¿Cómo es el movimiento de los cuerpos que caen?

Seguramente has observado que cuando deja caer un objeto, como una piedra o una moneda, se mueve siempre en línea recta hacia abajo.
Normalmente vemos cosas caer, cosas ligeras y pesadas;aquí cabría hacernos una pregunta: si dejamos caer dos objetos desde la misma altura, una de un kilogramo y otro de dos kilogramos, ¿Cuál llegará primero al piso?, ¿los objetos llegarán al piso con diferente rapidez? Realiza un experimento para responder a estas preguntas.
Experimentos realizados han proporcionado información acerca de la caída de los cuerpos, y pone en entredicho la idea de que los cuerpos más pesados caen más rápido que los de menor peso. (El concepto de "peso" lo abordaremos con mayor profundidad posteriormente; por el momento diremos que los objetos más pesados son los de mayor masa). Esta misma idea condujo al astrónomo, filósofo y matemático italiano Galileo Galilei (1564 - 1642) a realizar experimentos que explicaron este comportamiento. Sus investigaciones y pensamiento representaron un hito en la historia de la ciencia.
Antes de Galileo las ideas aceptadas como ciertas acerca del movimiento de los cuerpos fueron las de los grandes pensadores griegos, entre ellos Aristóteles; este pensador aseguraba que los cuerpos más pesados ( o con mayor masa ) caían más rápido que los cuerpos menos pesados. En la época de Aristóteles no se hacia mucho uso de la experimentación; se tenía la idea de que para comprender el mundo era suficiente un proceso y una estructura de pensamiento llamada lógica. http://www.youtube.com/watch?v=teM_Xm1gj30
Si tienes dos cuerpos: una hoja de papel extendida y una moneda, ambas las dejas caer al mismo tiempo, observarás que el primer cuerpo cae después que la moneda, es porque "algo" detiene a la hoja en su trayectoria y la "obliga" a caer más despacio que si estuviera compactada. Lo que interfiere en el movimiento de la hoja de papel extendida es el aíre. ¿Puedes suponer cómo sería el movimiento de la misma hoja si no existiera el aíre? Efectivamente, si no existiera el aíre, absolutamente todos los cuerpos caerían al mismo tiempo, pues no existiría un agente externo que se opusiera al movimiento vertical. Actualmente existen dispositivos a los cuales se les extrae prácticamente todo el aíre; se les llama cámaras de vacio. Dentro de este tipo de cámaras, todos los objetos caen al mismo tiempo. Esta fue la hipótesis de Galileo: que todos los cuerpos debían caer con la misma rapidez en ausencia de aire o cualquier otro agente externo que se oponga a su caída.
Normalmente, el movimiento de un cuerpo que cae está sometido a la resistencia del aire, si no hubiera aire, tampoco habría resistencia a la caída de los cuerpos; bajo esta condición se dice que el movimiento de los cuerpos es de caída libre. Podríamos decir que el movimiento vertical en los cuerpos cuya masa está distribuida de tal forma que el aire no ofrece mucha resistencia a su caída, es aproximadamente de caída libre.
Galileo no sólo postuló que en ausencia de aire los cuerpos debían caer con la misma rapidez; su objetivo era describir lo más detalladamente el movimiento de los cuerpos en caída libre.El experimento que se supone realizó Galileo en la torre de Pisa fue cualitativo y su finalidad era demostrar la invalidez de los postulados aristotélicos. Pero Galileo no pudo hacer mediciones de tiempo o rapidez en este experimento ya que en esa época no se disponía de instrumentos de medición apropiados. Así, Galileo no describió el movimiento de los cuerpos que caen libremente, sino mediante experimentos con planos inclinados y con objetos esféricos, este movimiento sobre planos inclinados es similar al de caída libre. Por otra parte, actualmente disponemos de instrumentos de medición precisos como relojes digitales y velocímetros, de manera que hoy es posible realizar mediciones directas de la caída libre.

Experimentos de Galileo en planos inclinados

Como el descenso de un cuerpo en caída libre es muy rápido como para medir el tiempo cuando va cayendo, Galileo pensó en el plano inclinado con el próposito de retardar la caída de un cuerpo y poder medir el tiempo.

Realizando un experimento con un plano inclinado como el que llevo a cabo Galileo, podrás analizar las variables de distancia, tiempo y rapidez en movimiento de caída libre.

¿Cómo se separan las mezclas?

Las mezclas son tan abundantes en la naturaleza que resulta imposible elaborar un catálogo de todas. Por ejemplo, la materia viva está formada por una enorme cantidad de sustancias mezcladas de diferente manera, muchas de las cuales todavía son desconocidas.
En los análisis químicos que realizan los científicos, uno de los primeros pasos es separar las muestras en componentes para determinar las propiedades intensivas que presenta cada uno. Los métodos de separación de mezclas se basan en las propiedades intensivas de las sustancias. A continuación se describen algunos.
Para separar los componentes de una mezcla homogénea de líquidos se aprovecha la particularidad de que la temperatura de ebullición de las sustancias es diferente. Por ejemplo, el agua hierve a 100°C a nivel del mar y el alcohol etílico a 70°C. Por eso, estos líquidos cuando se enuentran mezclados se pueden separar por el método conocido como destilación.
Este método permite separar mezclas de líquidos que tienen diferentes temperaturas de ebullición. Para ello la mezcla se calienta y cuando se alcanza la temperatura de ebullición del líquido que hierve a menor temperatura, este se evaporará. Dicho vapor se transporta a través de un refrigerante, en el que se condensa y pasa nuevamente a líquido; mientras, los otros permanecen mezclados.http://www.youtube.com/watch?v=W7Vlxn4e2v0
La decantación es un proceso que se utiliza para separar los componentes de las mezclas formadas por dos o más líquidos, o bien por un líquido y un sólido. Para realizar la separación de una mezcla heterogénea líquida se utiliza un embudo de separación.
Para realizar la decantación de la mezcla sólido-líquido, es necesario esperar a que el sólido se asiente o sedimente por la acción de la gravedad en el fondo del recipiente; así se distinguirán fácilmente el sólido y el líquido. El líquido puede separarse vertiéndolo con cuidado en otro recipiente, a esto se le llama decantar.
La propiedad que se utiliza en este método de separación es la densidad. Por ejemplo una mezcla de agua y arena o de aceite y agua se separará por este método.http://www.youtube.com/watch?v=mOFPsTVM_6Q
Cuando en una mezcla de sólidos y líquidos las partículas de los sólidos se encuentran suspendidas en la fase líquida, el método de separación que se emplea es la filtración, que consiste en hacer pasar la mezcla a través de algún medio poroso, como un papel filtro, tela de algodón o lana.
En la filtración, la fase sólida se retiene en el medio poroso y la fase líquida lo atraviesa. El tamaño de las partículas es la propiedad en la que se basa este método de separación. Por ejemplo, el café de olla se cuela para separar el grano del café líquido.http://www.youtube.com/watch?v=JybhMfydYrE
Cuando se desea separar un componente de una mezcla mediante su disolución en un disolvente específico, se usa el método llamado extracción. La propiedad en la que se basa la extracción es la solubilidad de las sustancias. Por ejemplo; para separar la esencia de una flor se puede utilizar como disolvente el alcohol etílico.
Cuando se requiere separar un material magnético presente en una mezcla de sólidos, se utiliza un imán. La propiedad de la materia en la que se basa este método es el magnetismo. Este método es específico para materiales y sustancias ferromagnéticas. http://www.youtube.com/watch?v=d3mUCTYCeHI
La cristalización es una proceso de separación de mezclas en el cual, a partir de disoluciones saturadas, se recuperan sales en forma de cristales. Los cristales se obtienen cuando se evapora el disolvente de dicha disolución.
El cloruro de sodio (NaCl) se obtiene del agua de mar por cristalización. Esto se logra cuando en un piso impermeable se colocan capas muy delgadas de agua de mar para que por acción de la energía solar se evpore el agua.
La propiedad de la materia en la que se basa este método de separación es la solubilidad, específicamente en su cambio con la temperatura.http://www.youtube.com/watch?v=hsqyC4vQsiw
Otro método de separación consiste en pasar una mezcla por un medio poroso, que se denomina fase estacionaria, como el papel filtro y en utilizar algún disolvente, llamado fase móvil, como el agua.
Este proceso se denomina cromatografïa y se basa en el hecho de que los componentes de la mezcla se desplazan con diferente rapidez debido a la afinidad que presenta cada componente por la fase móvil o la fase estacionaria.http://www.youtube.com/watch?v=xX_QSwSjsj8
El método de sepración de mezclas llamado evaporación es la separación de un sólido disuelto en un líquido, por calentamiento, hasta que el líquido hierve y se transforma en vapor quedando el sólido seco.http://www.youtube.com/watch?v=mBT-G_HKzgM
Sublimación es el cambio directo de sólido a gas, sin pasar por el estado líquido. Cuando los cristales de yodo o naftalina son calentados, despiden vapores que al acercarse a una superficie fría depositan en ella cristales de yodo o naftalina.
Entre las sustancias que presentan también este comportamiento, se encuentra el llamado hielo seco, que es el bióxido de carbono en estado sólido, el cual al contacto con el aíre pasa directamente al estado gaseoso.
Para efectuar esta separación, es necesario que una de las sustancias se sublime y que ninguno de los sólidos de la mezcla se descomponga por el calor.
Centrifugación es el proceso mecánico que permite, por medio de un movimiento acelerado de rotación, provocar la sedimentación de dos líquidos de diferente densidad contenidos en una emulsión, o de líquidos y sólidos contenidos en una suspensión. Para ello se utiliza una máquina especial llamada centrífuga. La cual utiliza la fuerza centrífuga para provocar la agitación violenta del líquido y poder separar las sustancias o los componentes sólidos de una mezcla. Por ejemplo, se pueden separar las grasas mezcladas en los líquidos como los de la leche. o bien los paquetes celulares de la sangre, separándolos del suero sanguíneo.http://www.youtube.com/watch?v=FGGGRujS4lc
Separación de una mezcla por diferencia de solubilidad: esta separación consiste en agregar un líquido que disuelve solo a uno de los componentes de la mezcla, de manera que puedan ser separados por diferencia de solubilidad.

¿Qué factores influyen en la rapidez del sonido?

Cuando se produce una onda no hay desplazamiento de materia, lo que se mueve es la perturbación a través del medio de transmisión con una cierta rapidez que se puede medir y cuantificar.

La rapidez con la que desplaza una onda sonora o sonido depende del medio de transmisión y de la temperatura. A mayor densidad del medio de transmisión, mayor rapidez del sonido. En el agua, la rapidez del sonido es tres veces mayor que en el aíre, y en un sólido es poco más de tres veces más rápido que en el agua.

¿Cómo se produce el sonido?

El sonido es una onda longitudinal que se produce por una vibración que se desplaza en un medio de transmisión. Por ejemplo, una guitarra suena porque hacemos vibrar sus cuerdas al pulsarlas; escuchamos los sonidos característicos de un tambor al golpear y hacer vibrar su membrana. Estas vibraciones se desplazan en un medio de transmisión que en este caso es el aíre.
El medio de transmisión es fundamental, ya que donde hay vacio, aunque haya vibración, esta no se desplaza y por tanto no hay sonido. Por eso en el espacio exterior no se escucha nada.
La frecuencia con la que se produce una onda sonora está relacionada con lo que percibimos como tono. Los sonidos agudos tiene una frecuencia relativamente alta, como los que emite un murciélago, mientras que los sonidos graves, como los rugidos de un león, tienen una frecuencia baja.
El oido humano está adaptado para percibir sonidos cuya frecuencia se encuentre en el llamado espectro audible, entre los 20 y 20 000 Hz.
Los sonidos por debajo de los 20 ciclos por segundo se llaman infrasonido, como el que producen los elefantes para comunicarse; mientras que los sonidos por arriba de los 20 000 Hz se llaman ultrasonido, como el que producen los delfines para comunicarse entre ellos.

Un tipo particular de movimiento: el movimiento ondulatorio.

En una onda transversal, como la que formamos en una cuerda extendida, amarrada a un extremo, subiendo y bajando la mano que la sujeta; encontraremos que, se le llama:

  • Cresta: la parte más alta de una onda.
  • Valle: la parte más baja de una onda.
  • Amplitud de onda: el desplazamiento máximo que alcanza una onda ya sea hacia arriba o hacia abajo.
  • Longitud de onda: la distancia entre dos crestas o valles consecutivos.

La longitud de onda se mide en metros, por ejemplo, la de las olas del mar, mientras que las que se forman cuando tiramos una piedra en un estanque se miden en centímetros. La longitud de onda de la luz visible va de 400 a 700 nanómetros. Existen ondas con longitudes aún más pequeñas, como los rayos X.

La distancia entre crestas o valles consecutivos es la longitud de onda y es el patrón básico se repite contínuamente a lo largo de la onda. A esta porción se le llama ciclo.

El número de ciclos que pasan por un punto en una unidad de tiempo, puede ser, cada segundo, recibe el nombre de frecuencia de la onda.

La rapidez de propagación ( v ) de una onda, es el producto de su frecuencia ( f ) por la longitud de onda ( l )correspondiente que se representa asi: v = fl.

La rapidez con la que se desplazan las ondas depende de la densidad del medio.

http://iessuel.org/ccnn/flash/OndeStationnaireTEs.swf

Mezclas

Desde hace tiempo, el ser humano conoce y ha usado las mezclas para satisfacer algunas de sus necesidades. Su observación sistemática permitió que tuvieran aplicaciones en muy diversos campos.
En el hogar se usan para cocinar (vinagre, polvo de hornear, ablandadores de carne o salsas), para limpiar (blanqueadores, detergentes o quitagrasas) y para el arreglo personal (lociones, cremas o maquillaje).
En el campo, los insecticidas, los fertilizantes y los alimentos para el ganado son mezclas. En la industria muchas mezclas son materia prima, como el petróleo, o son el producto final del proceso, como el vidrio o las aleaciones metálicas como el acero o el bronce. El acero es una aleación de hierro y carbono, mientras que el bronce es una aleación metálica de cobre y estaño, en la que el primero constituye su base, mientras que el segundo aparece en una proporción de entre el 3 y el 20%. Cabe recordar que una aleación es una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos.
Mezcla: es la uniòn de dos o mas sustancias en proporcion variable, cuyos componentes conservan sus propiedades físicas y químicas. Sus componentes se pueden separar fácilmente por medios físicos.


Las mezclas se dividen en dos grandes grupos: homogéneas y heterogéneas.

Mezclas homogéneas: son aquellas en que sus componentes se encuentran distribuidos uniformemente en una sola fase, de manera que no se distinguen las partículas que la forman. Por ejemplo, el petróleo, es una mezcla de hidrocarburos. El aíre es una mezcla de gases: Oxígeno (O2), Nitrógeno (N2), bióxido de carbono (CO2), vapor de agua y gases raros. El agua de mar es una mezcla de agua (H2O) y cloruro de sodio (NaCl)o sal común y otros componentes menores. La mezcla de agua y azúcar es otro ejemplo de mezcla homogénea.

Mezclas heterogéneas: son aquellas cuyos componentes no se distribuyen uniformemente y se distinguen con facilidad, se encuentran en dos o tres fases. Ejemplo: la emulsión es una mezcla de agua con aceíte y al agitarla, el aceíte se fracciona en pequeñas gotitas que quedan suspendidas en el agua; cuando cesa la agitación, las dos sustancias se separan nuevamente quedando el aceíte arriba y el agua abajo. La mezcla de chícharos y zanahoria es heterogénea. También la de hierro y azufre.
Existen otras mezclas homogéneas llamadas coloides cuyas partículas dispersas son más grandes que las de las disoluciones, ya que en ellas las partículas del soluto tienen un tamaño que va de de 10 a 10 000 nanómetros (nm). Algunos ejemplos de coloides son el humo, la niebla, la leche, la pintura, la gelatina, el merengue, etc.
Debido a su tamaño las partículas coloidales pueden dispersar la luz que pasa a través del medio que los contiene, de ahí que el haz sea visible. A este fenómeno se le conoce como efecto Tyndall (leer: John Tyndall).
Una disolución es una mezcla homogénea en la que una o varias sustancias, los solutos, están dispersos uniformemente en otra, el disolvente (fase dispersora). Además, una disolución se caracteriza por el tamaño que tienen sus partículas de soluto, el cual es similar al de los átomos y moléculas (menos de diez nanómetros). Si se disuelve el azúcar en el agua, el disolvente es el agua y el soluto es el azúcar ¿puedes distinguir a simple vista el soluto del disolvente?
Hablamos de suspensiones cuando el tamaño promedio de las partículas dispersas es mayor que 10 000 nanómetros. Las suspensiones sedimentan cuando están en reposo y presentan dos fases.
Muchos medicamentos, alimentos, cosméticos y productos para el hogar se presentan en forma de suspensiones; por eso, tiene sentido el letrero que dice "agítese antes de usarse".Ejemplos: medicamentos líquidos para la acidez estomacal, el agua de horchata y algunos néctares (líquido rico en ázucares producido por las flores de las plantas)

¿Qué tipos de ondas existen?

A las ondas que para desplazarse ( o propagarse) requieren de un medio material, que puede ser el aíre, la roca o el agua, se les conoce como ondas mecánicas. Ejemplos de ellas son el sonido, y las que se producen en el agua. Una característica del medio en el que se propagan las ondas mecánicas es su elasticidad, es decir, que luego de la perturbación es capaz de regresar a su forma original.

Por otro lado, hay ondas, como la luz, las microondas y las de radio que no requieren de un medio para propagarse, por lo que lo pueden hacer por donde no hay materia como el vacio; estas reciben el nombre de ondas electromagnéticas.

Otra forma de clasificar las ondas es por la forma en que se producen. Por ejemplo cuando mueves una cuerda de arriba hacia abajo, donde el movimiento de la mano es perpendicular a la dirección de propagación de la onda, hablamos de ondas transversales.

Por el contrario, cuando el movimiento que produce la onda es paralelo a su dirección de propagación, como el de un resorte, cuando se estira o se comprime, nos referimos a ondas longitudinales.

Así tenemos ondas mecánicas y electromagnéticas que pueden ser transversales o longitudinales.

Cinemática

Parte de la Física que se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos, a partir de una posición definida, sin tomar en cuenta las causas que lo producen

PRÓPOSITO DEL BLOG

Cuando la tegnología te da la oportunidad de estar no sólo en el lugar de aprendizaje, sino, más allá de este espacio organizado, especializado, dedicado a los alumnos; al saber ser, al ser y lograr competencias para la vida. Es entonces cuando esta herramienta, el internet, me lleva a la comunicación de más ideas, más contenidos que serían difíciles de compartir en el corto tiempo de permanencia en el aúla.