CONTENIDOS BÁSICOS RELACIONADOS CON LA FÍSICA

 CLASE 01

La más fundamental de las ciencias: La Física

La Física estudia la naturaleza de realidades básicas como el movimiento, las fuerzas, la energía, la materia, el calor, el sonido, la luz y el interior de los átomos. Las ideas de la física se extienden a otras ciencias, y por ello la física es la más fundamental de las ciencias: Podemos entender mejor la ciencia en general si antes entendemos algo de física.

 

Ciencia, Tecnología y Sociedad.

La ciencia y la tecnología son diferentes. La ciencia es un método para dar respuesta a preguntas teóricas; la tecnología es un método para resolver problemas prácticos. La ciencia se ocupa de descubrir hechos y relaciones y de formular teorías para organizarlos. La tecnología incluye las herramientas, técnicas y procedimientos para aplicar los descubrimientos de la ciencia.

Otra diferencia entre  la ciencia y la tecnología tiene que ver con los efectos sobre la vida humana. Si un descubrimiento o una teoría científica nos parecen desagradables, tenemos la alternativa de hacer caso omiso de ella. La tecnología, en cambio, es difícil de ignorar una vez que se ha desarrollado. No tenemos la alternativa de negarnos a respirar el aire contaminado o de vivir en una era sin energía nuclear. A diferencia de la ciencia, los progresos tecnológicos deben juzgarse en términos del factor humano. El poder de la ciencia y la tecnología viene acompañado de la responsabilidad de mantener el equilibrio natural, y para lograrlo es necesario entender las reglas básicas de la naturaleza. Es importante que conozcamos el funcionamiento del mundo para poder combatir a la contaminación, el calentamiento global, etc. La forma científica de pensar se vuelve vital para la sociedad a medida que descubrimos hechos nuevos y se hacen necesarias nuevas ideas para cuidar de nuestro planeta.

 

CONTENIDOS BÁSICOS RELACIONADOS CON LA FÍSICA

CONCEPTO DE ENERGÍA

En la naturaleza se observan continuos cambios y cualquiera de ellos necesita la presencia de la energía: para cambiar un objeto de posición, para mover un vehículo, para que un ser vivo realice sus actividades vitales, para aumentar la temperatura de un cuerpo, para encender una netbook, para enviar un mensaje por smartphone, etc.

La  energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos. 

La energía no es la causa de los cambios. Las causas de los cambios son las interacciones y, su consecuencia, las transferencias de energía.

 

 

 

Unidades de Energía

• En el Sistema Internacional (S.I.) la energía se mide en  JULIOS o JOULES (J). 1 J es, aproximadamente, la energía que hay que emplear para elevar 1 metro un cuerpo de 100 gramos.
• caloría (cal): Cantidad de energía necesaria para aumentar 1 ºC la temperatura de 1 g de agua.                         1 cal = 4,18 J.
• Kilovatio-hora  (kWh): Es la energía desarrollada por la potencia de 1000 vatios durante 1 hora.                 1 kWh = 3.600.000 J.

 

 

CONCEPTO DE FUERZA

Fuerza es todo aquello capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de producirle una deformación.

En particular, el PESO de un cuerpo es la fuerza con que el cuerpo es atraído por la Tierra. Aunque las fuerzas participan también en las interacciones relacionadas con la electricidad y el magnetismo. Ejemplos: interacciones entre cargas puntuales,  interacciones entre imanes.

Unidades de fuerza

El que utilizamos en la vida cotidiana lo denominamos “kilo”, que en realidad se refiere al Kilogramo Fuerza(Kgf) o kilopondio (Kp). La Tonelada fuerza equivale a 1000 Kgf y el Gramo fuerza, a 0,001 Kgf. 

El S.I. reconoce como unidad de fuerza al Newton (N) es la intensidad de fuerza aplicada a un cuerpo de un kilogramo masa que le produce una aceleración de un metro sobre segundo al cuadrado.

9,8N = 1Kgf establece la equivalencia entre Newton y Kilogramo fuerza.

Las fuerzas forman parte de las magnitudes vectoriales, no escalares. Repasemos la diferencia…

Magnitudes escalares y magnitudes vectoriales

Si nos preguntan cuál es la temperatura de una habitación podemos responder, si lo sabemos, que la temperatura es de 21 ºC. La respuesta indicada será suficiente. Esto es así porque la temperatura es una magnitud escalar. Sin embargo, no todas las magnitudes pueden ser expresadas indicando meramente el valor numérico y las unidades correspondientes. Imaginemos que estamos paseando por la calle y alguien nos pregunta dónde está cierto comercio (figura 1.1); no podemos responder diciendo simplemente: «a 500 m de aquí». Habrá que indicar, además, si está más adelante o hacia atrás, a la derecha o a la izquierda. La posición de la tienda respecto de donde estamos nosotros en un momento determinado es una magnitud vectorial, ya que no basta con indicar el valor de la magnitud y las unidades correspondientes. Las magnitudes vectoriales se expresan, pues, mediante vectores.

Los vectores son modelos matemáticos que se utilizan para expresar y representar magnitudes vectoriales, en las que no basta solamente con indicar un valor numérico. Se representan gráficamente mediante segmentos rectilíneos acabados en flecha.

 

CONTENIDOS DE MATEMÁTICA QUE HAY QUE SABER PARA ENTENDER LOS FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA TECNOLOGÍA

RESOLVER ECUACIONES DE UNA A TRES INCÓGNITAS; PASAR DE TÉRMINO – DESPEJAR; CONOCER LA PROPIEDAD DISTRIBUTIVA; SACAR FACTOR COMÚN; INTERPRETAR LA ECUACIÓN DE UNA RECTA; SUMAR Y RESTAR VECTORES; REALIZAR PASAJE DE UNIDADES.

Aunque dichos temas serán abordados en Aplicaciones de la Matemática a la Tecnología I, es muy recomendable repasarlos antes de cursar el Profesorado.