Fisica I Santillana Competencia

Física IHumberto Jair Híjar Juárez Lizette González Lee Luis Federico Preisser Rentería Óscar Ocampo Cervantes Enfoque por competencias Física I Humberto Jair Híjar Juárez Lizette González Lee Luis Federico Preisser Rentería Óscar Ocampo Cervantes Enfoque por competencias El libro Física I fue elaborado en Editorial Santillana por el siguiente equipo: Dirección de Investigación y Proyectos Antonio Moreno Paniagua Dirección de Contenidos y Métodos Lino Contreras Becerril Dirección de Procesos Editoriales Wilebaldo Nava Reyes Gerencia de Bachillerato Armando Sánchez Martínez Gerencia de Arte y Diseño Humberto Ayala Santiago Coordinación de Diseño Carlos A. Vela Turcott Coordinación Iconográfica Nadira Nizametdinova Malekovna Autores Humberto Jair Híjar Juárez Lizette González Lee Luis Federico Preisser Rentería Óscar Ocampo Cervantes Edición Adrián Romero Rodríguez Corrección de estilo Ofelia Arruti y Hernández Revisión técnica Belinka González Fernández Diseño de portada e interiores Beatriz Alatriste del Castillo Diagramación Felicia Garnett Física I está organizado en cuatro bloques. Av.com La presentación y disposición en conjunto y de cada página de Física I son propiedad del editor. de C. Reg. de la nueva serie Santillana Bachillerato. actitudes y valores que debes poner en práctica para enfrentar los retos planteados por tu entorno social y familiar.Coordinación de Realización Iconografía Eliete Martín del Campo Alejo Nájera Hernández Ilustración Óscar Hernández Mercado / Trazo Magenta Fotografía Thinkstock Photos. y en especial para incorporarte a la educación superior o al mundo laboral. © 2010 por EDITORIAL SANTILLANA. 75. 191 y 196) Proceso Foto. P. ISBN: 978-607-01-0520-3 Primera edición: mayo de 2010 Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. D. 180. México. D. sin autorización escrita del editor. 802 Impreso en México/Printed in Mexico Presentación Física I. C. 83. 121 y 149) Photostock (páginas 87. R. 03100. Queda estrictamente prohibida la re producción parcial o total de esta obra por cualquier sistema o método electrónico. Photostogo y Archivo Santillana Akg Images (página 123) Corbis (páginas 61. 163 y 170) Latinstock de México (páginas 31 y 120) Science Photo Library (páginas 60. Tomás Cabrera (página 22) Fotografía de portada Thinkstock. En esta obra se presenta un modelo didáctico claro que contribuirá a que desarrolles las competencias propuestas en el programa de estudio de la asignatura. F. S. Universidad 767. colonia Del Valle. A. 135. V. la cual se basa en el enfoque por competencias. habilidades. se desarrolló de acuerdo con el programa de estudio de la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS). así como para que apliques y uses los recursos tecnológicos disponibles como medios e instrumentos de comunicación. en el primero se relaciona el conocimiento científico y las magnitudes físicas como herramientas básicas para comprender los fe- . Núm. Te ofrece oportunidades para construir diversos saberes. entendidas éstas como el conjunto de conocimientos. incluso el fotocopiado. que se centra en el desarrollo de las competencias. aunque hemos procurado presentarlos con un lenguaje claro. lo anterior. se analizan las características distintivas para el trabajo y la energía para que. con diversos ejemplos resueltos. para concluir con el estudio de las magnitudes escalares y vectoriales. velocidad. la ley de la gravitación universal. el cuarto bloque está dedicado a describir la relación entre el trabajo y la energía. es decir. comenzando con un análisis sobre los antecedentes históricos en el estudio del movimiento y.nómenos naturales. Al principio se analizan los conceptos básicos de la física y las magnitudes fundamentales y derivadas que en ella se establecen. casos prácticos y ejercicios de aplicación de cada una de las leyes. utilizando el Sistema Internacional de Unidades. sino también una práctica destinada a transformar y mejorar tu vida. La nueva estructura del libro y la forma de abordar los temas están orientadas a lograr que obtengas un cabal conocimiento de la física. desde el estudio de las ciencias físicas. tiempo y aceleración. se analice su relación a partir de diversos ejemplos. incluyendo la llamada cuarta ley. Este libro. En el tercer bloque se estudia la utilidad de las leyes de movimiento de Newton. económico y ambiental. no descuida el rigor de los conceptos de la física. En el segundo bloque se identifican las diferencias entre los principales tipos de movimiento. posteriormente. aplicaciones y ejercicios. pues la física no constituye una asignatura más que debas cursar para obtener un certificado. 3 Contenido . a manera de conclusión. así como que desarrolles las competencias que se indican en el programa de estudio. Para cumplir con estos propósitos. sencillo y directo. rapidez. Para empezar. de tal manera que sea comprensible para ti. así como el entorno social. Finalmente. partiendo del entendimiento de los conceptos de distancia. para concluir con el análisis de los movimientos en una y dos dimensiones. se continúa con el estudio de dichas leyes. siempre se tuvo presente que el conocimiento y la comprensión no son suficientes. 1. precisión y exactitud Logros 1. ¿cuándo nació la ciencia? 14 El método científico de la física experimental 17 ¿Cómo se construye la física? 17 La física y su relación con otros campos del conocimiento científico 18 Logros 19 1.4 Presentación 3 Contenido 4 Tu libro 6 Bloque 1. El conocimiento científico y las magnitudes físicas 8 1. Magnitudes escalares y vectoriales ¿Qué son y para qué sirven los vectores? 34 35 36 38 . Conceptos básicos de la física 9 La ciencia nuestra de cada día 11 El mito de la caverna 12 Pero.3. Las magnitudes y el Sistema Internacional de Unidades 20 Las primeras unidades de medida 22 Magnitudes físicas 23 Magnitudes físicas fundamentales 24 Prefijos. múltiplos y submúltiplos 27 Magnitudes físicas derivadas 28 Instrumentos de medición 31 Los problemas de medir 32 La incertidumbre de una medida 34 Resolución.2. Movimiento de los cuerpos en dos dimensiones 80 Tiro horizontal 81 Tiro parabólico 83 Movimiento circular uniforme 88 Movimiento circular uniformemente acelerado 92 Logros 93 Integración 94 55 55 56 56 57 57 60 61 63 64 65 la segunda ley del movimiento de Newton Acción y reacción: la tercera ley del movimiento de Newton La aplicación de las leyes de Newton en el movimiento uniformemente acelerado Fricción El ímpetu y su conservación Logros 70 75 77 79 117 124 126 128 130 131 3. Los diferentes tipos de movimiento Méto 52 dos gráficos para la sum 2. Movimiento de los cuerpos en una dimensión Movimiento rectilíneo uniforme Movimiento uniformemente acelerado Caída Libre Tiro vertical Logros Bloque 2. Las leyes de Newton Inercia: la primera ley del movimiento de Newton Masa.3.3. Antecedentes históricos del estudio del movimiento 97 Breve historia de la mecánica clásica 99 Aristóteles y la mecánica primitiva99 Galileo y el nacimiento de la ciencia 102 Newton y las matemáticas como lenguaje de la Naturaleza 107 La división de la mecánica clásica 109 Logros 111 3.1. aceleración y fuerza: 112 114 Parado sobre hombros de gigantes 133 Las leyes de Kepler 135 . Las leyes del movimiento de Isaac Newton 96 3.1.2.Vectore s colineales y su métod o de sum a de vectores 42 Método analítico para la suma de vectores 44 Logros 49 Posición y sistemas de referencia Distancia Sistemas de referencia absolutos y relativos Tiempo Razón de cambio Rapidez Velocidad Aceleración Logros 39 Método Integración s de suma 50 de vectores 41 2.2. La ley de la gravitación universal 132 Bloque 3. Conceptos relacionados con a el movimiento 53 2. Gravitación Universal El movimiento circular uniforme y la gravedad La ley de la gravitación Masa y peso La caída libre de los cuerpos La colocación de un satélite en órbita Logros 137 137 139 143 144 146 147 Integración 148 Potencia Logros 161 163 4.3. Las relaciones entre el trabajo y la energía 182 Bloque 4. Energía 164 La energía cinética La energía potencial La energía potencial y la dirección del movimiento La ley de la conservación de la energía Logros 166 171 174 175 181 4. La relación entre el trabajo y la energía 150 4. Trabajo 151 Fuerza y desplazamiento: la definición del trabajo en física Las direcciones de la fuerza y el desplazamiento El trabajo y la dirección de la fuerza 153 157 158 Trabajo y energía Fuerzas conservativas y no conservativas Fuerzas no conservativas y calor Logros 184 189 195 197 Integración 198 Bibliografía 200 5 Tu libro Tu libro Física I está conformado por cuatro bloques.2. organizados con el propósito de apoyarte en la integración de los saberes necesarios para alcanzar determinados niveles de desempeño. Cada bloque contiene tres secuencias didácticas y se organizó de la siguiente manera: Entrada De entrada Reactivación Elementos del bloque Secuencia didáctica Recuperación de información disponible Conocimientos Desarrollo Actitudes .1. Presenta diversas estrategias de aprendizaje mediante las cuales aprenderás diversas maneras de resolver problemas al mismo tiempo que desarrollas diferentes competencias. Propone el uso práctico de los recursos multimedia o computacionales con el fin de enriquecer los saberes de la secuencia. Reactivación el Presenta actividades que te permiten recuperar la información que ya conoces en relación con tema por estudiar. Conexiones. el producto (presentaciones. extraer información y relacionar datos.Logros Habilidades Producto Integración Entrada de bloque Al principio de cada bloque encontrarás las unidades de competencia y los contenidos por e studiar: conocimientos (saber). Competencias genéricas. investigaciones. En el laboratorio. habilidades que debes poner en práctica para desarrollar tus com petencias (saber hacer) y las actitudes que has de adoptar (saber ser). Te brinda oportunidades de trabajo mediante procedimientos y metodologías de la investigación científica. Incluye el uso de las tecnologías de información y comunicación que habrás de consultar para investigar. de modo que te ayuda a explorar tus conocimientos previos. cada secuencia incluye diferentes secciones y cápsulas qu te permitirán desarrollar o ejercitar tus habilidades. con tu vida cotidiana. Espacio tecnológico. Secuencia didáctica De entrada Expone los indicadores de tu desempeño. etcétera) que deberás obtener al finalizar la secuencia. los atributos de las competencias genéric as y las competencias disciplinares que desarrollarás. descubrir tus actitudes y manifestarlas en lo s productos a partir de estrategias de aprendizaje. la familia y tu . así como la reflexión acerca de cuestionamientos éticos y ambientales. Entre ellos están: Actividad. Presenta los vínculos con otras asignaturas. Actividades para relacionar los saberes con el desarrollo de una o varias competencias genéricas. Desarrollo Apartado principal de la secuencia que contiene los conocimientos teóricos establecidos en el programa de estudio y las actividades necesarias para que alcances las unidades de competenci a. La información y las actividades están organizadas en torno a estos ejes de trabajo. los cuale s pueden ser simultáneos: ¿Qué necesito saber (conocimientos)… ¿Qué necesito saber hacer (habilidades)… para elaborar los productos de mi aprendizaje? 6 e Además de los elementos mencionados. informes. coevaluación y evaluación. No hay duda que al desarrollar tus competencias como estudiante. Bajo el microscopio. En la travesía que harás por cada bloque tu profesor cumplirá una función preponderante. Datos a la mano. Es un momento oportuno para demostrar lo que aprendiste resolviendo diversos ejercicios que presentan un mayor grado de complejidad. Y por lo que a ti compete. y • Sinergia con preguntas y actividades para recordar. La páginas de Internet a consultar en algunas de las secciones o cápsulas están referidas com o enlace con un número. así como reflexionar sobre lo que aprendiste y/o lo que te falta conseguir. Brinda información interesante en cifras. aplicar. crear y reflexionar. Portafolio de evidencias. Glosario. gráficas y cuadros. exponer y mostrar una a ctitud dinámica y comprometida. Sugiere los productos parciales que deberás incluir en tu portafolio de evidencias. Logros Espacio para revisar tus aprendizajes con base en lo que reuniste en tu Portafolio de evidencias y elaborar un producto final que te servirá para alcanzar la unidad de competencia. opinar. par ticipar con tus compañeros y enriquecer las ideas generadas en el grupo. Contiene definiciones de los vocablos técnicos más relevantes o poco usuales. Se incluyen ejercicios d e autoevaluación. así como investigar. com. Para acceder a él hay que entrar a la página www. 7 1 El conocimiento científico y las magnitudes . analizar. Ofrece información para profundizar y ampliar tus saberes. explicar. por eso debes confiar en él.bachilleratoenred. el cual integrarás y utilizarás durante el curso. después de las secuencias encontrarás actividades que te ayudarán a integr ar tus saberes y evaluar tu desempeño para alcanzar la unidad de competencia planteada en la ent rada del bloque. Puede incluir su raíz etimológica y su uso contextual. de manera que te des cuenta de los saberes que adquiriste. Integración del bloque Para cerrar el bloque. Recuerda que tú debes crear est portafolio para evidenciar tu aprendizaje.mx/enlaces/fis1 y dar clic en el número que corresponda. pues su apoyo y sus enseñanzas son fundamentales. crearás tu progres o. Palabras en el tiempo. En esa parte hallarás: • Síntesis con ejercicios para resumir y recapitular los saberes del bloque.Bloque e comunidad. te invitamos a colaborar. Te permite conocer la evolución de las palabras y las variantes de su empleo. rydiferencia rlostipos • Calcular la gramo demagnitudesfísicas.teorí – Utilizaráslos métodosnecesarios. explicacioonne s. dades a escalaresyvectorialesque • fenó menosfísicosqueocurre natualred s sobre e SABERH ACERainvolucrarse en actividadesrelacion adasconla naturales. enlaresoluciónde problemas. maneracola borativacon demedic ión.paralel gráfico(triáánng o analítico ypolígono))y De De 1. los álisis s mediciones. de la física. derlosconcep tos •Compren susadosen el sistemabásicosdela el avanfís ceicayutilizarasignatura. maneraverbal yfenómennos es •Expresardecon escritalasideasrelacionadas • Ilustrar lo da cotidiana. fenómenosnaturales. delainvestig acióncientífi comoelmét odocientífico osdeerrores enlas eldesarrollo delacienciayla • Reconocer sistemasdeunidadesyelan •Lostip devectores. magnitudes escalaresy edeelaimportanciadel física. •Losprefijoedelaimpo rtancia lasherramientasnecesarias. prefijosyaplicarlos . • Dispuesto sus mo lasmagnitudesfundamentaless. Diferenciarcadaunodelos tificaciónde las•an en • Explicar la •Laiden conceptosqueseinvolucr compañeros. •Laprecisióatrabajarde • Realizar transformaciones otro.físicas ia Unidad de competenc . el desarrollohistóricodela •Conscients intercambio deopinione de medición.asíco vectoriales. icar los En este bloque: entrada dor SABER SER • SABER Dispuesto . cotidiana..1 entrada Indicadores de desempeño Al término de esta s ecuencia podrás ana lizar e interpretar lo s conceptos de . sconceptos con Lascaracterísticasypropie •Ilustrarloy econceptos ejemplosaplicados enlavida • Diferencia respectode deun vector.deriva c sy leyesdelafísicaparaexpllic das te permitencomprenderconceptos. paraexplicarlo nenlosinstrumentos tecnología. de unidadesde unsistemaa importan ciadela precis ióndelosinst rumento s rlostiposde errores enlamediciónyan alizarlas 8 maner asdereducirlo sco nceptoscon ejemplosaplic adosenlavi Conceptos básicos de la física sumadevectores: guulloo. • Identifica •Conscientcaen demedición. Competencias genéricas Las actividades que realizarás a lo largo de esta secuencia contrib uirán a desarrollar los siguientes atributos de las competencias genéricas: 4. asumiendo consideraciones éticas. • Ser explícito sobre las nociones científicas que sustentan los pr ocesos para la solución de problemas cotidianos.3. Expresar ideas y conceptos mediante representaciones lingüí sticas. 6. jerarquías y rela ciones.2. deberás ser capaz de comunicar de manera verbal y por escrito la información relativa a la aplicación del método científico en la so lución de problemas de cualquier índole. Competencias disciplinares básicas El discurso de esta secuencia te ayudará a desarrollar las siguientes ¿Hasta dónde ha llegado la compehumanidad a partir de la tencias disciplinares básicas: aplicación de los conocimientos de la ciencia física? • Establecer la interrelación entre la ciencia.la física y relacionarlos con los fenómenos que ocurren en la Natur aleza. la socie dad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos.1. Asumir una actitud constructiva. 9 . Ordenar información de acuerdo con categorías. la tecnología.1. Producto Ensayo sobre el método científico que aplicó Galileo Galilei cuando realizó sus experimentos sobre la caída de los cuerpos. 6. matemáticas o gráficas. • Valorar las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. Asimismo. Reconocer los propios prejuicios.3. 7. 8. • Fundamentar opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tec nología en tu vida cotidiana. congruente con los conocimi entos y habilidades con los que cuentas dentro de distintos equi pos de trabajo. Definir metas y dar seguimiento a tus procesos de construc ción de conocimiento. Elegir las fuentes de información más relevantes para un propó sito específico y discriminar entre ellas según su relevancia y confiabil idad. modificar tus puntos de vista al conocer nuevas evidencias e integrar nuevos conocimientos y per spectivas al acervo con el que cuentas.1. 5. En ambos casos. ¿cu ánto tendrías que pagar por la fosa? Describe en tu cuaderno el procedimie nto que seguiste para obtener la respuesta.5 m 3m 3. sin embargo. los cubos t ienen el mismo volumen. ¿cuál de los dos cubos tendrá un peso mayor?. en la Naturaleza y. en general. ¿qué información adici onal requieres para argumentar claramente tu respuesta? Explica tu respuest a.Reactivación Medir es una actividad fundamental no sólo en las ciencias experimentales. realiza cada una de las siguientes ac tividades. Observa muy bien las siguientes imágenes. Explica brevemente qué entiendes por magnitud física y cuál sería su i tancia para ti. sino tam bién en nuestra vida cotidiana. el cubo A es de madera y el B es de h ierro. en todo lo que sucede a nuestro alrededor. Enuncia algunas de las unidades de medición que hayas utilizado al m enos una vez en tu casa. Esto nos permite entender algunas relaciones que se establece n en la sociedad. en la calle o en la escuela. . Con base en lo que sabes y conoces sobre el tema. Al excavar para construir una cisterna. 1. Se desea construir una cisterna de las dimensiones que se muestran en la imagen que se presenta abajo. A mpor- B 4. 2. 2m 1. un albañil cobra $250 por cada metro cúbico de tierra sacada de la fosa. al mismo tiempo. aun cuando hayas avanzado un nivel más en tu formación académica. al ser piedra angular de la ciencia en general. se nos informan numéricamente va de los cero a los las temperaturas máximas y mínimas 100 grados. debes seguir aprendiendo muchas cosas. con nuestra vida cotidiana. Por ello. Existen diferentes formas de analfabetismo. un pleonasmo de lo más evidente. y Todos los días. Pleonasmo. Saber leer y escribir podría no ser suficiente. todos deberíamos aprender. puesto que su cultu de la escala propuesta por Celra científica básica es pobre o deficiente en ciertos aspectos. es decir. Una muestra del nivel de cultura científica que posee una persona podría estar dada por la lectura que puede hacer de cuestiones relacionadas con la ciencia y la tecnología y que tienen que ver. o sea. ya que . ¿cuál de los dos objetos llegaría primero al suelo? ¿Por qué? 10 La ciencia nuestra de cada día Cualquier persona con una cultura científica básica (como la que debes terminar de construir al concluir tus estudios de bachillerato) debe tener una visión y una interpretación del mundo diferente. en el siglo XVIII. en noticiarios y en programas de radio y televisión. por ejemplo: “Se espera una temperatura máxima de 23 grados centígrados y una mínima de 7 grados centígrados”. Lo más común es escuchar. Figura de construcción que desconocen las reglas de lectura en Esto significa que quienes hacen lecturas científicas erróneas serí la escala de un termómetro y an el origen de su unidad (en el caso considerados como analfabetos científicos. ha construido y generado un método propio. Pongamos un ejemplo simple de la importancia de seguir construyendo conocimiento.5. La física. con nuestro entorno inmediato. 100 C Punto de ebullición del agua 37 C Temperatura del cuerpo humano 0 C Punto de congelación del agua La escala centesimal de temperatura fue propuesta por Anders Celsius. Si se dejaran caer. además. comprender y emplear aquellos conceptos básicos de la ciencia que nos permitan comunicarnos mejor. Observa la imagen del lado izquierdo y explica con tus propias palabra s cuál sería el resultado del experimento y por qué. para el día. una pluma y una manzana desde una altura de 10 metros. Decir grados centígrados equivale a decir: “súbete para arriba” o “bájate para abajo”. ya que en realidad se debiera decir: “Se espera una temperatura máxima de 23 grados Celsius y una mínima de 7 grados Celsius”. así como conceptos fundamentales para la interpretación y comprensión del mundo y lo que sucede en él. Esto es un error. pueden ver a los que hablan y sólo ven sombras. la luz del Sol lo cegaría. lo vi con mis propios ojos. la representación de una mu ón.consiste en emplear en la oración uno o más vocablos innecesarios para que tenga sentido completo. representativas de diversas épocas y momentos históricos. Esto sería como ir al cine a ver una buena película pero con los ojos vendados. la filosofía y l Imagina la siguiente escena: en una caverna vive un grupo de seres hum anos ciencia han sido fuente de ins atados de pies y cabeza con pesadas cadenas. las sombras s on la realidad. Si a uno de estos hombres se le permitiera salir. Para ellos. al menos no como los árboles que tú conoces . pe ro no a través del tiempo. sólo puede tener una visión incompleta del mundo y de la vida.Sobre el fondo de la caverna se proyectan sombras de diferentes figuras. por ejemplo. Esto tiene un gran valor. les. ya que quien no conoce las aportaciones de la ciencia en la historia de la humanidad y no comprende su método y su lenguaje. 11 conex iones El mito de la caverna a La literatura. en su mente existe la idea de la sombra de un árbol. lo cual les impide desplaz arse y piración para crear obras genia voltear. sius). pero con los cuales se añade expresividad a lo dicho. Los humanos oyen voces. Quizá esto hable un poco de la necesidad que tenemos de más ciencia en nuestro país. para enriquecer nuestros conocimientos y darnos a entender claramente cuando nos comunicamos. . Al mostrarle un árbol de verdad. go representa o significa otra cosa diferen La descripción anterior se basa en El mito de la caverna de Plat te. El mito de la caverna de Platón describe cómo sólo el conocimiento nos llevará a ver la realidad. pe ro no conocen realmente un árbol. Un mayor conocimiento científico y tecnológico nos permitiría interpretar y comprender diversos fenómenos que suceden todos los días en la Naturaleza y en la sociedad. pues su vista no está acostumbrada a ella y tendría que adaptarse poco a poco para ver con claridad. la que nos muestran cómo hemo s cuas evolucionado intelectualmente les se interponen entre la pared y una fogata. ara permitirnos ver la realidad. dudaría si lo e s en realidad. pues la representación de lo que se le muestra es disti nta Alegoría. Ficción en virtud de la cual al de la idea que él tiene de un árbol. así han vivido desde siempre en ese mismo lugar. Es decir. en principio. Por ejemplo. jer con los ojos vendados y sosteniendo una una alegoría con la cual el filósofo trató de explicar cómo sólo p or bamedio de la razón caerán las vendas que cubren nuestros ojos p lanza es una alegoría de la justicia. 8 Portales de entretenimiento 2.1 22. ya que implica cambiar muchos de nuestros prej com.2 Videojuegos 1.bachilleratoenred. como una alternativa. pero Platón nos muestra que con e s l conoTipo de actividad Horas promedio por usuario Minutos promedio por día Correo electrónico 4.7 13 cimiento y la razón podemos empezar a ver l a luz de la realidad. en la película Matrix. así que lo menos que le debem os es tratar de considerarla como un medio de ver y entender el Universo y la vi da. en general. una triste realidad. este Videojuegos en línea 1. y de la física. las páginas de Internet cambian de dirección o simplemente caduca su vigencia y desaparecen. esta alternativa tecnológic La física es un área del conocimiento que nos ha permitido comprender las a. La tecnología que conoces y utilizas a diario no h aubiera verna de Platón. tema o video de tu interé Esta alegoría ha sido explotada de diversas maneras en el cine y la literatu s tendrías que buscarlo por me ra.1 Mensajes de texto instantáneo s Redes sociales 9. proceso puede no ser fácil.mx/enlaces/fis1 uicios. hemo en otras palabras. visita la página y da clic en cosas el de un modo tal que ha contribuido de manera sobresaliente a construir el enlace 1.4 10. 12 Actividad .6 5. ras. s integrado la información relacionada con este material di¿Alguna vez te has cuestionado si lo que percibes como realidad realmente lo es? dáctico en una serie de enlace Ésa es una pregunta difícil de responder. en partic n ular.9 Portales de diversos ámbitos 13. donde encontrarásmunun video sobre El mito de la c do donde ahora vivimos.9 25. Sin embargo.Espacio Tecnológico En ocasiones. En estos casos. sido posible sin la aportación de la física.2 31. Sin embarg sólo era un mundo virtual creado artificialmente por medio de computado o. Por ejemplo. el personaje principal descubre que algo n dio de un buscador de Internet o es en el que debes proporciona correcto en el mundo que vive y despierta para encontrarse con que su re r alidad palabras clave. Para comenzar la dinámica co Sobre todo cuando se trata de la escuela.4 35.1 12.2 que encontrarás en la págin a http://www.2 10 Edición de fotografías 1. para encontrar alguna imagen.7 16 Multimedia 1. 1. a) Describe lo que piensas sobre la imagen del lado derecho. se constató que los niños y jóvenes conocen más sobre algunas series televisivas que acerca de la historia de México. Utiliza la información de las cápsulas Bajo el microscopio y Datos a la mano. Además. navegando en Internet o haciendo uso excesivo del teléfono celular. mientras que asisten sólo 820 horas a clase. d) Con base en la respuesta anterior. la mano 13 . como en la educación. las que más tiempo se invierte. el estudio plantea el dato de que los niños de cuatro a siete años ven en promedio mil horas de televisión al año. reflexiona y contesta la siguiente pregunta: ¿inviertes el mismo tiempo en leer. b) ¿Qué relación encuentras entre lo que se muestra en la imagen y El mito de la caverna? c) Realiza un registro de cuántas horas al día inviertes viendo televisión. en tu vida diaria. siendo los mensajes instantáneos y las redes sociales las actividades en tónoma de Tamaulipas (UAT). mi croscopio bajO Observa la siguiente tabla donde se muestra cómo los latinoamericanos d De acuerdo con un el estudio reaedican la mayor parte de su tiempo en Internet para comunicarse e intercambiar in lizado por la Universidad Auformación. muchos aspectos de tu vida. estudiar y conversar con tus amigos o tu familia? e) ¿Tendrá alguna ventaja saber qué hacemos con nuestro tiempo y cómo lo aprovechamos? 2. que se presentan en esta página. como punto de partida para contestar las siguientes preguntas en tu cuaderno. jugando videojuegos. Elabora un escrito en el que expon gas si D E el uso que haces de la ciencia y la t A S ecnología es el adecuado y propón una mejor manera de incluir estas disciplinas datos El mal uso de la tecnología puede V I D E N C I tener efectos negativos sobre portafolio E Guarda tus respuestas y tu escrito. así. Para ello. debemos entender que existen básicamente dos formas de conocimiento. s eventos relacionados con el desarrollo de la civilización. que significa otra ocurrieron eventos muy importantes e interesantes. mediante el diagrama que se presenta abajo. Históricamente hablando. á del origen etimológico y de l a descripción referente a un área Analicemos e interpretemos.palabras en el Pero. su significado va más all humanidad. El ser humano aprendió que al tensar una cuerda sujeta a un arco podía la nzar una flecha mucho más lejos que si lo hacía con sus manos. del conocimiento. Éste es un conocimiento empírico adq uirido a través de la práctica y la experiencia cotidiana. la cual relaciona una fuerza c on la . en el paso de una forma de pensami l ento latín scientia. Sin embargo. ¿cuándo nació la ciencia? Una pregunta fundamental que debemos plantearnos es ¿cuándo nació la ciencia como tal? Esto es relativamente fácil de responder. pues en l ama actualidad se refiere a diverso bas formas de conocimiento. en ese mo mento no se conocía nada sobre la ley de Hooke. Sin que el conocimiento empírico es tan antiguo como el propio origen d embare la go. el empírico y el La palabra ciencia deriva de científico. podía ca zar a distancia y arriesgar menos su vida. pero es un h a echo “conocimiento”. además. lo cual le permitió descubrir. elabor a un cuadro comparativo donde expongas las diferencias y similitudes entre am Guarda tu cuadro comparativo bas y tu ensayo. y un ejemplo de conocimiento científico. Hay quienes opinan que Galileo es oficialmente el padre de la física que. retomaremos una pregunta que es común en los cursos de Física. así debe ser en ciencias experimentales). es la ciencia más antigua. formas de conocimiento. planteemos una idea concreta (en general. Esto con el fin de verificar tu comprensión sobre la diferencia entre ambas formas de conocimiento. tomemos como ejemplo el último ejerc icio de la . que la Tierra sólo era un planeta más que giraba en torno al Sol. como tal. mientras que las matemáticas son una ciencia formal. Con base en la lectura sobre el co portafolio nociD E E V I D E N C I A S miento científico y empírico. pues la física es una ciencia te óricoexperimental. es decir. Para este propósito. Lo cual se explica. ¿qué cae más rápido. se deben tratar por separado. y no al revés. Galileo Galilei (1564-1642) es considerado por muchos investigadores como el padre de la física. mediante el sencillo esquema de la siguiente página. 14 Galileo construyó telescopios que le permitieron observar el Universo como nunca antes nadie lo había hecho. Este conocimiento científico se generó mucho tiempo después. A continuación. ya sea familiar o de tu comunidad.deformación que sufre un cuerpo elástico. Llevó a cabo un registro de sus observaciones. Aunque se podría pensar que las matemáticas son aún más antiguas q ue la propia física. La química y la biología son ciencias más r ecientes. Actividad 1. 2. La teoría de que la Tierra ocupaba una posición privilegiada y que. Ahora. era el centro del Universo era conocida como geocentrismo y la analizarás con atención más adelante en este libro. escribe un ensayo d onde describas algún ejemplo de conocimiento empírico. al contrario de lo que se creía en la época. un objeto pesado o uno ligero? Para resolver esta cuestión. ¿qué cae más rápido? La respuesta más simple que darán la mayoría de l as personas Espacio Tecnológico .sección de Reactivación. si dejamos caer una pluma y una manzan a. dóblala justo por la mitad y córtala. caerá más rápido que la pluma. con cuestiones: ¿qué ocurrió en cada ocasión que dejaron caer la hoja de pape la l sin . Galileo demostró que. en caso de realizar mediciones. la experiencia cotidiana nos dice que la manzana. ¿Cómo saber lo que realmente ocurre? 15 En el laboratorio Modernos Galileos Realicen la siguiente actividad experimental. tal como se mencionó anteriormente. erimento histórico: dejó caer simultáneamente un objeto pesado y uno ligero. por ser más pesada. un cr onómetro. al dejarlos caer. que Galileo realizó un exp una manera más de ver e interpretar la vida y el Universo. para que puedan realizar el método científico que aplicó Galileo en sus experi mentos. Materiales y sustancias Sólo necesitan una hoja de papel y. Procedimiento Cada uno de los integrantes del equipo realizará lo siguiente: toma una hoja de papel (de preferencia de reuso). discutas tus r esulSe cuenta que Galileo subiótados con los del resto de tus compañeros de equipo a partir de las sigui entes a la torre de Pisa. por senta la ciencia para algunos de ser más pesada. Regi stra la información que consideres importante para que. Ten siempre na hipópresente que la ciencia sólo es tesis. Pueden desarrollarla dentro del salón de clases o en el laboratorio es colar. Repite el experimento ta ntas veces como consideres conveniente hasta estar seguro del resultado. video sobre lo que es y repre- Empíricamente.será: la manzana. ambos llegaban al mismo tiempo al suelo. en Italia. la respuesta contradice la historia de Galileo. lo cual podría traducirse en u los científicos contemporáneos más importantes. más que un error. una balanza y un metro. de la alt ura de caída y de la masa de cada mitad de hoja. ¿Si realizas un experimento lo podrías comprobar? Cuenta la leyenda. Su be a un banco o silla y deja caer simultáneamente ambas mitades. d e más o menos las mismas proporciones. aunque sí se requiere un espacio cerrado con un mínimo de corrientes de aire. en equipos de tres personas. Observa qu é es lo que ocurre. Si embargo. si dejas caer una pluma y una manzana. Pero esto es un error o. En el enlace 2 encontrarás un se trata de una “verdad a medias”. después. Entendamos la situación. Puedes realizar mediciones del tiempo de caída. porque así parece ser. Discutan nu e- bajO intención de confirmar su hipótesis. Deja c elociaer otra vez ambas mitades. Analicen en equipo: ¿cómo fue la v que formes una bola de papel. una conclusión de la experiencia: 16 Para concluir su actividad experimental.comprimir? y ¿existió una diferencia e vamente: ¿el tiempo de caída es igual para ambas mitades? ¿Cómo explic n el tiempo de caída para este materi arían al? lo ocurrido? ¿Cambia la masa de la hoja comprimida o permanece igual? De igual manera. . elaboren un informe donde inclu yan D E su conclusión y traten de responder las siguientes preguntas: S portafolio E V I D E N C I A a) ¿Por qué la historia del experimento realizado por Galileo en la torre Guarda tu informe de la activide dad experimental. ci sica experimental también entíficos y filósofos también se han venido preguntando. Suéltenla junto con otra bola de papel pero de . vuelve a dad de caída para ambas mitades?. ¿cayeron al mismo tiempo las dos bolas de papel a pesar de que su masa es diferente? Análisis de resultados Describan brevemente lo que ocurrió durante su experimento y elaboren. toma una de las mit Ahora comprime la otra mitad y repite las caídas desde las mismas altura ades de la hoja y comprímela de man s que era en los dos procedimientos anteriores. sólo media página: ¿qué sucedió?. ¿Qué nombre darías a este conjunto de pasos ordenados que te apoyaron para la comprensión de un hecho físico? El método científico de la física experimental m croscopio Así como el ser humano se ha venido planteando múltiples preguntas acer El método científico de la fíca del origen y comportamiento de los diversos fenómenos de la Naturaleza. ¿de qué depende la rapidez con que obcaen servar y registra una vez más los datos los objetos? que consideres necesarios. aprovechando que esta torre tie Después tomen cinco hojas de papel y comprímanlas el de manera que for ne men i un ángulo de inclinación una sola bola de papel. enlístalas y ordénalas. Si las revisas con atención te darás cuenta de que describen una secuencia que ayuda a comprender el fenómeno. a lo largo de la histo puede entenderse como la ria. Pisa podría resultar sólo una leyenda? b) Durante la descripción del desarrollo experimental aparecen varias p alabras señaladas en negritas. de manera colaborativa. la explicación de las líneas espectrales del átomo tarde o temprano encuentran de su aplicación en los desarrollos hidrógeno de Niels Bohr en 1913. 17 conex iones . aunque sí algu Dicho método puede tener alnos principios que deben seguirse en el camino del conocimiento de la Naturale gunas variantes en función de za que nos rodea. en 1905. sino que son miles los ión de energía atómica lo hace en “elementos” discretos de energía. llevarás a la práctica esta metodología básica de la ciencia. método” único para desentrañar los misterios de la Naturaleza.acerca de la manera en que se encuentran las explicaciones. trabajos que cuánticas individuales. tablillas de memoria. efute la hipótesis y. como Sócrates y Aristóteles. ea resultaría impensable. la elab la especificidad del fenómeno oración de una hipótesis. la realización de un experimento que confirme o restudiado. de que la luz está compuesta de partíc nes del mundo tratando de explicar los distintos fenómenos ulas de la Naturaleza. propuestas en las secciones En el laboratorio de este libro. entíficos y filósofos contemporáneos. se encuentran el descubrimiento de los rayos catódicos por Michael Faraday en 1838. la elaboración de las respectivas conclusiones. mes e diante una forma de trabajo hipótesis que describen los fenómenos físicos. podamos comprender la veracidad de algunos hechos concretos. ¿Cómo se construye la física? Cada descubrimiento o ley de la Naturaleza representa. Así hasta nuestros días. por ejemplo. teléfonos celulare un mejor nivel de vida para la s. Detrás de la teoría y las leyes de la mecánica c uántiLa física no es el trabajo indica. en general. el tra bajo de muchas personas. lo cierto es que hasta el día de hoy no existe un “ miento válido por la ciencia. hasta ciordenada y sistemática. partiendo de los datos recabados en el transcurso del experimento. son numerosos los pensadores que han reflexionado acerca de los procesos de construcción del conocimiento humano sobre la Naturaleza y sus fenómenos. en que cientos de científicos siguen investigando l os procesos cuánticos en un sinfín de materiales que continuamente encu entran aplicación en los miles de desarrollos electrónicos con que se encuentr an provistos los sistemas de cómputo. Durante las actividades experimentales que realizarás en este curso. Jaques Derrida Este procedimiento se utiliza para generar un conocio Félix Guattari. Entre estos principios se encuentran la observación. leye propuesta de una serie de pasos a seguir para que. Aun así. finalmente. videojuegos y un millar de aparatos más sin los cuales la vida contemporán población humana. utilizando las incipientes ideas cuántica tecnológicos que proporcionan s. la hipótesis de Ludwig Boltzmann en 1877 ac erca de que los estados de energía de un sistema físico son discretos. la hipóte vidual de unos cuántos ciensis cuántica de Max Planck en 1900 acerca de que cualquier sistema de radiac tíficos. el postul investigadores que trabajan diariamente en todos los rincoado de Albert Einstein. Desde los antiguos filósofos griegos. como Stephen Hawking. teorías. os acerca de los tejidos de los seres vivos. los estudios de John Tyndall en 1870 sobre la conducción de la luz Incluso en los deportes. cascos. por lo general encontraremos a la física sustentando prácticamente todos los campos del conocimiento humano. considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. y el calentamiento global no es la excepción. mediante el cual los biólogos han realizado minuciosos estudi desarrollo. competencias genéricas Sustentas una postura personal sobre temas de interés y relevancia general. sería impensable sin los estudios sobre la propagación de las ondas electromagnéticas realizados por James Clerk Maxwell y Heinrich Hertz en el siglo XIX. en la actualidad. en relación con la temperatura media del planeta.La física y su relación con otros campos del conocimiento científico Dada la importancia que tiene en el estudio de los problemas fundamentales de la Naturaleza. cuyas actuales redes per miten Por ejemplo. Una de las notas que más tiempo y espacio ocupa en los medios de comunicación en la actualidad es la que se refiere al calentamiento global. Lo anterior. de C. desde el año 1000 hasta el año 2000. las aportaciones de la física han sido formida cletas. después las leyes del movimiento de Newton del siglo XVII. autos de fórmula 1. La gráfica que se presenta en la siguiente página muestra información sobre la variació n a lo largo de los años. podemos comenzar mencionando los estudios que realizó Arquímedes en el siglo II a. problema del cual todos sabemos algo. condujeron al descubrimiento de las fibras ópticas. Una parte fundamental del quehacer científico y tecnológico es el uso del conocimiento generado en la búsqueda de soluciones a los problemas que nos aquejan. los trajes deportivos que se utilizan comenzando con las investigaciones que llevaron a desarrollar y perfecciona en las disciplinas deportivas. la física en el agua y las investigaciones del físico Narinder Singh Kapany que en 195 2 lo ha tenido un papel fundamental. de acuerdo con algunos registros históricos y con base en estudios realizados a . en las investigaciones el flujo de datos e imágenes. en aerodinámica que han venido perfeccionando el diseño de bici.En el caso de la biología. hasta las investigaciones sobre los diversos materiales radiactivos realizadas por los esposos Curie y que sustentan a los modernos tratamientos médicos para el cáncer y la detección de muchas otras enfermedades. y que han sido más que indispensables en el desarrollo de la ingeniería. la r el velocidad es un factor clave para sumicroscopio. sobre la palanca. hasta las teorías físicas que explica n los procesos que se dan en las membranas celulares o los estudios sobre la pre sión y el volumen de los gases realizados por Gay Lussac y que vienen a explicar por qué las aves e insectos pueden volar. equipos de entrenamiento y bles. de la concentración de dió xido de carbono en la atmósfera terrestre. El desarrollo de las telecomunicaciones. expresada en grados Celsius. esquís. Por ejemplo. registrada en partes por millón (ppm). integración del conocimiento en diversas áreas de la ciencia. ppm CO2 en el estudio de las variaciones de temperatura y en el uso de modelos 390 que nos ayudan a interpretar y comprender las dimensiones del problem a. y de las matemáticas para representar el problema. Reflexiona • ¿Puede ser igual la comprensión del mundo y sus hechos para una persona con una cultura científica básica que para quien no posee tal conocimiento? ¿Podría el conocimiento influir para mejorar nuestra calidad . las cuales dependerán la química en la medición de la concentración del CO2. ss y/o calentamiento global. por ejemplo. de la biología en de las condiciones ambientales. contesta las preguntas de reflexión y demuestra lo que aprendiste. de manera colaborativa. dicha metodología. for.5 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 deren de mayor relevancia y confiabilidad) sobre las disciplinas de la física que han aportado conocimiento al estudio del cambio climáti co 2.Como puedes ver.5 14. tales como su diámetro. 1. el estudio de lo que actualmente ocurre depende de la rísticas. Producto • Investiguen en diferentes fuentes de información la metodología precisa que empleó Galileo Galilei cuando realizó sus experimentos sobre la caída de los cuerpos.partir de muestras de aire extraídas de burbujas en el hielo de los casquetes Dendrometría. edad y longitud. Concretamente con el área de conocimiento que estudia el calor 370 y la termometría que se conoce como termodinámica. otras ciencias y la metodología que utilizaron. tamaño. realiza el producto final de esta secuencia.7 270 con 250 13. las relaciones con llada. Estudio del crecimiento de polares. • Con base en tu investigación. con los pasos del método científico. una de D E cripción detallada de al menos tres estudio S Relación gráfica entre la V I D E N C I A concentración de CO2 (verde) y la temperatura global (naranja) en portafolio E en el área de la física que han aportado con ocimiento al estudio del cambio climático y/o calentamiento global.9 290 13. Logros Con lo que has aprendido hasta ahora y recuperando el contenido de tu portafolio de evidencias. el estudio de la relación de la influencia del clima y el crecimiento de los ár boles. en la que incluyan las Guarden su descripción detaherramientas de la física. elabora un ensayo de una página donde describas. Elaboren. función del tiempo. así como estudios dendrométricos. los árboles a partir de sus distintas caracte.3 14.1 310 13. una de las ramas 350 330 de la física. Pero ¿y la física? 18 La gran aportación de esta área del conocimiento se da. Reúnete con tu equipo de trabajo y realicen una investigación en diversas fuentes de información (de las cuales elegirán las que si- ºC 14. tales co mo ma. Ordenar información de acuerdo con categorías. ya que no sirve de Demuestra lo que aprendiste nada que simplemente copies • Identifica como conocimiento científico o empírico los siguientes ej y pegues la información que emencuentras en Internet. analices. 5.3.de vida? Es importante que leas. Producto Instructivo para construir una cancha de baloncesto. jerarquías y relaciones. • Si alguien afirmara que nuestras vidas están determinadas por lo qu comprendas y expliques con tus e dice propias palabras los experimentos el horóscopo. 5. Utilizar las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. . matemáticas o gráficas. serás capaz de comprobar el uso adecuado de las diferentes magnitudes y su medición mediante diversos instrumentos de medición. Expresar ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas.6.2 Las magnitudes y el Sistema Internacional de Unidades De entrada Indicadores de desempeño Al término de esta secuencia podrás expresar la diferencia entre magnitudes fundamentales y derivadas. señalándolos con una ✔ en la columna que corresponda: Científico Empírico Manejar un automóvil La gravitación universal Saber caminar La sensación de frío o calor Saber multiplicar Realizar mediciones mediante instrumentos 19 1. plos. Seguir instrucciones y procedimientos de manera reflexiva. 5.1. 5. Asimismo.1. Identificar los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos. ¿qué dirías tú al respecto? de Galileo. comprendiendo cómo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.2. Competencias disciplinares básicas El contenido de esta secuencia te ayudará a desarrollar las siguientes competencias disciplinares básicas: • Explicar el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas. Competencias genéricas Al realizar las actividades de esta secuencia desarrollarás los siguientes atributos de las competencias genéricas: 4. • Relacionar las expresiones simbólicas de un fenómeno de la Naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.• Diseñar modelos o prototipos para resolver problemas. satisfacer necesidades o demostrar principios científicos. 20 Reactivación Unidad local Unidad del SI . Las magnitudes y sus mediciones forman parte de nuestras actividades diarias.