TALLER GRADO DÉCIMO (MOVIMIENTO CIRCULAR, MECÁNICA CELESTE)

OBJETIVOS:

A. Objetivo General: Comprender las características generales delmovimiento Circular Uniforme.

B. Objetivos específicos: 

1. Retomar el tema trabajado durnte las clases antes de vacaciones.
2. Realizar algunos ejercicios aplicados a la rotacion de los planetas.

Nota: El presente material servirá de complemento instroductorio a los laboratorios del 3er periodo académico.

Responde en el cuaderno las siguientes preguntas: 

1.      ¿Qué entiendo por una figura geométrica sólida?
2.      ¿Qué significa que un cuerpo gire en torno a otro?

3.      ¿Por qué razón la tierra gira en torno al sol y la luna en torno a la tierra?

4.      ¿Qué es la astronomía?

5.      ¿Qué es un sistema solar?

6.      ¿Cuáles son los planetas que conforman nuestro sistema solar?

7.      ¿Qué es una galaxia?

8.      Las estrellas giran en torno a qué?

Nota: Realizar en el cuaderno un análisis del marco teórico. Lo puedes plasmar a través de mapa conceptual y/o texto con sus respectivas figuras.

Realizar un mapa conceptual y/o un resumen en donde expongas las ideas principales del texto:

I. Introducción:

La astronomía es una de las ciencias más antiguas y al mismo tiempo de las más modernas. Aparentemente desdeñada hasta hace pocos años, bajo el presupuesto de que fue considerada como una actividad contemplativa y ociosa en torno a objetos que nada tenían que ver con la vida cotidiana, realmente si se ocupó de los asuntos propios del hombre, para anticipar los eventos de la naturaleza, de carácter cíclico, que le permitían su supervivencia: la caza, la pesca, la agricultura y el transporte.

 Aunque el hombre en la vida citadina no observa las estrellas y se ha alejado de la naturaleza primitiva, habitando un medio más artificial, ha entrado en la era de los cohetes lunares y los satélites. Hoy es indiscutible la importancia de esta ciencia que ha llegado a las mentes de un sector nutrido de la población. La astronomía y las ciencias vecinas están conociendo un crecimiento verdaderamente explosivo, que se traduce, sobre todo, en el número cada vez mayor de trabajos científicos.  

II. MOVIMIENTO CIRCULAR:

Para que un móvil descria una trayectoria circular, una componente de su aceleración debe ser perpendicular a su trayectoria. Esta componente normal de su aceleración se relaciona de manera sencilla con la velocidad del móvil y con su trayectoria. En particular cuando se mueve con rapidez constante.

2.1. Desplazamiento Angular: Cuando la gran rueda gira, todos los puntos giran el mismo ángulo en el mismo tiempo. El Angulo barrido por un objeto que gira con respecto a un radio fijo de la rueda, lo llamamos desplazamiento angular Δφ. En la siguiente figura, se ilustra el desplazamiento angular de un disco entre los tiempos t1 y t2. El desplazamiento angular en el Sistema Internacional de Unidades se mide en radianes. Un Radian (rad) es la medida de un ángulo con vértice en el centro de la circunferencia. Un giro completo corresponde a un ángulo de 2. Π radianes, es decir, que 2. Π rad = 360º

 

2.2. VELOCIDAD ANGULAR

La velocidad angular es la rapidez con la que varía el ángulo en el tiempo y se mide en radianes / segundos.
(2 π [radianes] = 360°)




Por lo tanto si el ángulo es de 360 grados (una vuelta) y se realiza por ejemplo en un segundo, la velocidad angular es: 2 π [rad / s].

Si se dan dos vueltas en 1 segundo la velocidad angular es 4 π [rad / s].

Si se da media vuelta en 2 segundos es 1/2 π [rad / s].

La velocidad angular se calcula como la variación del ángulo sobre la variación del tiempo.

Por ejemplo si se recorre todo el perímetro de una circunferencia de radio 5 metros en 1 segundo, la velocidad tangencial es:

Ecuación de la velocidad tangencial

La ecuación que se utiliza para calcular la velocidad tangencial se expresa como la velocidad angular por el radio.


v= W.r


En MCU la velocidad tangencial es constante (en módulo) para un mismo punto. A mayor distancia del eje, la velocidad tangencial aumenta. Su dirección varía continuamente, teniendo siempre la misma dirección que la recta tangente al punto en donde se encuentre el móvil.

2.4. ACELERACIÓN CENTRÍPETA:

En el  MCU, la velocidad tangencial es constante en módulo durante todo el movimiento. Sin embargo, es un vector que constantemente varía de dirección (siempre sobre una recta tangente a la circunferencia en el punto en donde se encuentre el móvil). Para producir la modificación de una velocidad aparece una aceleración, pero debido a que no varía el módulo de la velocidad, el vector de esta aceleración es perpendicular al vector de la velocidad.



            

2.5. FRECUENCIA Y PERIODO:

Frecuencia:
La frecuencia mide la cantidad de vueltas que se dan en un período de tiempo (normalmente un segundo). La unidad más común es el Hertz. Un Hertz equivale a una vuelta en un segundo (1 / s).


f= cantidad de vueltas/Tiempo


 Periodo:

El período mide el tiempo que se tarde en dar una vuelta completa y se mide en segundos. Es la inversa de la frecuencia.

T=1/f

De la misma forma la frecuencia se puede calcular como la inversa del período.

T=1/f
                    
              

TALLER:

Deacuerdo a la información dada, analiza cada una de las siguientes situaciones y respondelas en el cuaderno de física.

1.      ¿Tiene la misma velocidad angular una persona que está situada cerca de uno de los polos de la Tierra que otra persona que está situada en el ecuador? ¿Qué puedes afirmar de su velocidad angular?

2.      ¿Cuál es la velocidad angular y la velocidad lineal de una persona situada en el ecuador terrestre, debidas al movimiento de la tierra sobre su eje? El radio de la tierra es de 6375 Kilómetros.

3.   Un niño subido en un carrusel emplea en cada vuelta 120 segundos. ¿Cuál es la velocidad angular? Si el radio e su trayectoria es de 5 metros ¿cuál es su velocidad lineal?

4.  Una sierra circular eléctrica gira con una frecuencia de 3000 revoluciones por minuto. Determinar el periodo de revolución y la velocidad angular con la que gira.

TALLER (GRADO ONCE): LA LUZ COMO FENÓMENO ELECTROMAGNÉTICO

Objetivo General:

Comprender el concepto de la luz como fenómeno electromagnético.

Objetivos Específicos:

1. Analizar el contenido y así, adquirir conceptos preliminares a la clase - laboratorio.

2. Diseñar un experimento en el cual se presenten algunas características de la luz como fenómeno electromagnético.

El presente material  les permitirá ampliar sus conocimientos a cerca de la luz como fenómeno electromagnético.

1. Lee y realiza un análisis en tu cuaderno de física:

¿Qué es la luz?

La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas. Las ondas que se pueden propagar en el vacío se llaman ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. La luz es una radiación electromagnética.

(Recuerda que una onda es propagación de energía a través de un espacio o un medio determinado).

Sin embargo, se hace necesario anotar que la luz como onda electromagnética no requiere necesariamente de un medio elástico (con moléculas) para propagarse, lo puede hacer a través del "vacío".

Características de las Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 km/s, que se conoce como "velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c = 300000 km/s).

Se dice entonces que la velocidad de la luz en el vacío no puede ser superada por la de ningún otro movimiento existente en la naturaleza, sin embargo, hoy en día esta afirmación esta en cuestionamiento. En cualquier otro medio, la velocidad de la luz es inferior.

La energía transportada por las ondas es proporcional a su frecuencia, de modo que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es su energía.

Las ondas electromagnéticas se clasifican según su frecuencia como puede verse en el siguiente diagrama que representa el espectro electromagnético:

El espectro Electromagnético

La luz forma parte del espectro electromagnético que comprende tipos de ondas tan dispares como los rayos cósmicos, los rayos gamma, los ultravioletas, los infrarrojos y las ondas de radio o televisión entre otros. Cada uno de estos tipos de onda comprende un intervalo definido por una magnitud característica que puede ser la longitud de onda (λ) o la frecuencia (f). Recordemos que la relación entre ambas es:

λ=f/c

donde c es la velocidad de la luz en el vacío (c = 3·10⁸  m/s).

PROPIEDADES DE LA LUZ

Podemos decir entonces, que la luz presenta tres características:

1. La luz se propaga en línea recta: La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).

Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras. Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.

Sombras, penumbras y eclipses

- Si un foco, grande o pequeño, de luz se encuentra muy lejos de un objeto produce sombras nítidas.

- Si un foco grande se encuentra cercano al objeto, se formará sombra donde no lleguen los rayos procedentes de los extremos del foco y penumbra donde no lleguen los rayos procedentes de un extremo pero sí del otro.

Este fenómeno de sombra y penumbra es el que tiene lugar en los eclipses.

A. ECLIPSE DE SOL:

Cada vez que la Luna nueva pasa entre el Sol y la Tierra se produce un eclipse solar. Cuando esto sucede no siempre ocurre este fenómeno porque la órbita lunar tiene una inclinación de unos 5 grados respecto a la Eclíptica y la mayoría de los meses nuestro satélite pasa muy cerca del disco solar sin llegar a ocultarlo. Los eclipses solares pueden ser totales, parciales o anulares, según la proporción del Sol cubierta por el disco lunar. Es una casualidad que el tamaño relativo de la Luna y del Sol sean aproximadamente el mismo. El Sol es 400 veces más grande que la Luna, pero resulta que ésta, está 400 veces más cerca de la Tierra que nuestra estrella. Como nuestro planeta rota y la Luna se mueve, la sombra lunar traza un camino curvo sobre nuestro planeta. Cuando la sombra llega a la Tierra, es "muy pequeña", alcanzando un máximo de 270 Km de ancho y por ese motivo, los eclises de Sol solo se pueden observar desde lugares muy concretos.

B. ECLIPSE DE LUNA:

En un eclipse de luna, la tierra se interpone entre el sol y la luna, las zonas de sombra y de penumbras proyectadas por nuestro planeta sobre la luna son más grande que el diámetro lunar debido al mayor tamaño de la tierra. Si la Luna entra por completo en la umbra se produce un eclipse total de Luna, por el contrario si se adentra en la penumbra se producirá un eclipse penumbral de Luna; mientras que si llega a adentrase parcialmente en la zona umbral, se produce un eclipse parcial de Luna.

2. La Luz se refleja (Reflexión): La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una superficie, rayo incidente, y el que sale "rebotado" después de reflejarse, rayo reflejado.

Si se traza una recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal), el rayo incidente forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de incidencia.

La reflexión de la luz presenta las siguientes dos leyes:
a. El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal acontecen en un mismo plano perpendicular a la superficie reflectora.
b. El ángulo incidente, es igual al ánguloi reflejado.
3. La refracción de la luz: La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al pasar del aire al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta.

                                         From Wikipedia, the free encyclopedia

Las leyes fundamentales de la refracción son:

- El rayo refractado, el incidente y la normal se encuentran en un mismo plano.
- El rayo refractado se acerca a la normal cuando pasa de un medio en el que se propaga a mayor velocidad a otro en el que se propaga a menor velocidad. Por el contrario, se aleja de la normal al pasar a un medio en el que se propaga a mayor velocidad.
La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio en el que pueda propagarse se denomina índice de refracción (n) de ese medio: n = c / v

2. ACTIVIDAD:
En grupo de cuatro estudiantes, diseñar un experimento en el cual se represente algunas de las características de la luz mencionadas en este marco teórico.
Dicho experimento deberá ser preparado y argumentado en el aula de clases a manera de laboratorio.

LABORATORIO ULTRASONIDO (GRADO ONCE)

ACTIVIDAD: MONTAJE DE CIRCUITO "REPELENTE ULTRASÓNICO DE PLAGAS"

En los grupos previamente establecidos, proceda de la siguiente manera:

1. Adquirir los materiales necesarios.

2. Bajar la presente información y llevarla a la clase.

3. Interpretar los respectivos planos.

4. Bajo la asesoría del docente Oscar Suárez, proceder con el montaje del circuito.

5. Analizar cada uno de los fenómenos físicos presentados durante la práctica.

Nota: La presente práctica tendrá una valoración de 10.0 para el segundo periodo académico.

OBJETIVO GENERAL:

Comprender el conecpto de ultrasonido y aplicar sus características físicas a través de un circuito.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Comprender diferentes conceptos desde la física.

Interpretar planos electrónicos básicos.

Complementar laboratorio (ultrasonido)

CONCEPTOS PRELIMINARES:

¿Qué el Ultrasonido? Onda acústica que no puede ser percibida por el hombre por estar en una frecuencia más alta de lo que puede captar el oído. Este límite se encuentra aproximdamente en los 20 KHz. En cambio otros animales, como murciélagos, delfines y perros, logran oir estas frecuencias, e incluso utilizarlas como radar para orientarse y cazar.

El ultrasonido se utiliza en muchos ámbitos de las ciencias y las tecnologías. Por ejemplo, en medicida se emplea para el diagnóstico por ultrasonido (ultrasonografía), fisioterapia, econografía, limpieza de dientes, liposucción, etc.

En la industria se utiliza para medir distancias, ensayos no destructivos, caracterización interna de materiales, limpieza de superficies, etc.

PROCEDIMIENTO: Repelente Ultrasónico de Plagas:

Explicación: Científicamente, ha sido demostrado que ciertas frecuencias de sonido ultrasónicos causan molestia en ciertos animales haciéndolos huír.

Este circuito genera una serie de ultrasonidos desde 13.5 kHz hasta 80 kHz. Por lo tanto, tienen un gran margen de acción que puede hacer huír a muchas plagas.

En esta medida las personas no podremos captar los ultrasonidos en el parlante, por lo cual se instalará un LED en serie para que este indique la presencia de la onda.Se aconseja tener cuidado con los perros, gatos y otras mascotas que también pueden captar sonidos ultrasónicos.

A continuación encontrará los elementos electrónicos necesarios para el montaje del circuito:

Seguidamente encontrará el plano  relacionado con el circuito. Lugeo de interpretar la información y de llevar el material necesario para la práctica, se  procederá con el montaje del mismo:

TALLER UNIVERSIDAD COLEGIO MAYOR DE CUNDINAMARCA

ASTROBIOLOGÍA SALESIANA

INTRODUCCIÓN DE TEMATICAS BASICAS DE ASTRONOMIA

Oscar Suárez Cubillos, Miguel Moreno Navarrete, Oscar Niño Santisteban*

Grupo de Astrobiología Salesiana

Colegio Salesiano Juan del Rizzo

Bogotá Abril del 2012

RESUMEN

El grupo de Astrobiología Salesiana, busca emprender y realizar proyectos de investigación en ciencias que sean constructivos para la comunidad pastoral educativa del Colegio Salesiano Juan del Rizzo. Esto nos permite afianzar conocimientos en el área de ciencias biológicas, física y electrónica, diseñando una transversalidad investigativa en nuestra institución, permitiendo que sean reconocido por instituciones filiales de la NASA, como lo es el Instituto de Astrobiología Colombiano.

En base en esta consolidación, el grupo de Astrobiología Salesiana, realiza una exposición la cual mostrara a grandes rasgos los proyectos que se están trabajando actualmente con la comunidad educativa y las finalidades de los mismos.

Palabras Clave: Sol, Ondas, Astronomía

ABSTRACT

The group of Salesian Astrobiology seeks to undertake and carry out research projects in science that are constructive for the community’s educational ministry Salesian College Juan del Rizzo. This allows us to consolidate knowledge in the field of life sciences and electronics, designing a transversal research in our institution, allowing them to be recognized by NASA’s affiliated institutions, such as the Colombian Institute of Astrobiology. Based on this consolidation, the Salesian Astrobiology group, made a presentation which showed roughly the projects are currently working with the educational community and the purposes thereof.

Key words: Sun, Waves, Astronomy

INTRODUCCION

La Astronomía es la ciencia más antigua del mundo y por ende una de las mas estudiadas en la historia. Se parte del hecho de la fusión religiosa de la misma como con la simple acción de sobrevivir, se refiere entonces a la manera de cultivar, de tener un referente temporal en aquellas épocas en donde el dios Sol y la diosa Luna, eran sus “relojes”.

La evolución de esta ciencia se desarrolla a raíz de su misma explicación y del desarrollo de los sistemas de medición y toda aquella herramienta que ayudase a explicar el comportamiento estelar. Los Mayas, por ejemplo hacen parte de ese grandísimo grupo de Astrónomos Ancestrales, al igual los Incas, los Egipcios y un poco después las dinastías Chinas; este “selecto” grupo consolidado por mediciones muy precisas de toda una civilización basada en los astros: pero ¿cuáles eran sus herramientas? ¿Cuál era la base de tan perfectas mediciones? ¿Porque Astronómicamente hablando, los sitios donde se consolidan estas civilizaciones, son observatorios naturales perfectos?

Tengamos en cuenta que el factor climático es una de las mas acertadas respuestas que la Astronomía se desarrollara con mucha precisión, esto debido a que no se tenía ningún tipo de contaminación lumínica y mucho menos polución, así que en parte de esto se tenía una bóveda celeste perfecta, mas aun un telescopio en esa época hubiese sido una herramienta perfecta, pero no fue desarrollada sino en el Medioevo por los bucaneros Holandeses y hecho famoso por Galileo; retomando nuestra idea, estas herramientas escasas y fundamentales en nuestro presente, no eran poseídas por las civilizaciones anteriormente mencionadas, los Chinos son los que incluyen herramientas concretas en la medición; la hoja de papel en base de manteca, lo que conocemos como papel mantequilla, fue el primer instrumento donde se captaron manchas solares, estas como lo visto en la exposición fundamenta gran parte del trabajo que se realiza en nuestra institución, lo cual demuestra que esto no es ninguna novedad en el ámbito astronómico, sino mas bien que no hay una fundamentación dada en el tema, de tal manera que se incentive un estudio medianamente básico en el tema.

Más aun como lo visto en la ponencia, la Astronomía maneja muchas ramas de investigación, como lo es la Cosmología, la Astrobiología, la Radiación de fondo, temáticas que antiguamente se trabajaban pero que los ancestros no le daban un nombre como tal, era su creencia a la naturaleza lo que les llevaba a investigar y dar raíces a su entorno y a su respeto por su representativo religioso cultural; nosotros no pretendemos juzgar ni tachar estas creencias ni tampoco se quiere retomar este fundamento religioso, solamente resaltamos que a partir de una creencia ya se estaba trabajando en algo que nosotros admiramos y nos extasiamos al estudiarlo. Parte de nuestro propósito es dar a conocer una pequeña parte de ese gran estudio que ofrece la Astronomía y nos fundamentamos especialmente en la rama de la Astrobiología, con una finalidad un tanto singular, fundamentar que la Astronomía no es solo tener un bonito telescopio y observar a la gente de muy lejos hacer un mercado en un cerro, o creer que la luna esta allí solo para ser dedicada en poemas, o que hay programas que representan las constelaciones que veíamos en los Caballeros del Zodiaco, o que nos dice realmente cual es nuestro signo Zodiacal, y que las predicciones que nos da la astrología son erradas; no, no es un fetiche, es una ciencia y como tal hay que fundamentar y respetar, así como los antepasados respetaban su arte por la naturaleza, así como sus creencias fueron validas y acertadas sin ningún telescopio de ayuda, o de alguna antena de radiación de fondo que sustentara sus predicciones, o que se tuviera supieran algo de trigonometría esférica para determinar un posicionamiento astronómico, no ellos no lo poseían, poseían una cultura y una identidad tan propia que arraigaba su desarrollo como civilización. Estos y muchos fundamentos mas proporcionan la mayor información del comportamiento temporal de nuestra existencia y de qué tipo de predicciones a nivel Astronómico, modelan nuestro futuro.

TALLER

En Base de este articulo y en lo que se desarrollo en la ponencia dada por el grupo de Astrobiología Salesiana realice la siguiente consulta:

¿A. Que son los meridianos y paralelos celestes? Como se utilizan?

B. ¿Que es un Zenit y un Azimut?

C. ¿Que son las constelaciones? Cual es el origen histórico de estas? Cite 4 ejemplos de estas.

2. A partir del documental “ Origen del Universo” publicado en el blog de Astrobiología Salesiana responda:

A. ¿Que leyes físicas determinaron el acontecimiento determinado como el Big – Bang?

B. ¿Porque se produjo una expansión de la energía y en esa medida la conformación de la materia?

3. A partir del conversatorio responda:

A. ¿Que es una estrella?

B. ¿Cuáles son las propiedades Físicas del Sol?

C. ¿Que es un ciclo Solar? Cuanto tiempo dura aproximadamente una ciclo Solar?

D. ¿Que es una mancha Solar?

E. ¿En que nos afecta?

F. ¿Que es una radiación de Fondo?

G. ¿Como se modelan “Imágenes”del universo con este método?

 

"Por que contemplando el cielo, entederemos de donde venimos"