martes, 29 de enero de 2013

Actividad 3. Newton. Descomposición de la luz del sol

1)Resuelve el siguiente enigma: ¿Por qué Isaac Newton tiene dos fechas de nacimiento?
25 de diciembre de 1642 – 20 de marzo de 1727
4 de enero de 1643 GR – 31 de marzo de 1727


Newton tiene dos fechas de nacimiento y muerte por la sencilla razón de que una fecha se basa en el calendario juliano y otra en el gregoriano.

La primera pertenece al calendario juliano: El calendario juliano es el antecesor del calendario gregoriano y se basa en el movimiento aparente del sol para medir el tiempo. Desde su implantación en el 46 a. C., se adoptó gradualmente en los países europeos y sus colonias hasta la implantación de la reforma gregoriana, del Papa Gregorio XIII, en 1582.
La segunda pertenece al calendario gregoriano: El calendario gregoriano es un calendario originario de Europa, actualmente utilizado de manera oficial en casi todo el mundo. Así denominado por ser su promotor el Papa Gregorio XIII, vino a sustituir en 1582 al calendario juliano, utilizado desde que Julio César lo instaurara en el año 46 a.C.

2)¿Qué quiso decir Newton con su expresión "Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes"? ¿Esa frase es realmente original de Newton?


Con esta expresión lo que Newton quería decir es que él había había llegado tan lejos con sus descubrimientos, gracias a la base científica que le habían dejado todos los anetriores  científicos, que sin sin todos los anteriores descubrimientos, él no hubiera sido capaz de descubrir lo que descubrió.
No, esa frase no pertenece a Newton, ya que el verdadero autor de esta cita fue Bernardo de Chartres (filósofo neoplatónico del siglo XII), que la escribió en su única obra, el tratado De expositione Porphyrii.


3)Aristóteles es un filósofo clásico cuyas ideas sobre cinemática, dinámica, astronomía y cosmología predominaban en Europa desde la época de la Grecia clásica hasta la revolución copernicana. Desde una perspectiva científica, ¿cuál es la visión aristotélica del Universo o Aristotelismo?


Aristóteles creía en un sistema geocéntrico en el cual la Tierra era el centro del universo, y este era finito. según el aristotelismo, el mundo está dividido en dos partes: el mundo sublunar  y el mundo supralunar , donde están los astros.En el mundo sublunar todos los cuerpos estan compuestos por cuatro elementos(fuego, aire, agua,tierra)
el centro del universo es la Tierra porque permanece en reposo absoluto todo el tiempo.
esta teoría se basaba en que al tirar objetos todos ellos bajaban a la tierra y que todos los objetos tendían hacia ella al ser esta el centro del universo y al ser este el centro todos los objetos poseen como movimiento natural el reposo.

4)
En el capítulo se menciona a varios científicos muy importantes en el desarrollo de la Física. Construye una línea de tiempoque contenga a los físicos mencionados en el capítulo y sus principales aportaciones a dicha ciencia.


http://www.dipity.com/albertomateo22/De-Arquimedes-a-Enstein/

5)
¿Qué ventajas presenta el telescopio reflector de Newton frente al telescopio refractor de Galileo?

La principal ventaja es que el telescopio reflector tiene un mayor diámetro del objetivo, por lo que le permite al telescopio captar más luz y ver con más claridad los objetos (sobre todo los astros). También los telescopios reflectores suelen tener una distancia focal mayor que los refractores ya que utilizan un sistema de espejos para proyectar la imagen(tienen una distancia focal mayor cuando utilizan un espejo principal y un espejo secundario). Cuando más grande sea la distancia focal es mayor el número de aumentos que se puede obtener con un ocular convencional de 10 mm o de 20 mm.


¿Que es la reflexión? ¿Y la refracción?
La reflexion es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial.
La refracción  es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.

6)Realiza el experimento de descomposición (dispersión) de la luz mediante un prisma óptico y descríbelo incluyendo tu propia imagen
.
En la parte roja de la ventana se puede observar como se descompone la luz al pasar por la botella. La luz tiene que atravesar el plástico, luego agua y después otra vez plástico. La luz acaba con forma de ondas después de pasar por la botella, por lo que podemos decir que la botella puede descomponer la luz

7)Explica por qué se forma el arco iris primario y el secundario.
Se forman dependiendo de las gotas, ya que algunas forman el primario y otras el secundario. También dependen del observador

8)Infórmate acerca del concepto de momento lineal . Trata de escribir las tres leyes de Newton en función de esta magnitud.

Momento lineal se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad y se representa con la letra p.Esta cualidad  nos permite calcular y predecir lo que ocurrirá cuando los objetos que forman parte de un sistema chocan unos contra otros.El momento lineal es una magnitud vectorial, es decir, que además de su magnitud debemos indicar siempre cuál es su dirección y sentido.

ASOCIACIÓN A LAS LEYES DE NEWTON
-Según el momento lineal las leyes de Newton son:
Primera ley de Newton
Si la fuerza externa resultante que actúa sobre un cuerpo es nula, se conserva su momento lineal.

Segunda ley de Newton
La resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual a la variación de su momento   
lineal respecto del tiempo.

Tercera ley de Newton
La tercera ley de Newton asociada al momento lineal, es básicamente igual que la tercera ley de newton y quiere decir que si un cuerpo(A) ejerce una fuerza sobre otro cuerpo(B), entonces B ejerce una fuerza igual en módulo y dirección, pero de sentido contrario sobre A    

9) Enuncia y comenta la Ley de Gravitación Universal

-La ley de la Gravitación Universal de Isaac Newton explica porque todos los cuerpos próximos a la superficie de la Tierra caen con la misma aceleración constante. Esta ley explica porque la manzana cae del árbol pero no la Luna desde el cielo. Esta ley decía que cada cuerpo atrae al otro como si toda su masa estuviera concentrada en su centro de masa.
Newton explicó porqué la Luna no caía sobre la Tierra. Llegó a esta conclusión gracias a un experimento del que concluyó que si se lanzaba una bola de cañón con una fuerza suficiente para alcanzar una velocidad suficiente desde un punto muy alto en la superficie terrestre, esta no llegaría a tocar nunca la Tierra ya que la superficie de la Tierra se va curvando por debajo de la bola de cañón antes de que esta pudiera alcanzarla, por lo que la bola entraría en órbita.
Al igual que la bola Newton sabía que la Luna caía hacia la Tierra de un modo en el que nunca podría llegar a tocarla.
La Luna cae hacia la Tierra con una aceleración multiplicada por la masa de la Tierra y dividida por el cuadrado de la distancia entre sus centros. Al despejar esta ecuación junto a la de la gravedad de la Tierra y sabiendo que la distancia de la Luna a la Tierra es unas 60 veces el radio de la Tierra concluyó que la Luna caía 3600 veces más lenta que la manzana, dividiendo la velocidad de la manzana entre 3600 halló que la velocidad de la caída de la Luna era de 1/20 de pulgada.
Isaac Newton comparó la teoría con la realidad para saber cuanto recorría la Luna en un segundo. Sabiendo que la Luna seguía una órbita casi circular y que tardaba aproximadamente un mes en dar una vuelta entera, según el principio de inercia la Luna opone resistencia a moverse en un círculo y tiende
a marchar recto. Siguiendo la trayectoria circular la Luna va cayendo hacia el centro de la Tierra, esa es la distancia que la Luna cae en un segundo, 1/20 de pulgada.
Ese 1/20 de pulgada explica tanto en la teoría como en la práctica los misterios de la caída de los cuerpos de Galileo y los movimientos celestes de Kempler.

10)En la página 112 del libro "De Arquímedes a Einstein" se alude a una fuerza centrífuga que es la causante de que la Luna no caiga sobre la Tierra. Después de ver el vídeo anterior, ¿estás de acuerdo con esa explicación? ¿es compatible con el tercer principio de Newton? ¿Qué es la velocidad orbital?


-Lo primero que debemos saber es que es la fuerza centrífuga que es es una fuerza ficticia que aparece cuando se describe el movimiento de un cuerpo en un sistema de referencia en rotación, mientras que la fuerza centrípeta a la fuerza  que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea.

-En el vídeo se explica bastante mejor y de manera más extensa.En el libro dice que si la manzana estuviese en órbita, ocurriría lo mismo que ocurre en la luna, pero ya que la manzana no está en órbita cae de manera diferente en la que cae la luna, por lo que a la tierra dividiendo la fuerza de G entre el radio de la tierra.

-Sí, claramente es compatible con la tercera ley de Newton ya que la fuerza con la que la tierra tira de la luna es exactamente igual a la que la luna tira de la tierra, de esta manera, las fuerzas se equilibran y de esta manera la luna no choca con la tierra

-La velocidad orbital es la velocidad que tiene un planeta/satélite o similar en su órbita alrededor de otro cuepo celeste

domingo, 6 de enero de 2013

Actividad 2.Galileo .La caída libre de los cuerpos

Actividad 2: Galileo. La caida libre de los cuerpos


-Lo primero de todo, tendremos que saber quien fue Galileo Galilei

Galileo fue un astrónomo, filósofo, matemático y físico italiano que estuvo relacionado estrechamente con la revolución científica.Fue conocido por fundamentar las bases de la mecánica moderna: la cinemática y la dinámica. 


1¿Es posible representar los datos (y,t) en una gráfica?

Sí, si que es posible realizar la gráfica, la realizaremos con los datos que se muestran en la imagen anterior.


La gráfica quedaría de la siguiente manera:



La gráfica resultante es una parábola, ya que a medida que pasa el tiempo, la bola va cogiendo velocidad por lo que cada vez recorre más distancia



2. Con los datos obtenidos calculad la velocidad de la bola en función del tiempo para cada intervalo. Observad que la velocidad media es el incremento del desplazamiento respecto del tiempo:
v (t) = incremento de y/incremento de t


Para calcular la velocidad en cada intervalo, debemos multiplicar la aceleración(que siempre es la gravedad, es decir 9,8 m/s^2) por el tiempo

Bola: v=9,8*t

V1:9,8*0,08=0,704m/s

V2:9,8*0,16=1,568m/s

V3:9,8*0,24=2,352m/s

V4:9,8*0,32=3,136m/s

V5:9,8*0,4=3,92m/s

V6:9,8*0,48=4,704 m/s

La velocidad media de todo el recorrido se calcula con la siguiente fórmula:

v (t) = Y-Y0 / t0 -t

Por lo que la velocidad media es la siguiente:
v=1,13/0,48=2,35m/s


3. Con los datos obtenidos representad gráficamente la velocidad para cada tramo en función del tiempo y analizad cualitativamente este gráfico. ¿Qué podéis decir sobre el tipo de movimiento que describe la bola de acero en su caída? ¿Está de acuerdo esta observación con vuestras expectativas?

La gráfica v-t, quedaría de la siguiente manera 

La gráfica resultaría una recta ya que la bola va ganando velocidad de forma constante mientras realiza su caida

Sobre el movimiento podemos decir que la bola gana la velocidad constantemente por lo que realiza esa recta.

Si, estamos completamente de acuerdo con este resultado ya que la velocidad en  caída libre siempre es constante, por lo que siempre tiene que salir una recta.


 4. A partir de la gráfica construida v(t), determinad el valor de la aceleración de la gravedad, g. Comparad el valor de g obtenido con el ya conocido.

La aceleración de la gravedad la podemos calcular dividiendo la velocidad de cada intervalo entre su respectivo tiempo:

0,704/0,08=9,8m/s
1,568/0,16=9,8m/s
2,352/0,24=9,8m/s
1,136/0,32=9,8m/s
3,92/0,4=9,8m/s


4,704/0,48=9,8m/s

-Casualmente, cada intervalo nos ha salido exactamente el valor de la aceleración de la gravedad , que es 9,8 m/s.Estos resultados nos dicen que hemos realizado correctamente todos los cálculos y que la experiencia está correctamente hecha.


5. Si existe discrepancia entre el modelo teórico y el obtenido experimentalmente, detectad y analizad las posibles fuentes de error. El modelo teórico, es decir, lo que teóricamente se hubiera obtenido, lo podéis desarrollar utilizando las ecuaciones cinemáticas para la caída libre: h = 1/2gt2 y v = gt (considerad g = 9,8 m/s2) y representad la gráfica v-t para los valores de tiempo anteriores.

Nosotros no hemos tenido discrepancia con los resultados obtenidos en nuestra experiencia por lo que creemos que nuestra práctica está correctamente realizada. Si hubiese fallos en los resultados serían motivo de errores relativos mientras realizabamos los cálculos.