si un martillo cae desde el mismo árbol lo hará en línea recta y con mayor rapidez. Esta diferencia en la caída no tiene que ver con que la gravedad actúe de manera diferente en estos cuerpos. La diferencia se da por laoposición del aire en los objetos. 

En el vacío (sin aire) todos los objetos caen a la misma velocidad porque no hay resistencia del aire.

Fue Galileo Galilei quien explicó este movimiento de aceleración, aunque ya antes se había tratado de explicar la caída de los cuerpos, Aristóteles y Leonardo Da Vinci fueron algunos de los que hicieron aportaciones a dicho tema.

A la aceleración constante que tienen los cuerpos en el vacío se le conoce como movimiento uniformemente acelerado. Para comprender este concepto es necesario saber el concepto de lasderivadas. Isaac Newton realizó una importante aportación al inventar el cálculo diferencial y así facilitar la descripción del movimiento uniformemente acelerado.

La aceleración es igual al cambio de la velocidad con respecto al cambio del tiempo.

Gráfica de fuerza gravitacional en función de la distancia

Otra aportación de Newton fue la Ley de la gravitación universal: la fuerza de atracción es directamente proporcional al producto de las masas de los cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

Newton llegó a la conclusión de que la fuerza que ejerce el sol sobre un planeta es:

Proporcional a la masa del planeta

Proporcional a la masa del sol

Inversamente proporcional a la distancia entre ambos pero elevada al cuadrado. 

Tema 3. La energía y el movimiento
La energía mecánica es la que tienen los cuerpos en razón de su movimiento (energía cinética), de su situación respecto a otro cuerpo (en general la tierra) o de su estado de deformación (en el caso de los cuerpos elásticos ).
LA ENERGÍA CINÉTICA: 
Los cuerpos pueden realizar un trabajo por el hecho de estar en movimiento, es decir, los cuerpos en movimiento tienen energía. Esta forma de energía mecánica se llama energía cinética (Ec). Cuando un cuerpo esta en movimiento, tiene una cierta velocidad. Ya sabes que, para pasar del estado de reposo a movimiento, hay que aplicar una fuerza, que multiplicada por el emplazamiento del cuerpo es igual al trabajo que realiza. La energía cinética (Ec) es la energía del movimiento. La energía cinética de un objeto es la energía que posee a consecuencia de su movimiento.
Para la obtención de la energía cinética es:
Ec= mv2 /2             Ec: energía cinética
                                M: masa
                                V: velocidad



La energía cinética es una expresión del hecho que un objeto en movimiento, puede realizar un trabajo sobre cualquier cosa que golpee; cuantificar  la cantidad de trabajo que el objeto podría realizar como resultado de su movimiento. La energía mecánica total de un objeto es la suma de su energía cinética y su energía potencial.
La energía cinética es energía del movimiento. La energía cinética de un objeto es la energía que posee  como consecuencia de su movimiento.
Este es puramente una cantidad escalar, es decir, que no tiene una dirección de su propia, y se mide en términos de joules. Cada vez que en un cuerpo  se mueve con una cierta velocidad, que tiene una energía asociada a él, que es proporcional tanto a la masa del objeto y el cuadrado de su velocidad.
Esta energía es muy valiosa para nuestras actividades diarias,  la mayoría que utilizan la energía cinética, ya sea directamente o en una de sus varias formas convertidas. Desde la ducha diaria por la mañana  al electricidad necesaria para hacer funcionar nuestras vidas. Los productos químicos son las principales fuentes utilizadas para calcular la energía cinética en el mundo actual.

ENERGÍA POTENCIAL : 
La energía potencial es una energía que resulta de la posición o configuración del objeto. Un objeto pude tener la capacidad para realizar trabajos como consecuencia de su posición en un campo gravitacional (energía potencial gravitatoria ).
Un cuerpo situado a cierta altura visto de desde un nivel de referencia. Ejem: avión
Formula para la obtención de energía potencial:

Ep= mgh                    Ep= energía ´potencial
                                    M= masa
                                    G=  aceleración de la gravedad (9.8/s2)
                                    H= altura




La electricidad es generada  en centrales eléctricas por medio de fuentes como: agua, viento, gas, petróleo y biomasa, luego pasa por la subestación donde se transforma y luego por el Sistema Internacional de Unidades (SIU) .
Para la optimización  de recursos y la adaptación de nuestros usos, necesitamos transformar unas formas  de energía en otras. Todas ellas se pueden transformar e otra cumpliendo los siguientes principios termodinámicos: 
"La energía no se crea ni se destruye; solo se transforma", de este modo la cantidad de energía inicial es igual a la final.
"La energía se degrada continuamente hacia una forma de energía de menor  calidad "(energía térmica). Dicho de otro modo, ninguna transformación de realiza con un 100% de rendimiento ya que siempre se producen unas pérdidas de energía térmica no recuperable (se va a la atmósfera). El rendimiento de un sistema energético es la relación entre la energía obtenida y la subministramos al sistema. 
Todas las formas de energía pueden convertirse en otras formas mediante los procesos adecuados.

PRINCIPIO DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA: 
Se alcanza una de las mayores generalizaciones de la física: la ley de la conservación de la energía, se establece que: "La energía no se crea ni se destruye. Se puede transformar de una forma  en otra, pero la cantidad total de la energía no cambia jamás. Aunque la energía no se gasta en cantidad, se gasta en calidad"
  


   Fuente: Enciclopedia "Salvat" volumen 4 

   

Tema 2. La estructura de la materia a partir del modelo cinético de partículas

PROPIEDADES DE LA MATERIA
Son características específicas o generales  de la materia.

PROPIEDADES ESPECÍFICAS: (particulares, intensivas o químicas).
Permite identificar el tipo de materia. No dependen de la cantidad de materia, pueden ser físicas o químicas.
Las propiedades específicas son:
DUCTIBILIDAD: Es propio de los metales (sólidos), es la propiedad de ser estirados para formar alambres.
DUREZA: Es la resistencia de los cuerpos a ser rayados o cortados.
DENSIDAD: Es la cantidad de masa contenida en la unidad de volumen.
MALEABILIDAD: Propiedad de los sólidos o algunos metales para ser extendidos y formar láminas.
SABOR: Propio de los líquidos y sólidos, es la sensibilidad de lengua para identificar diversos tipos de materia.
CALOR: Es la propiedad específica que logra percibirse con la visión.
OLOR: Propiedad que se percibe con el olfato a través de la nariz. 

PUNTO DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN: Corresponde a las temperaturas a las cuales ocurre el estado de la materia .
PROPIEDADES GENERALES: Depende de la cantidad de materia, se presenta en todo tipo de materia.
Las propiedades generales son:
VOLUMEN: Alto por ancho por largo
MASA: Cantidad de materia  comprimida en un cuerpo.
PESO: Es la atracción que la tierra ejerce  sobre los cuerpos.
INERCIA: Tendencia de los cuerpos  que tienden a estar  en reposo.
IMPENETRABILIDAD: Propiedad de los cuerpos presentan en ocupar un lugar en el espacio.
POROSIDAD: Es cuando existen espacios entre las partículas de la materia.
ELASTICIDAD: Propiedad que tienen los cuerpos de cambiar su forma cuando  se les aplica  una fuerza adecuada  y de recobrar la forma original cuando se suspende de la fuerza.

PRESIÓN
Magnitud vectorial, que se refiere a la fuerza ejercida sobre una superficie.
La presión es directamente proporcional  a la magnitud de  la fuerza  e inversamente proporcional al área  del contacto.
Relación entre la fuerza y el área donde se aplica, se representa en dos estados de agregación  de la materia.
Unidad de medida: N / M2 =1 pascal = P = F/A
En líquidos no importa la forma del recipiente,se presenta en todas direcciones,e considera la densidad  del líquido  y se considera la profundidad.



PRINCIPIO DE PASCALSi se aumenta la presión de un líquido  aumenta, se transmite íntegramente a todos los puntos del líquido.
El principio de pascal dice que todo incremento  de la presión ejercida  sobre una posición plana  de un líquido se transmite sin sufrir  disminución del fluido.



TEMPERATURAS Y SU ESCALAS DE MEDICIÓN

KELVIN: Simbolizado K es la unidad de temperatura  de la escala creada por  Lord Kelvin, en el año 1848. 
Es una de las unidades del SIU  y corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura  del punto triple del agua coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un Kelvin, su importancia radica  en el cero de la escala : temperatura de 0K  es denominada "cero absoluto" y corresponde al punto  en el que la moléculas  y átomos de un sistema tienen la mínima energía triple.

FAHRENHEIT: 
Representado como °F es una escala de temperatura propuesta por Daniel  Gabriel  Fahrenheit. La escala  establece como las temperaturas de congelación  y ebullición  del agua, 32° F respectivamente.

CELSIUS: 
Símbolo °C, e la unidad termométrica  cuya intensidad calorífica corresponde  a la centésima parte entre el punto del agua  y el punto de ebullición en la escala que fija el valor de 0°  para el punto  de fusión  y el de cien  para el punto de ebullición.




CALOR:
El calor es la transferencia  de energía  de un objeto a otro debido a una diferencia  de temperatura entre ambos.
Un cuerpo tiene la capacidad  de transferir energía  a otro que esta a menor temperatura.
El calor es energía en tránsito.

El calor se transfiere de tras maneras: 
CONDUCCIÓN: Se basa en el contacto  directo entre las partículas de dos cuerpos.
CONVECCIÓN: En ella, un fluido transporta el calor  de un objeto a zona menos caliente.
RADIACIÓN: Es cuando la energía se propaga  por medio de ondas electromagnéticas. 

  
Fuente: libro de texto "ciencias física 2" y apuntes dictados por la mestra.