miércoles, 12 de junio de 2013

Cavendish-La constante de gravitación universal

Cavendish-La constante de gravitación universal


1.En el capítulo se menciona que Cavendish entró a formar parte de la Royal Society en 1760. Newton y Hooke, entre otros ilustres científicos, también formaban parte de ella. Describe brevemente qué es la Royal Society, cuáles son sus principales objetivos, cuáles han sido sus logros más importantes a lo largo de la historia y qué otros ilustres científicos han formado parte de ella.
La royal society es la sociedad más antigua, y en la que siempre se han encontrado los mejores científicos de la historia. Fue creada en 1660 y su principal objetivo es reconocer, promover y apoyar la ciencia y mover el uso de la ciencia para la mejora absoluta de la humanidad. Algunos de los científicos más importantes que estuvieron en ella fueron Darwin, Boyle,Evelyn, Hooke y Franklin.
2.De acuerdo con el libro, Cavendish midió la composición química del aire. Realiza un diagrama de sectores con una hoja de cálculo que incluya los gases más importantes por su abundancia y compara tus resultados con los que muestra el libro. Investiga qué es el flogisto y por qué cayó en desuso.
La teoría del flogisto decía que toda sustancia susceptible de sufrir combustión contiene flogisto, y el proceso de combustión consiste básicamente en la pérdida de dicha sustancia. Fue postulada a finales del siglo XVII por Johann Becher y Georg Stahl para explicar el fenómeno de la combustión.
3.Cavendish realizó importantes descubrimientos de Química. Investiga sobre las propiedades del Hidrógeno y sobre la composición química del agua.
El hidrógeno  es un elemento peculiar, el único que no pertenece a ninguno de los grupos de la tabla periódica, siendo representado unas veces con los metales alcalinos, otras veces con los halógenos, o simplemente aislado de todos ellos, aunque quizás, debido a su electronegatividad característica, la cual es mayor que las de los metales alcalinos, y menor que la de los halógenos, lo mejor sería colocarlo a mitad de camino entre ambos grupos.








El agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O) unidos mediante sendos enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma triangular plana. Es decir los átomos de hidrógeno y oxígeno están separados entre sí aproximadamente 0,96 Angstroms (más o menos un nanómetro – una milmillonésima de metro) y el ángulo que forman sus líneas de enlace es de unos 104,45 grados.





4.¿Qué es el calor específico de una sustancia?
El calor específico es la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura  un grado celsio



5-Cavendish también fue un adelantado a su tiempo. Aunque no entró en la historia por su descubrimiento, ¿qué es la Ley de Coulomb? Realiza una comparativa, señalando las analogías y diferencias que encuentras entre esta ley y la Ley de Gravitación Universal


La ley de Coulomb  establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales(entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del espacio) y constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa.



6-¿Qué es un condensador eléctrico? ¿Serías capaz de fabricar uno con material casero?
Un condensador eléctrico  es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas.
Los condensadores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos eléctricos se utilizan grandes condensadores para producir resonancia eléctrica en el cable y permitir la transmisión de más potencia.Son utilizados en: Ventiladores, motores de aire acondicionado, en Iluminación, Refrigeración, Compresores, Bombas de Agua y Motores de Corriente Alterna, por la propiedad antes explicada
Esto sería un buen condensador eléctrico casero:


7.Cavendish inventó un termómetro que funcionaba sin mercurio, pero, ¿cómo funciona un termómetro? ¿Qué tipos de escalas térmicas existen?
El termómetro es un instrumento que se usa para medir la temperatura. Su presentación más común es de vidrio, el cual contiene un tubo interior con mercurio, que se expande o dilata debidos a los cambios de temperatura. Para determinar la temperatura, el termómetro cuenta con una escala debidamente graduada que la relaciona con el volumen que ocupa el mercurio en el tubo. Las presentaciones más modernas son de tipo digital, aunque el mecanismo interno suele ser el mismo.
Ha habido grandes avances del termómetro a lo largo de la historia, entre los que se pueden destacar los siguientes: En 1592, Galileo Galilei, construye el primer termómetro rudimentario. En 1612, Santorre Santorio, da un uso médico al termómetro. En 1714, Daniel Fahrenheit, inventa el termómetro a base de mercurio. Por último, en 1885, Calendar Van Duessen, inventa el sensor de temperatura, con la resistencia de platino.(Cavendish inventó un termómetro que funcionaba sin mercurio
-Las escalas actuales son:

La escala térmica usada en la mayor parte del mundo es la centigrada (ºC) tambien llamada Celsius en honor a Anders Celsius. Los 0ºC y los 100ºC representan los puntos de solidificación y ebullición del agua a 1 atmosfera de presión.
Escala Fahrenheit propuesta por el científico Daniel Fahrenheit. El grados Fahrenheit es la unidad de medida de temperatura en el sistema anglosajón.Relación con la escala.
      °C = (°F − 32) × 5/9
Escala Kelvin o escala de temperatura absoluta. Es la escala usada por el Sistema Internacional de Unidades. Su unidad coincide con la unidad de la escala Celsius pero su cero  se encuentra a -273,15ºC y según el tercer principio de la termodinámica es imposible de alcanzar. Relación con la escala Celsius:
                                                     ºC = TK - 273,15
Se denomina Rankine (símbolo R) a la escala de temperatura que se define midiendo en grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos. Esta escala fue propuesta por el físico e ingeniero escocés William Rankine en 1859.
El grado Rankine tiene su punto de cero absoluto a −459,67 °F, y los intervalos de grado son idénticos al intervalo de grado Fahrenheit.



8-Entramos en las cuestiones relacionadas con el experimento en cuestión: ¿Qué es el centro de gravedad de un cuerpo? Prueba la siguiente experiencia. Diseña tu propia experiencia y grábala en vídeo.
El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo.


9-Llegamos al plato fuerte del capítulo: el experimento de Cavendish . Lo ideal sería diseñar vuestra propia experiencia, pero se trata de una tarea bastante ardua, por lo que nos conformaremos con que hagáis una descripción del experimento y contestéis a la pregunta: ¿por qué Cavendish no podía medir desde la sala dónde se encontraba la balanza de torsión?
El instrumento construido por Cavendish consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca de las esferas Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre esta. Para impedir perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó su balanza en una habitación a prueba de viento y midió la pequeña torsión de la balanza utilizando un telescopio.
A partir de las fuerzas de torsión en el hilo y las masas de las esferas Cavendish fue capaz de calcular el valor de la constante de gravitación universal. Dado que la fuerza de la gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto en su superficie puede ser medida directamente, la medida de la constante de gravitación permitió determinar la masa de la Tierra por primera vez. Igualmente fue posible determinar las masas del Sol, la Luna y los diferentes cuerpos del Sistema Solar



10-Para concluir el trabajo, investiga por qué no es buena idea utilizar materiales como el hierro o el acero para realizar el experimento. ¿Qué es el magnetismo? ¿qué otros materiales evitarías en caso de diseñar la experiencia?
El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales
Cavendish, al definir la constante gravitacional evitó dos materiales magnéticos: el  hierro y el acero. Creyó que estos dos metales influirían en el campo magnético terrestre y por tanto a su experimento. Estos dos metales crean una fuerza magnética al igual que el  cobalto y el níquel y todas sus alineaciones, por lo que habría que descartarlos para su experimento.




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