1. Estudio del movimiento

(Propuesta CyT II. 30 noviembre 2005, Abraham Luna C.)

La percepción del mundo a través del movimiento

“El ser humano con sus cinco sentidos explora el universo que lo rodea y llama

a esa aventura ciencia”.

Edwin P. Hubble

Astrónomo

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Galileo Galilei

Nació: 15 de Febrero de 1564 en Pisa (Ahora Italia)

Falleció: 8 de Enero de 1642 en Arcetri (cerca de Florencia), (Ahora Italia)

Tenía setenta y nueve años de edad y su cabello y su barba eran tan blancos como la espuma. Sus ojos, que miraron al cielo a través de sus telescopios y observaron más que cualquier ser humano desde el principio de los tiempos, estaban apagados por la edad. Su reputación de ser uno de los más brillantes científicos de su tiempo fue la razón de que reyes, reinas disputaran sus servicios. Ahora estaba arrodillado ante el temido tribunal de la Inquisición, obligado a confesar públicamente un error que no era error: " Yo Galileo Galilei..., abandono la falsa opinión... de que el Sol es el centro (del Universo) y está inmóvil....Abjuro, maldigo y detesto los dichos errores". Algunos dicen que cuando el anciano se puso de pie murmuró para sus adentros: "E pur si muove" : Y sin embargo (la Tierra) se mueve (alrededor del Sol).

Galileo nació en una familia de siete hijos, con un padre que era un talentoso músico y un hombre de considerable cultura. A temprana edad, Galileo prometía mucho tanto mental como manualmente. Tenía diecisiete años cuando ingresó a la Universidad de Pisa, donde se especializó en medicina y estudió también matemáticas y ciencias físicas.

Una vez cuando todavía estudiaba en Pisa, observó la regularidad con que oscilaba una lámpara en la catedral. Apenas pudo esperar hasta que volvió a su casa para experimentar con bolitas de plomo atadas a hilos de diferentes longitudes. Descubrió que, cualquiera que fuese la magnitud de la oscilación o el peso del plomo, la bolita necesitaba el mismo tiempo para completar un viaje de ida y vuelta. Sólo el cambio de la longitud afectaba el tiempo de la oscilación (periodo de vibración). Esta observación condujo al invento del péndulo, usado en los relojes y otros instrumentos para medir con precisión el tiempo. Leyó las obras de Arquímedes y usó las matemáticas para probar algunos de los experimentos de este último con líquidos y aleaciones. Como estudiante, tuvo una mente inquisitiva y fama de disputador.

A los veinticinco años fue nombrado profesor de matemáticas de la Universidad de Pisa. Como profesor Galileo prosiguió su búsqueda de la verdad, analizando las teorías científicas de Aristóteles mediante la aplicación de las matemáticas y las observaciones experimentales.

Creó el concepto de la aceleración que se usa en la física moderna (la aceleración es el incremento de la velocidad por unidad de tiempo) y el concepto moderno de la fricción y la inercia con respecto a los objetos en movimiento. Analizó los componentes de la fuerza, demostrando, por ejemplo, que las fuerzas que afectan a la trayectoria de una bala son hacia abajo y hacia adelante, de tal manera que pueden medirse sistemáticamente. Estos experimentos iniciados antes del 1590, fueron perfeccionados y publicados en 1638 en su obra Diálogos sobre dos nuevas ciencias (movimiento y mecánica).

La obra de Galileo, que inició la comprensión de estas esferas, llevó a la formulación de las leyes de movimiento de Newton, más precisas, y al perfeccionamiento que de esas leyes hicieron más tarde otros científicos.

Galileo resultó un rebelde en otros sentidos. Así, por ejemplo, se negaba a ponerse las ropas académicas que usaban sus colegas, aduciendo que estorbaban innecesariamente sus movimientos. Por no usarlas, se le obligó a pagar varias multas, hasta que fue despedido de la facultad de Pisa.

Estableció un taller para fabricar instrumentos como brújulas magnéticas, termómetros y telescopios. También llegó a ser un experto en la construcción de fortificadores militares. A principios del siglo XVII escuchó que un óptico holandés logró unir una lente cóncava y una lenta convexa, de tal manera que hacia que los objetos distantes parecieran más cercanos. Usando esa idea construyó un telescopio que ampliaba los objetos treinta veces, y en 1609 dio una demostración pública de su uso.

Cuando Galileo volvió su telescopio hacia el cielo, por la noche, abrió nuevos campos de conocimiento que describió en su libro Mensajero de las estrellas. En el dice : "Doy gracias a Dios, que ha tenido a bien hacerme el primero en observar las maravillas ocultas a los siglos pasados. Me he cerciorado de que la Luna es un cuerpo semejante a la Tierra...He contemplado una multitud de estrellas fijas que nunca antes se observaron....Pero la mayor maravilla de todas ellas es el descubrimiento de cuatro nuevos planetas (cuatro satélites de Júpiter)...He observado que se mueven alrededor del Sol".

Descubrió que la Vía Láctea consistía en una miríada de estrellas; que el Universo no era fijo ni inmutable, como creían sus contemporáneos, pues aparecían ante su vista nuevas estrellas que luego desaparecían; que los planetas Venus y Mercurio se movían también alrededor del Sol y que el Sol mismo giraba sobre su eje.

En 1632 publicó otro libro, Diálogo sobre los dos principales sistemas del mundo, brillante sátira que demostraba por medio del diálogo las fallas del sistema geocéntrico tolomeico en comparación con el sistema heliocéntrico copernicano. Su último libro, Diálogo sobre dos nuevas ciencias, en la que resumía todas sus investigaciones sobre el movimiento y la mecánica, lo envió subrepticiamente a Holanda, donde fue publicado en 1638.

Lamentablemente, Galileo no lo vio impreso jamás porque, en 1638, a la edad de setenta y cuatro años, quedó ciego. Cuando murió en 1642, venerado por los ciudadanos y muchos hombres principales de la Iglesia y de los seglares, la Inquisición se negó a permitir la realización de un funeral público.

Sección: Nuestros sentidos

Descripción breve del funcionamiento de nuestros sentidos y lo que

percibimos con ellos (lo que medimos con ellos)

Visión - ojos

Audición - oídos

Gusto - lengua

Olfato - nariz

Tacto - piel

Extensiones a nuestros sentidos:

antenas, micrófonos, audífonos, cámaras, telescopios,

microscopios, espectrómetros, robots, sondas espaciales …

CIENCIAS: Método científico ¿? (Galileo)

Sección: Movimiento como el ejemplo más simple

Que podemos percibir y medir.

Movimiento rectilíneo uniforme (Galileo)

Movimiento rectilíneo no uniforme (Galileo)

Sección: Representación gráfica: lo que podemos medir

Lo podemos representar en varias formas

Datos, Gráficos y computo (¿Excel?)

RELATIVIDAD:

Diferencia entre trayectoria (obsA y obs.B), distancia y grafico D vs T

Actividad: 3 compañeros, A, B y C. El compañero C que recorra la trayectoria en linea recta (roja).

Los compañeros A y B, situados en diferentes esquinas del salón, le toman el tiempo usando su

pulso y la distancia (en pasos) a la que este parado, para 20 puntos definidos arbitrariamente

sobre la trayectoria. Repite las mediciones para una trayectoria diferente, como la negra dibujada

en la figura. Rellena la tabla de abajo y grafica

Dato no.	Tiempo (pulsos)	Distancia (pasos)
1
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20

Abordar el tema de plano cartesiano y su utilidad

Ejercitar en la interpretación del movimiento a través de este tipo de gráficos

Sección: Actividades

música (tono, intensidad y timbre, cualidades del sonido, analogías para

con otros movimientos periódicos)

Danza o educ. física (ritmo y movimiento relativo)

Excel (realizar bases de datos y gráficos usando Excel )

2. Análisis de las fuerzas y los cambios

Fuerzas y sus efectos

SIR ISAAC NEWTON Nacido el 25 de diciembre de 1642, en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra, Fallecido el 20 de marzo de1727, en Cambridge, Cambridgeshire, Inglaterra.		Sección: Fuerzas de la naturaleza Gravitacional Eléctrica Magnética Débil fuerte Sección: Movimiento acelerado Caída libre de los cuerpos (Galileo) Fricción (Galileo) Sección: Movimiento periódico Péndulo simple (Galileo) Sonido Sección: Representación vectorial Datos, Gráficos y computo (¿Excel?) Sección: Actividades Plano inclinado Péndulo Música
3. Lo que no percibimos
La constitución y el funcionamiento de la materia
		Sección: Estados de la materia Sólido Liquido Gaseoso Plasma Sección: Sólidos Sección: Líquidos Sección: Gases Sección: Plasma Sección: Actividades
3. Lo que no percibimos
Los átomos
"La imaginación importa más que los conocimientos. Lo importante es no dejar de hacer preguntas." Albert Einstein Físico ____________________________________ Nacido el 14 de marzo de 1879, en Ulm, Alemania, Fallecido el 18 de abril de 1955, en Princenton, Estados Unidos.		Sección: Sección: Sección: Actividades
	Sección: Sección: Actividades
5. Conocimiento, sociedad y tecnología
		Sección: Máquinas simples Plano inclinado (tornillo) Palanca Rueda Polea Sección: Música Instrumentos musicales: viento, percusión, cuerda RESONANCIA Sección: Óptica, Electricidad y Electrónica Materiales Sección: Nuevas tecnologías Micro-nano Gigas-Teras Sección: Actividades Telescopio Galileano (lentes de ) estroboscoipio Robots Música