Actividad 5: Galileo. La caida libre de los cuerpos.

2. Con los datos obtenidos calculad la velocidad de la bola en función del tiempo, para cada intervalo: v (t) = incremento de y/incremento de t.

Esta tabla esta compuesta por cuatro columnas: La primera es la posición que va del 0-6, la segunda y la tercera son el incremento de "y" y el incremento de "t" respectivamente, la cuarta columna es la velocidad que se calcula como hemos dicho antes.

3- Con los datos obtenidos representad gráficamente la velocidad para cada tramo en función del tiempo y analizarla. ¿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?


Esta gráfica representa el incremento de y con respecto al incremento del tiempo, es decir, la velocidad de cada tramo. Se puede observar que la pendiente de la gráfica es mayor a medida que pasa el tiempo, lo que significa que aumenta la velocidad. Esto se debe a que tiene una aceleración constante, en este caso, dado que se trata de un MRUA de caida libre la aceleración es la gravedad: 9,8 m/s².
Esta observación está de acuerdo con nuestras espectativas, ya que la pendiente del gráfico va siendo mayor, y en los cálculos anteriores, ya se observaba un aumento de la velocidad con el paso del tiempo.

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.

A partir de la fórmula general del MRUA, y aplicando los datos del trabajo hemos llegado al resultado de que la gravedad es 9.82 m/s² dato que no esta lejos del resultado de verdad : 9,8 m/s².

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.

h=1/2gt^2
0.78=1/2*9.8*o.4^2
0.78=4.9*0.16
0.78=0.784 ---------->es prácticamente igual. Si tomamos dos decimales sería exactamente igual.
Por lo tanto, no observamos ninguna discrepancia relevante. Esto es porque los datos se han tomado muy exactamente y como la altura no es demasiada el rozamiento en la medida es despreciable.

6-¿Podríais calcular la velocidad de la bola en el punto 6 mediante el Teorema de Conservación de la energía?. Comparad el dato con la obtenida aplicando las ecuaciones cinemáticas para el movimiento de caida libre: v = gt (tomando g = 9.8 m/s2)

Mediante el Teorema de Conservación de la energía:

M*g*h1 + (m*v*a2)/2= m*g*h2 + m*vb2:vb2= v*a2 + g(h1-h2)VB= Raíz cuadrada de: 1.13*2*9.8*(1.13-0.025)= 4.94

Mediante las ecuaciones cinemáticas para la caída libre

V=gt
V=9.8*0.48= 4.70

PRÁCTICA 10: Newton tenía razón.

INTRODUCCIÓN:

Hemos realizado esta práctica con el fin de comprobar la segunda Ley de Newton ( Ley fundamental de la Dinámica). Antes de realizar esta práctica necesitamos realizar el montaje experimental; necesitábamos reducir el rozamiento y para ello construimos dos ganchos con clip y los fijamos en la mesa, con lo que reducimos el rozamiento con la mesa, de la cuerda. Apoyamos sobre estos ganchos un eje metálico con una polea. Por otra parte montamos el coche; atamos un extremos de la cuerda al coche y el otro extremo a un clip, que es el va a provocar que el coche se mueva, aunque seguramente el peso de un clip no va a ser suficiente para mover el coche. Señalamos la salida y el de llegada separados de 70 cm. A partir de aquí lo único que tuvimos que hacer fue experimentar y tomar datos.

DATOS TOMADOS Y TABLAS:

Antes de toda la experimentación hemos tomado los siguientes datos:

-Masa del coche = 31.2 gramos

-Masa del coche + bloque de plastilina = 42.0 gramos

-Distancia desde la salida a la llegada = 70 centímetros

-Masa de un clip = 0.5 gramos

Para organizar los datos tomados durante la práctica hemos realizado la siguiente tabla:

CUESTIONES:

1- Analiza los conceptos de fuerza de rozamiento estática y fuerza de rozamiento dinámico para el experimento realizado. Calcula los coeficientes de rozamiento estático y dinámico y comparalos.

La fuerza de rozamiento estática en este experimento es lo que hace que haya que darle un empujón al coche para que empiece a moverse. Mientras que la fuerza de rozamiento dinámico es la que se opone al movimiento del coche una vez que se ha puesto en marcha.

El coeficiente estático, si tomamos al coche sin plastilina es 0.147 y si lo tomamos con plastilina es 0.196. El coeficiente de rozamiento dinámico si lo tomamos con plastilina es el mismo que si lo tomamos con plastilina, 0.049. El coeficiente de rozamiento estático es mayor que el dinámico, como hemos demostrado en este experimento.

2- La fuerza neta (F) y la aceleración (a) varían en función del número de clips que añadas. ¿Qué observas? ¿qué afirmación respecto al concepto de masa se infiere de estos resultados?

Que a mayor número de clips se produce una aceleración mayor sobre el coche ya que son directamente proporcionales.

3- Al variar la masa, varía la aceleración, ¿en que afecta al rozamiento? ¿Y a la fuerza aplicada?

A mayor peso, más normal (siempre que este en equilibrio) y por lo tanto mayor rozamiento ya que: Fr=-μN.
Pero si se varía la masa y no el volumen, el rozamiento seguiría siendo el mismo ya que el rozamiento no depende de la masa

También a mayor masa, más fuerza hay que aplicar para mover al objeto ya que la fuerza y la masa son directamente proporcionales.

4- ¿Por qué crees que hay que empujar ligeramente el coche tras añadir un nuevo clip?

Se empuja al coche para anular la fuerza de rozamiento, o al menos reducirla. En nuestro caso 4 clips no ejercían suficiente fuerza para poder mover al coche, es decir, que la fuerza de rozamiento estática era mayor que la fuerza que proporcionaban los clips.

5- Completa la siguiente tabla:

Para completar la tabla hemos hecho lo siguiente:

-La aceleración la hemos calculado a partir de la fórmula general del MRUA . Para hacerlo en cada caso, hemos tenido que sustituir el tiempo medio de cada en la fórmula
-Para calcular la fuerza neta hemos utilizado la fórmula que aparece en la ayuda teórica del cuaderno morado (F neta = M clip x g). Una vez teníamos la fuerza neta, hemos utilizado la fórmula de la ley fundamental de la inercia ( F = m a) para calcular la masa del coche pero obtenida a través del experimento y no pesada en la balanza. Esta masa no nos sale igual que la masa pesada por la balanza debido a ciertas imprecisiones experimentales.

PRÁCTICA 9. LABORATORIO VIRTUAL DE DINÁMICA

INTRODUCCION

Esta Práctica la he realizado mediante el laboratorio virtual de Dinámica integrado en el recurso educativo: Dinámica. Leyes de Newton desarrollado por el IES Juan A. Suanzes. Este laboratorio te permite experimentar por ti mismo y sin necesidad de ningun material, las leyes de Newton, ya que puedes observar todo lo relacionado con la dinámica en un móvil, cambiando su masa, velocidad, posición y fuerzas.

CONCLUSIONES

1-PRINCIPIO DE LA INERCIA

Según se puede observar en las gráficas a), b) y c), la velocidad es constante. En a) porque no se aplica ninguna fuerza sobre el objeto (principio de la inercia) y por lo tanto continua con la velocidad inicial que llevaba; y en b) y c) porque aunque sí que hay fuerzas actuando sobre el cuerpo, se contrarrestan y se anulan al tener el mismo módulo y dirección pero sentido contrario.
Si sobre un cuerpo actua una fuerza de 5N conseguiremos que se mueva a una velocidad constante de 30 m/s si su velocidad inicial era esta y además actua sobre el cuerpo otra fuerza que lo anule, es decir, una fuerza de -5N. Y para que lo haga con una velocidad de 40 m/s solamente habría que cambiar la Vo, en vez de 30 m/s , 40m/s.
2-PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE DINÁMICA

Según los experimentos realizados he llegado a la conclusión de que masa y aceleración son inversamente proporcionales, a mayor masa, menor es la aceleración y viceversa.

CUESTIONES

1- Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza no varía su velocidad (como dice la primera ley de Newton). Que se mueva con una u otra velocidad depende de la velocidad inicial que el móvil llevaba.

2- Si sobre un cuerpo actúa una única fuerza hacia la derecha, este se mueve acelerándose uniformemente hacia la derecha.

3- ¿Es posible sustituir la fuerza de la pregunta anterior por una combinación de dos fuerzas que produzcan el mismo efecto?
Sí, siempre que la suma de ambas sea igual a la fuerza de la pregunta anterior, es decir, si la única fuerza que actúa sobre objeto es de 3N (hacia la derecha) se mueve con la misma aceleración que si actúan dos fuerzas sobre él, una de -2N (hacia la izquierda) y otra de 5N (hacia la derecha): 5-2=3

4- Si un cuerpo tiene una aceleración negativa eso implica que se mueve con movimiento uniformemente decelerado en el caso de que se este moviendo, ya que sobre él actúa una fuerza en sentido contrario a su velocidad que hace que se frene. Si el objeto se encontraba en reposo entonces comenzará a moverse hacia detrás, con una aceleración negativa, que no hace que el móvil se frene, sino que acelere.

5- La masa influye notablemente en el movimiento de un cuerpo sometido a fuerzas, de hecho, como ya he dicho antes, es inversamente proporcional a la aceleración que éste lleve.

6- Un signo menos en los datos de distancia al origen (s) quiere decir que el cuerpo se sitúa por detrás del observador, bien porque esa es su posición inicial, o bien porque una fuerza negativa ha actuado o está actuando sobre él y hace que su posición sea negativa según tu sistema de referecia.

7- La fuerza resultante y la aceleración tienen que tener el mismo signo ya que la fuerza resultante es la que le da la aceleración al cuerpo, es decir, si la resultante es positiva, la aceleración tiene que ser positiva y si la resultante es negativa, la aceleración tiene que ser negativa.

8- La velocidad y la aceleración no siempre tienen que tener el mismo signo. Es cierto que tarde o temprano, en el estudio de un cuerpo lo tendrán pero puede haber tramos en que no la tengan, por ejemplo, si la velocidad inicial es de 30 m/s y la aceleración es de -10m/s habrá un tiempo, (3 s) en el que la velocidad sea positiva y la aceleración negativa.

9- Sí, que el cuerpo lleve una velocidad inicial positiva (Xo>0) y una aceleración negativa, que haga que el objeto se frene por completo justamente al límite del visor. Creo que esa es la única solución para que esto pase.

PRÁCTICA 9: Laboratorio virtual de dinámica

Introducción:

Esta practica la he realizado utilizando una pagina web de un laboratorio virtual en el que te puedes generar tus propios problemas de dinámica modificando la masa, la velocidad inicial, la posición inicial y las fuerzas que quieres aplicar.

Conclusiones de las gráficas:




De las gráficas de la primera ley de Newton (principio de la inercia); se obtiene la conclusión de que si no se le aplica ninguna fuerza a un objeto con una velocidad constante, este va a seguir igual (como es el caso de a); o en el caso de b, c y d si las fuerzas son de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario y se aplican sobre el mismo cuerpo, las fuerzas se anulan dejando así la misma velocidad constante.


De las gráficas de la segunda ley de Newton (principio fundamental de la dinámica); he llegado a la conclusión de que a mayor masa menor es la aceleración que produce la misma fuerza (como se puede ver en las gráficas a, b y c del punto 1)

Cuestiones:

1- Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza ¿varía su velocidad? ¿De qué dependerá que se mueva con una u otra velocidad?

No. Si un cuerpo esta en reposo, seguirá en reposo hasta que una fuerza actúe sobre él. Si un cuerpo se esta moviendo con velocidad constante seguirá moviéndose si no actúa alguna fuerza sobre él. La velocidad será constante en cualquier caso así que la velocidad dependerá de la velocidad que lleve desde el principio.

2- ¿Cómo se mueve un cuerpo sobre el cual actúa una única fuerza hacia la derecha? ¿Hay una única respuesta a esta pregunta?

Se moverá con una aceleración positiva si la fuerza es positiva e iría hacia la derecha pero en el caso de que la fuerza fuese negativa la aceleración seria negativa e iría hacia la izquierda.

3- ¿Es posible sustituir la fuerza de la pregunta anterior por una combinación de dos fuerzas que produzcan el mismo efecto?

Si siempre que las fuerzas: tuviesen el mismo sentido (derecha, sentido positivo; izquierda sentido negativo), o dos que fuesen de sentido opuesto pero que no tengan el mismo módulo.

4- ¿Si un cuerpo tiene una aceleración negativa esto implica que se mueve con un movimiento uniformemente decelerado?

Si, eso significaría que alguna fuerza negativa esta actuando sobre él de forma constante.

5- ¿Cómo influye la masa en el movimiento de un cuerpo sometido a la acción de fuerzas?

Si la masa es mayor la fuerza provoca menos aceleración que sobre un cuerpo de menor masa

6- ¿Cuál es el significado de un signo menos en los datos de distancia el origen?

Que necesariamente una fuerza negativa a actuado sobre el provocando una deceleración o que su posición inicial es negativa según tu sistema de referencia.

7- ¿Tienen siempre la fuerza resultante y la aceleración el mismo signo?

Si. La fuerza resultante y la aceleración tienen que tener el mismo signo debido a que la fuerza es la que provoca el cambio de movimiento (aceleración)

8- ¿Tienen siempre la velocidad y la aceleración el mismo signo?

Si. Aunque un cuerpo tenga una aceleración negativa pero una velocidad inicial positiva, al cabo de un tiempo la velocidad y la aceleración tendrán el mismo signo.

9- ¿Existe una única solución para que el objeto llegue justamente al limite del visor que se representa en la pantalla con la velocidad cero?

No. Una de la soluciones seria que el objeto tuviese una velocidad inicial positiva pero con una deceleración y que justo en el momento del limite del visor la velocidad se pare para que la velocidad cambien de positivo a negativo.

ERATÓSTENES. CÁLCULO DEL RADIO DE LA TIERRA

Hace unos meses, el 26 de marzo de este año, hicimos en el colegio Base lo mismo que hizo en su día Eratóstenes: hallar la longitud de la Tierra y así poder conocer su radio.
Para empezar deberíamos conocer cómo lo hizo Eratóstenes hace unos 2.200 años, y para ello este vídeo nos lo explica muy bien:


Como podréis haber visto, es impresionante como hace tantos años y con tan pocos recursos Eratóstenes fue capaz de acercarse tanto a la medida exacta de la longitud de la Tierra.
Nuestro proceso fue parecido y para ello necesitamos el siguiente material:


-Papel Kraft




-Brújula



-Rotulador



-Reloj


-Gnomon



-Metro




Lo que hicimos fue lo siguiente:

Primero nos colocamos por grupos (unos diez grupos) en el patio del colegio y cortamos para cada grupo un trozo de papel kraft. Orientamos este papel al Norte y nos aseguramos de que el suelo no estuviese inclinado. Después colocamos un recogedor (nuestro gnomon) en el extremo del papel, lo medimos y apuntamos su medida. Entonces, solo nos queda marcar cada 5 minutos durante dos horas y media un punto en el extremo de la sombra del gnomon sobre el papel. Así, uniendo los puntos se supone que saldría una curva, pero debido a las imperfecciones, a casi nadie le salió algo parecido. Otra cosa importante es que realizamos el experimento de manera que coincidiese con el mediodía, para así poder observar la curva más detalladamente, y por eso lo realizamos de 11:30 a 14:00 del mediodía.

Finalmente el colegio envió nuestros datos a la página web que organizaba el experimento para así poder medir el radio de la Tierra.
Este vídeo nos sirvió para realizar el experimento ya que lo hace explicando muy bien el procedimiento:





Cálculos para hallar el radio terrestre:

1- Lo primero fue encontrar un colegio cerca del meridiano 40, por eso escogimos un colegio de Santander que se llamaba IES José Mª Pereda.

2- Restamos el ángulo del Sol de nuestro colegio con el del colegio de Santander: 51.1-48.4=2.7 grados

3-Con el google earth medimos la distancia entre los dos colegios: 328.45 kilómetros

4- Hicimos exactamente la misma regla de tres que hizo Eratóstenes: Diferencia angular es a la distancia entre los colegios como 360 grados (grados de una circunferencia) es a X.
Después de resolver esta regla de tres nos da que X= 43793,33 kilómetros; pero esa distancia es la longitud de la tierra y como estamos intentando averiguar el radio, lo dividimos entre dos pi y nos da 6973,46 kilómetros.

PRACTICA 8: LEYES DE NEWTON

CUESTIONES:

1)

- La primera ley de Newton o también conocida como el principio de la inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, este permanecerá indefinidamente moviendose en linea recta y con velocidad constante (MRU) o en el caso de que este en reposo, seguirá en reposo salvo que alguna fuerza actué sobre él. De ahí viene el significado personal. "si no lo tocas no cambia"
La fuerza resultante tiene que ser cero.

- La segunda ley de Newton o también conocida como el principio fundamental de la dinámica; según la primera ley de Newton para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista una fuerza. La segunda ley de Newton se encarga de cuantificar la fuerza: F = m a
Por eso como dice el significado personal: "Si lo tocas cambia. La masa es la proporción del cambio".
Para ello la fuerza resultante tiene que ser distinta de cero.

-La tercera ley de Newton o tambien conocida como el principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza otra acción contraria a A e igual de módulo y dirección pero de sentido contrario. De ahi que el significado personal de este principio sea:"Yo te hago a ti lo que tú me haces a mí"
Esta ley se puede observar numerosamente en nuestra vida diaria; por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba. O también incluso cuando andamos ya que lo que hacemos es impulsar el pie hacia atrás y en cambio, nos movemos hacia delante.







En este video se describen con ejemplos las tres leyes de Newton.

2)
FASES:

1ºREPOSO: Es claramente la ley de la inercia ya que el coche se encuentra en reposo y como ninguna fuerza actua sobre él, pues sigue en reposo, y necesita la fuerza del aire del globo para cambiar de estado y empezar a moverse.

2ºACELERACIÓN: La ley de la inercia sigue presente en esta fase al igual que en todo el proceso ya que si no actuase ninguna fuerza seguiría como está pero como si que actuan pues se mueve.
Otra ley que aparece en esta fase es el Principio Fundamental, ya que R no es igual a O y por lo tanto hay una aceleración. Esta aceleración es directamente proporcional a la fuerza que esté actuando sobre el coche e inversamente proporcional a la masa del mismo, como dicta esta fórmula: F=m*a También está presente la Ley de acción y reacción ya que la acción que se produce al expulsarse el aire del globo es contrarrestada con una reacción imperceptible en el aire mismo. Y la acción de movimiento del coche también es contrarrestada con una reacción también imperceptible en el suelo. Sin embargo, y aunque lo parezca, la reacción de la acción del globo al expulsar el aire hacia atrás no es el movimiento del coche, ya que acción y reacción no se pueden aplicar a un mismo objeto (porque sino siempre se contrarrestarían y no habría movimiento).

3ºFASE INERCIAL: En esta fase ocurre una cosa importante. La ley que actua es la Ley de la incercia pero con alguna incorrección ya que al haber rozamiento ya hay una fuerza que actua y frena el coche. Pero si no hubiese rozamiento si estaría correctamente dicho que es la fase inercial porque como no hay fuerzas que actuen sobre el móvil, este seguirá moviendose.

4º FASE DE FRENADO: El rozamiento es la fuerza que hace que el coche frene y por lo tanto la ley que se aplica en esta fase es el Principio Fundamental ya que la resultante no es O y por lo tanto el coche se va frenando, es decir, que hay una fuerza que actua sobre él y por lo tanto cambia su estado de movimiento.

5º REPOSO: Esta fase es exactamente igual a la primera.

3)
No porque si estubiese correctamente nombrada, el coche continuaría moviendose, pero como ciertas fuerzas, como el rozamiento del aire y el del suelo sobre todo, actuan sobre él, pues acaba frenándose.
Una forma de que fuese correcta esta afirmación, es que estubiésemos en el vacío, pero sin nisiquiera algo en lo que se apoye el coche porque entonces ya estaría el rozamiento con el suelo que lo acabaría frenando. En el vacío, ninguna fuerza influiría en el coche y por lo tanto, seguiría moviendose para siempre.
El rozamiento es la fuerza que se opone al movimiento o al intento de movimiento. Además es una fuerza muy peculiar ya que si no hay movimiento no hay rozamiento, y ademas el rozamiento es proporcional a N, es decir: Fr=u*N
Estas fuerzas influyen en el coche frenándolo en mayor o menor medida ya que el vector rozamiento siempre irá en el sentido contrario al vector fuerza (el que impulsa al coche) como se puede observar en la imagen del margen.

4) ¿Que ocurre al aumentar la masa del coche con la pesa? A igual cantidad de aire, ¿que coche se acelera más, el más o el menos cargado?

Cuando aumentamos la masa del coche con la masa, el coche se acelera mucho menos.
Si tenemos en cuenta la fórmula F = m a ( siendo F constante, debido a que es el aire); la aceleracion es igual a la fuerza entre la masa. Debido a eso, si la masa es mayor, la aceleración es menor ya que son inversamente proporcionales. En el caso contratio, siendo la masa menor, la aceleración será mayor.

5)

Un globo si lo inflas y no haces un nudo se mueve durante un tiempo. Pero qué ocurriría si por el otro lado de la boquilla le conectáramos una bomba de aire: el globo no pararía de moverse. La goma elástica de las paredes del globo empuja sobre el aire y lo acelera hacia fuera.
En los motores a reacción se produce una combustión en el interior, aumenta el volumen del aire, se crea presión sobre las paredes del motor a reacción y el aire sale acelerado hacia atrás, de acuerdo con la tercera ley de Newton.
Entonces se trata de un coche a reacción ya que la fuerza que hace moverle es el aire del globo que sale disparado hacia atrás y mueve el coche hacia delante.
Otros ejemplos de movimientos a reacción son por ejemplo:
-Los aviones, que cogen aire a una velocidad y lo expulsan a una mayor. Este es un video muy bueno de un simulador de un motor a reacción de un avion.
-Los coches

6)¿Por qué no se anulan las fuerzas de acción y reacción?

Por que aunque las fuerzas sean de igual módulo y de sentido contrario, las fuerzas no se aplican sobre el mismo cuerpo, sino que se aplican sobre diferentes cuerpos.

PRÁCTICA 7. LA TIROLINA

ESTUDIO DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

1:INTRODUCCIÓN

El experimento fue realizado hace una semana en el laboratorio del Colegio Base por los alumnos de 4º de ESO. Nuestra intención era observar y estudiar este tipo de movimiento. Antes de realizarla sabíamos cual era la aceleración que se daba en la Tierra (la gravedad) y cómo iba a actuar frente a los móviles que utilizamos.

2.RESUMEN

En este trabajo, como ya hemos dicho, se pretende estudiar el MRUA (movimiento rectilíneo uniformemente acelerado) y para ello hemos hecho algo tan sencillo como dejar caer una tuerca por un hilo de nilon inclinado y cronometrar su tiempo en ciertos puntos de éste, para así intentar ver y medir su aceleración. Además, y para comprobar si la masa tiene algo que ver, hemos repetido el experimento con una tuerca de mayor grosor y peso.

3.TRABAJO EXPERIMENTAL

3.1.INSTRUMENTOS:

-hilo de nilon
-lubricante
-tuercas (una gorda y otra fina)
-cronómetro
-soporte y pinzas para atar el hilo

3.2.MEDIDA DE LOS TIEMPOS

La medida de los tiempos fue sencilla. Primero, a un extremo de la mesa, pusimos el soporte con las pinzas y atamos un extremo del hilo de nilon. El otro extremo lo atamos a la parte opuesta de la mesa (después de haber introducido en el las tuercas, obviamente) , de forma que estuviese inclinado. Tras haber pintado en el hilo una marca cada 20 centímetros desde una inicial que fuese desde donde soltábamos las tuercas, nos dispusimos a proceder en el experimento.
Primero lo hicimos con la tuerca pequeña, así que cronometramos el tiempo en que tardaba en llegar a la primera marca (20 cm) tres veces. Este mismo proceso lo repetimos con las medidas de 40, 60, 80 y 100 centímetros. Posteriormente hicimos exactamente lo mismo con la tuerca grande. De vez en cuando engrasábamos el hilo de nilon con un poco de lubricante, para que hubiera menos rozamiento, o que fuera menos notable.

3.3. TOMA DE DATOS EN TABLAS

Al realizar este experimento hemos completado las dos tablas siguientes en las que se recogen los datos experimentales de la práctica:

3.4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

A continuación se encuentra un gráfica velocidad-tiempo:En claro se representa la gráfica de la tuerca grande en la que se puede observar que al ser tiempos tan bajos tuvimos más imprecisiones al medir el tiempo. En oscuro se representa la de la tuerca pequeña.

4.CUESTIONES Y RESULTADOS OBTENIDOS

1) Explica por qué, a pesar de las pequeñas desviaciones obtenemos una recta en las gráficas velocidad- tiempo:

Se obtiene una recta, con imperfecciones, por que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, por lo que la velocidad aumenta de forma constante a medida que avanza el tiempo.

2) Si repetimos la experiencia con una tuerca de diferente tamaño y peso. ¿qué crees que sucederá? ¿que sucede realmente? ¿qué conclusión podemos sacar de ellos?

La masa no influye en los MRUA, por ejemplo, en la caida libre; un objeto de menos masa tarda lo mismo en caer al suelo que uno de mayor masa. Esto se puede comprobar en el vídeo que hemos introducido en este informe, en el que no hay rozamiento.
A primera vista, según nuestras tablas, da una sensación de que los de mayor masa van a tener una aceleración mayor por que en el experimento realizado el rozamiento si que influía, pero lo que realmente sucede es que la masa no es una magnitud que influya en los MRUA, como se puede ver en su fórmula.

3) ¿Qué pasará se utilizamos otras inclinaciones diferentes para el hilo? ¿Seguirá siendo un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado?

Si utilizamos más inclinación la aceleración sera mayor y por lo tanto la velocidad con la que llegará al final será mayor, al contrario si la inclinación es menor, la aceleración también será menor igual que la velocidad adquirida.
Seguirá siendo un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado tenga la inclinación que tenga, ya que el experimento no necesitaba una inclinación especifica, que tuviéramos que aplicar todos.

4) Si el hilo esta totalmente vertical, ¿qué tipo de movimiento tenemos ahora? ¿Cómo se llama ese movimiento?

Si el hilo esta totalmente vertical, tenemos un movimiento de caida libre. Entonces este movimiento tendría una aceleración de 9.8 m/s^2.

5) ¿Seguirá siendo un movimiento uniformemente acelerado si el hilo no está tenso? ¿Qué ocurrirá con la velocidad y la aceleración en ese caso?

No, principalmente por que un movimiento uniformemente acelerado tiene la misma aceleración en todos los puntos, pero si el hilo no estuviese suficientemente tenso, el hilo describiría una curva por lo que en la parte de mayor inclinación tendría una mayor aceleración que la parte final del hilo, que tendría una aceleración menos.

5.CONCLUSIONES

Nuestras conclusiones al acabar la práctica son diversas, no menos que parecidas a lo que ya sabía o me suponía.
Antes de todo es conveniente dar una definición del MRUA: El MRUA estudia el cambio de velocidad frente al tiempo. Es decir, es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una recta con una aceleración constante.
Para empezar, hay que tener en cuenta que este experimento no es ni exacto ni representa como es en realidad el MRUA, ya que influyen factores como el rozamiento o nuestra inexactitud a la hora de tomar tiempos.
A pesar de esto, una de las conclusiones más relevantes que hemos sacado es que la masa no influye en este tipo de movimiento. Es decir, que la variación de velocidad y el tiempo de caída no dependen del peso del cuerpo sino de la aceleración de la gravedad. Por lo tanto, ya sea una tuerca enana, un anillo pesado o una rueda de tractor lo que dejemos caer por el hilo, todos llegarán con la misma velocidad y en el mismo tiempo (a la vez). Esto pasa también exactamente igual en la caída libre, como se puede observar en este vídeo:



Galileo fue pionero en esta idea ya que fue el primero que supuso que en la caída libre, la masa no influía en el tiempo y la velocidad de llegada.
Otra conclusión que hemos sacado es que los cuerpos no aceleran de igual manera en todas las partes del universo. Cada planeta o estrella tiene una fuerza de gravedad distinta, que depende de su masa. La de la Tierra es de 9.8 m/s^2 , y la de la luna es de 1.6 m/s^2 . De hecho la gravedad es la razón por la que giran los planetas alrededor del sol y también la causa de muchos más hechos de la naturaleza.


Esta es la ecuación de la aceleración:


6.BIBLIOGRAFÍA

Hemos sacado información básicamente de lo que sabíamos aunque nos hemos ayudado del cuaderno de física y de alguna página web, como esta.

PRÁCTICA 6: MOVIMIENTO RECTILINEO Y... UNIFORME?

PRÁCTICA 6: Álvaro y Guillermo

INTRODUCCIÓN:

Este trabajo lo hemos realizado en el laboratorio de física y química del Colegio Base. Nosotros antes de realizar esta práctica sabíamos lo que piensan otros científicos: Unos dicen que es imposible lograr que un móvil tenga un movimiento rectilíneo y uniforme, pero otros dicen que si que se puede. En esta práctica hemos intentado crear un movimiento rectilíneo uniforme en un móvil, aunque sin mucho existo debido al rozamiento ( cosa que ya sabíamos que iba a pasar antes de realizar el experimento).

RESUMEN:

Lo primero que hicimos fue sujetar el ángulo metálico al soporte, para fijarlo y que no se moviese. Después tomamos medidas en las mesas, para marcar de donde a donde íbamos a cronometrar. Lanzamos la bola de metal grande y cronometramos el tiempo que tardaba en llegar a las medidas y repetimos este proceso las máximas veces posibles para aproximar más; nos dimos cuenta de que nos salían cosas distintas debido a la imprecisión del cronometro. Repetimos el proceso entero con las bolas pequeñas y llegamos a la misma conclusión. También nos dimos cuenta de que no importa la masa que tardaban la bola grande y la pequeña más o menos lo mismo. Nuestro objetivo en esta práctica es estudiar el movimiento rectilíneo y uniforme y esbozar el principio de inercia. Tomaremos medidas de tiempo y espacio, deduciendo matemáticamente la velocidad del móvil gracias a la ecuación del MRU : x = x0 + v (t – t0) También nuestro objetivo era comprobar la validez de la expresión anterior, y utilizando el método científico trataremos de plantear una hipótesis acerca del principio de la inercia.

TRABAJO EXPERIMENTAL:

Materiales:

- Ángulo metálico

- Metro

- Cronómetro

- Bolas de acero (1 grande y 1 pequeña)

- Soporte

- Plastilina

CUESTIONES:

1- Esta es una tabla en la que recogemos los datos de la práctica, con la bola grande y con la bola pequeña; y con 5 distancias distintas.

3- Se trata de un movimiento rectilíneo uniforme. Las irregularidades obtenidas pueden deberse a pequeños fallos con el cronómetro (si lo paramos antes o después...). También el rozamiento afecta ya que por mínimo que sea frena la bola de acero aunque sea muy ligeramente.

4- Si la distancia recorrida fuese muy grande, el efecto del rozamiento se notaría más y por tanto veríamos en la gráfica como la bola de acero se va frenando poco a poco. La gráfica se quedaría estancada, ya que el tiempo pasaría pero la bola no recorrería ningún espacio. Esto se debería al rozamiento pero si no lo hubiera, la gráfica seguiría constante para siempre.

5- Si no hay una fuerza, ya sea un empujón o ya sea la gravedad, que actúe sobre un cuerpo, éste seguirá como estaba, parado si estaba parado o en movimiento si estaba en movimiento.

Esto se da, por ejemplo, al lanzar un frisby este por la inercia "volará" durante un tiempo hasta que la gravedad y el rozamiento del aire hagan que se frene y caiga al suelo.

CONCLUSIONES:

Nuestra conclusión al acabar este trabajo un poco distinta a la idea que teníamos de lo que iba a pasar antes de empezar este experimento. Por ejemplo, casi nadie se imaginaba que la bola pequeña y la grande iban a ser casi igual de rápidas ya que sabemos que la masa no influye en la inercia. Pero si sabíamos algunas cosas por sentido común, como por ejemplo que a lo que nosotros llamamos espacio coincide con la resta de la posición final menos la inicial y comprobamos que la pendiente de la gráfica coincide con la velocidad media.

- Durante el experimento comprobamos experimentalmente la validez de la formula del MRU, y utilizando el método científico hemos tratado de plantear una hipótesis acerca del principio de inercia.

- Hemos comprobado que la masa no tiene nada que ver en la inercia.


BIBLIOGRAFIA:

Para realizar este trabajo he necesitado visitar la Wikipedia y además hemos utilizado el libro de física y química.

PRÁCTICA 5: Un paseo por el Cole.

Practica 5: Un paseo por el cole por Alvaro

INTRODUCCIÓN:

Este trabajo lo hemos realizado en el laboratorio de física y química del Colegio Base. Nosotros antes de realizar esta práctica no teníamos ni idea de que era un sistema de referencia, y tampoco sabíamos con tanta exactitud como ahora la diferencia entre, posición y distancia. Nosotros nos basamos al realizar esta práctica en lo ya descubierto trayectoria, desplazamiento y practicado por físicos.

RESUMEN:

Nada más llegar al laboratorio hicimos un primer experimento, acerca de la paralaje. Nos levantamos todos y nos pusimos contra la pared. Levantamos el pulgar de la mano derecha y guiñando el ojo izquierdo, tapamos un objeto, luego cambiamos de ojo sin mover la mano y viceversa. De esta forma entendimos que es un sistema de referencia y que pasa cuando lo cambias. Después nos explicaron la trayectoria que teníamos que realizar, para después bajar y medir distancias significativas. Para luego realizar el informe, calculando las cuatro magnitudes (trayectoria, desplazamiento, posición y distancia)
El objetivo de esta práctica es: Utilizando el método científico, aprender a distinguir entre las magnitudes físicas trayectoria, desplazamiento, posición y distancia. Todas estas magnitudes se miden en metros en el SI, sin embargo, cada una de ellas tiene un significado distinto. También introduciremos el Sistema Cartesiano de Coordenadas y los vectores.

TRABAJO EXPERIMENTAL:

Materiales:

- Las piernas

- Papel y bolígrafo


Procedimiento:

En el punto A (centro del campo) hemos situado el sistema de referencia.

Sistema de referencia: Coordenadas que se necesitan para poder situar un cuerpo en el espacio y por lo tanto poder medir su movimiento.

Desplazamiento: Lo que te has movido. Se mide con el vector desplazamiento que es la flecha que une la posición final con la posición inicial.

Posición: Punto en el cual se situa el obbejo. Se suele decir en coordenadas.

- Distancia: Magnitud escalar que mide la relación de lejanía entre dos cuerpos.

2- El grafico esta en TRABAJO EXPERIMENTAL.

3- Los datos no se encuentran en una tabla pero se encuentran en TRABAJO EXPERIMENTAL.

El desplazamiento no coincide con la distancia recorrida en ningún caso de los que hemos realizado,ya que como se ven en el gráfico, la trayectoria y el desplazamiento van por sitios muy distintos.
Si el desplazamiento es igual a la distancia recorrida coinciden la trayectoria y el desplazamiento. Este caso se pruduce cuando la trayectoria es una linea recta que une los puntos.

4- Si fuese el sistema de referencia B, los puntos A, C, D y E quedarian con esas cordenadas que se ven en el gráfico.
Si el sistema de referencia fuese C los puntos A, B, D y E quedarian asi:Si el sistema de referencia fuese D; A, B, C y E quedarian asi:



Lo único que cambia al cambiar de sistema de referencia en la posición; el modulo, trayectoria...

FÍSICA. PRÁCTICA 5. UN PASEO POR EL COLE.

INTRODUCCIÓN


Esta práctica la hemos realizado los alumnos de 4º ESO del Colegio Base durante esta semana y en el laboratorio y el patio del recreo. El autor de este trabajo es Guillermo Milans del Bosch

RESUMEN

En esta práctica, que es la primera de física que hacemos, pretendemos utilizar el método científico y aprender a distinguir entre las magnitudes físicas de trayectoria, desplazamiento, posición y distancia: todas ellas se miden en el SI pero tienen significado distinto. Además hicimos un primer experimento de la paralaje situanod un pulgar frente a nosotros y guiñando alternamente los ojos para ver que el objeto tapado se tapaba cuando guiñábamos un ojo pero con el otro no. También introduciremos el Sistema Cartesiano de Coordenadas y los vectores. Para ello hemos realizado un experimento tan sencillo como medir el recorrido por ciertas partes de un campo de fútbol y hallar la trayectoria, el desplazamiento, nuestra posición en ciertos puntos del campo y la distancia o el espacio recorrido. Además, hemos llegado a la conclusión de que trayecto y desplazamiento no es lo mismo.

TRABAJO EXPERIMENTAL


En este experimento no hemos utilizado ningun instrumento de medida salvo nuestra zancada y por lo tanto solamente hemos utilizado nuestras piernas, un bolígrafo y un papel para tomar medidas del campo de fútbol.

Luego también, introducimos el sistema cartesiano de coordenadas con un simple ejercicio de hallar nuestra posición en clase según fuera el sistema de referencia.

CUESTIONES

1- Sistema de referencia: Son el conjunto de coordenadas usadas por el observador que sirven para medir o determinar distintas magnitudes como el movimiento de un cuerpo o su posición.
- Trayectoria: Es una línea que representa el conjunto de puntos por donde va pasando un cuerpo en movimiento.
- Desplazamiento: Es la longitud que va desde la posición inicial de un móvil hasta la final. NO coincide ni con la trayectoria ni con el espacio recorrido a menos que éstos sean una línea recta.
- Posición: Es el lugar o punto en el que se encuentra un cuerpo en un momento determinado.
- Distancia: Es el espacio que separa dos puntos, es decir, lo lejano que están uno de otro.

2- Realizado en RESULTADOS OBTENIDOS (más abajo).

RESULTADOS OBTENIDOS

El recorrido que hicimos por el campo de futbol fue el siguiente:

Las líneas verdes indican la trayectoria y las rojas, los vecores desplazamiento. El centro del campo es el punto A, justo encima esta el B, el C está en el córner de abajo a la izquierda, el D en el de la derecha, y el E en la parte inferior de la galleta.

Midiendo con pasos me han salido las siguientes medidas:

Desde el punto A hasta el B hay 8,5 pasos, la mitad del ancho del campo mide 20 pasos, el lado corto( el izquierdo) 17 , el largo entero del campo mide 40 pasos, y la diagonal desde el córner de arriba a la derecha hasta el punto E mide 22 pasos. Luego, el semicírculo de la galleta mide 4 pasos y el radio unos 1,3 pasos.

Por lo tanto ya que el recorrido o la trayectoria es cerrado, sabemos que el desplazamiento es cero porque las coordenadas finales y las iniciales son las mismas y por lo tanto, su diferencia e cero. La posición de cualquier punto es fácil hallarla si conocemos las medidas, por ejemplo, la posición de punto C, si el sistema de referencia es el centro del campo (A), será C(-20, -8.5) y el D será (20, -8.5) o el B, que será (0, 8.5). y la distancia, por ejemplo del punto B al C es el vector desplazamiento de esa parte del trayecto, y es 26.24 pasos.

El trabajo de clase de calcular nuestra posición con respecto a un sistema de referencia es sencillo y he construido unas gráficas pero no puedo colgarlas por algún que otro problema.

CONCLUSIONES

Bueno, como ya he dicho anteriormente he llegado a la conclusión de que espacio recorrido y desplazamiento no son lo mismo, ya que, el espacio recorrido es la longitud de la trayectoria y, por el contrario, el desplazamiento es la distancia desde la posición inicial hasta la final, y se calcula restando la posición final menos la posición inicial, y por eso, si el recorrido es cerrado, la posición final y la inicial coinciden y por lo tanto el desplazamiento es cero.

También he llegado a la conclusión de que todas las posiciones que recorre un cuerpo en un recorrido constituyen la trayectoria.

BIBLIOGRAFÍA

La mayoría de la información la he sacado del libro de física del colegio y el resto de internet, ya sea Wikipedia u otras páginas.

RUTHERFORD, EL NÚCLEO ATÓMICO

ACTIVIDAD 1:

Nosotros pensamos que diferentes científicos trabajen juntos ayuda al desarrollo de la ciencia por que un solo científico no hace lo mismo que 2. Encima que J.J. Thomson fuera profesor de Rutherford es interesante para los dos: para Rutherford aprender de un científico de la categoría de Thomson resultaría muy interesante, pero a su vez, para Thomson resultaría interesante y beneficioso para el ser profesor de un científico listo y con ganas de trabajar que le ayudaría en sus experimento; pero es que a su vez Rutherford fue profesor de Hans Geiger, un científico alemán con una capacidad de trabajo inagotable. Rutherford, con Geiger hicieron numerosas cosas. Entre ellas destacan un aparato eléctrico que registraba y contaba las partículas alfas de una en una; también averiguaron muchas otras cosas. Este hecho demuestra que los investigadores científicos forman a los estudiantes hace que se transmitan sabiduría entre ellos, lo que hace que haya un, mayor número de inventos y de descubrimientos.
En las facultades de ciencia española

ACTIVIDAD 2:

“toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sello”
En esa frase Rutherford se refiere a que la física es lo más importante de la ciencia, “despreciando” así otras partes de la ciencia como la química, aunque luego recibe el premio Nobel de química en vez de física. Su segunda frase: "He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico", es un poco la respuesta a ese premio Nobel, ya que el reconoció que a el le importaba la física y que para el la química y otras partes de la ciencia eran como “coleccionismo de sellos”. El se consideraba a si mismo físico por lo que se sorprendió al recibir el premio Nobel de química en vez de física.
Se denomina química, a la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, como los cambios que esta experimenta durante reacciones químicas.
La física es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia, la energía y sus interacciones. La física no es sólo una ciencia teórica, es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros.
Aunque la física incluye dentro de su campo de estudio a la química y además de explica sus fenómenos, la química no es lo mismo que la física, ya que son ciencias que estudian dos cosas muy diferentes; ya que la química estudia la materia y la física estudia diferentes propiedades (espacio, tiempo, energía…)

ACTIVIDAD 3:

-Tesla dominó disciplinas como la física, las matemáticas y la electricidad y es considerado el padre de la corriente alterna y fundador de la industria eléctrica. Entre sus inventos más importantes están la radio, las bobinas para el generador eléctrico de corriente alterna, el motor de inducción (eléctrico), las bujías, la bobina, el alternador, el control remoto...
-Nikola Tesla nació en el pueblo de Smiljan en la Frontera Militar, se educó en Graz y posteriormente en Praga donde estudió ingeniería eléctrica. En 1881 viaja a Budapest para trabajar en una compañía de telégrafos norteamericana. Al año siguiente se traslada a París para trabajar en una de las compañías de Thomas Alva Edison, donde realizó su mayor aportación: la teoría de la corriente alterna en electricidad, lo cual le permitió idear el primer motor de inducción en 1882. En 1884 se traslada a Nueva York, creando su propia compañía en 1886 tras romper con Edison.
En las cataratas del Niágara se construyó la primera central hidroeléctrica gracias a los desarrollos de Tesla en 1893, consiguiendo en 1896 transmitir electricidad a la ciudad de Búfalo. Con el apoyo financiero de George Westinghouse, la corriente alterna sustituyó a la continua. Tesla fue considerado desde entonces el fundador de la industria eléctrica.
En su honor se llamó Tesla a la unidad de campo magnético en el Sistema Internacional de Unidades.

Este es un video en el que se ve uno de sus inventos, la bobina.

-Tuvo disputas científicas con Marconi y con Edison. Al principio trabajo para una de las compañías de Edison, después se hizo su propio laboratorio. En 1893 se hizo una exhibición pública de la AC (corriente alterna), demostrando su superioridad sobre la corriente continua (DC) de Edison, de ahí sus enfrentamientos con Edison.
En 1893 consiguió transmitir energía electromagnética sin cables, construyendo el primer radiotransmisor (adelantándose Marconi). Tesla presenta la patente correspondiente en 1897, dos años después de que Marconi lograra su primera transmisión de radio. No obstante, Marconi registra su patente recién el 10 de noviembre de 1900 y es rechazada por ser considerada una copia de la patente de Tesla. Se inicia un litigio entre la compañía de Marconi y Tesla.

ACTIVIDAD 4

a) Existen dos clases de minerales luminiscentes, es decir, que emiten luz según la temperatura a la que son sometidos: los fluorescentes y los fosfoescentes.

Una diferencia clara que se puede observar a simple vista es que los fluorescentes emiten una luz azulada y los fosforescentes luz verdosa. Otra diferencia es que los fluorescentes se iluminan al ser estimuladas por una radiación externa, es decir, al recibir cierto tipo de rayos, y cuando paran de recibir esos rayos, su emisión de luz cesa. En cambio, los fosforescentes emiten luz del mismo modo pero su emisión verdosa persiste aun cuando se las dejaba de radiar o iluminar. Es necesario añadir que la fosforescencia tenía que ser estimulada por luz normal.

Este vídeo explica bastante bien la diferencia entre la fosforescencia y la fluorescencia:

Supuesto está que la presencia de átomos de flúor y fósforo respectivamente en estas sustancias es lo que determina sus características. Pero no es una condición necesaria ni suficiente ya que por ejemplo un tipo de sal de uranio es fosforescente pero otro tipo no lo es.

b) Los rayos X son radiaciones invisibles qeu son capaces de atravesar ciertos cuerpos opacos como la piel y los músculos. Por eso se utilizan médicamente sobre los seres humanos, porque como no atraviesan los huesos, son perfectos para detectar fracturas, roturas o cualquier daño causado en éstos. Estos rayos los descubrió Nikola Telsa, al notar en un experimento que un objeto se iluminaba cuando encendía su equipo de rayos catódicos. Entonces supuso que habia unos rayos que penetraban en este objeto pero que eran invisibles, y los estudió a fondo. Les puso el nombre de rayos X porque no sabía de donde venían ni de que eran, no sabía casi nada acerca de ellos.

c),d) La radioactividad son los rayos que emitan muchas sustancias y elementos simples, que solamente podían provenir de sus átomos. Fue descubierta por Becquerel aunque los que de verdad estudiaron e influyeron en estos rayos fueron el matrimonio Joliot y Marie Curie y cuando la descubrieron le pusieron este nombre aunque desconocían su naturaleza y procedencia exacta. Estos rayos tienen propiedades similares a los rayos X solo que se comprobó que los rayos X eran mucho más eficientes a la hora de visualizar objetos fotografiándolos. Así muchos científicos dejaron de estudiarlos porque pensaban que ya que tenían los rayos X la radioactividad no servía para nada. Pero fue entonces cuando Rutherford se interesó por ella y entre él y los Curie demostraron la importancia del descubrimiento de Becquerel.

e) Rutherford descubrió que los rayos alfa y beta (las dos primeras letras del alfabeto griego) son dos clases de rayos muy distintas que emiten los elementos radiactivos. Además dedujo que los rayos beta no eran mas que electrones. Los rayos alfa se obtenían se obtenían situando una fuente radiactiva intensa en un contenedor de plomo cerrado pero con una pequeña abertura. Rutherford trabajó con estos rayos y con el famoso experimento del pan de oro y los electrones descubrió el núcleo atómico.

f) La ley de desintegración atómica es el ritmo con el que los átomos de una muestra radiactiva se desintegran. Determinó que la vida media de estos átomos podía estar entre unos pocos segundos, en el caso de algunos átomos, hasta miles de millones de años, como era el caso de otros. Esta enorme variación se podía predecir gracias a la ley de la desintegración atómica.

El carbono 14 es un isótopo del carbono, descubierto por Martin Kamen y Sam Ruben en el 27 de febrero de 1940. Este isótopo del carbono tiene 8 neutrones frente a los 6 que tiene un átomo de carbono. Además es producido de forma continúa en la atmósfera como consecuencia de un "bombardeo" de átomos de nitrógeno por neutrónes cósmicos. Al ser un átomo tan inestable, se encuentra mezclado con los elementos no radiactivos en el dióxido de carbono de la atmósfera. Este elemento sirve para detectar la edad de restos orgánicos muy antiguos.

g) El contador Geiger es un instrumento que sirve para medir la radiactividad de un objeto o lugar. Está formado por un tubo metálico con hilio también metálico muy fino en su interior, a lo largo de su centro. Dentro del tubo, se encuentra el gas argón a una presión de 260mmHg mezclado con vapor de etano o neón, y con vapor de bromo.

ACTIVIDAD 5


Para empezar habría que decir que en estos tiempos se pensaba que los electrones estaban incluídos o impregnados en lo que es el átomo. El experimento no comenzó directamente de las manos de Rutherford sino que éste les dijo a sus alumnos más destacados, Geiger y Mardsen que realizaran el experimento. Lo que éstos hicieron fue enviar partículas alfa, que se obtienen como ya hemos dicho anteriormente, a un pan de mica. Las partículas atravesaban las finas láminas de mica y ninguna se desviaba. Pero Geiger le pidió a Rutherford intentarlo con otros materiales y Rutherford le dijo, para su asombro, que probase con pan de oro, ya que se podían hacer láminas finísimas con este material. Al hacer pasar el haz de partículas sobre el oro el resultado era casi el mismo salvo porque casi una de 8000 particulas era desviada o rebotaba por completo. Rutherford se interesó por este hecho he hizo que se calculase la probabilidad de que esto sucediera. Entonces dedujo que las partículas chocaban contra algo de su misma carga para poder rebotar. Había descubierto el núcleo atómico, lo que a la vez falsó la hipótesis de Thomson, que decía que los electrones estaban inmersos en el átomo. Esto no podía ser así ya que claramente la mayoría de las partículas pasaban a través de la lámina de oro, es decir, pasaban a traves de la zona en la que no estaban los núcleos, la zona en la que se encuentran los electrones que al ser tan pequeños podían ser atravesados sin dificultad. Pero cuando una partícula rebotaba lo que ocurría era que daba justo en el núcleo, que al ser positivo hacía que rebotase.
Más tarde se probó el mismo experimento pero con platino en vez de oro y fue mucho más notable el efecto ya que el platino tiene mayor tendencia a perder electrones (mayor electronegatividad) y además tiene menos electrones, lo que hacía que el espacio del núcleo fuese mayor y más partículas rebotaran.
La frase: " es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara" quiere decir que es impensable que una partícula alfa muy cargada de energía rebotase en una finísima lámina de oro o platino ya que como es lógico esta rompería y atravesaría la lámina, así como el obús naval atravesaría a su vez la hoja de papel. Esto se debe claramente a las cargas: positivo con positivo se repelen y por eso rebota con tal contundencia.

Aquí hay dos vídeos que explican bastante bien cómo fue realizado el experimento de Rutherford. Sobre todo el segundo está muy bien explicado ya que además da a entender que las partículas alfa estan cargadas positivamente y se ve a cámara lenta.

ACTIVIDAD 6

Para explicar estos hechos, Rutherford propuso el modelo atómico nuclear que sitúa la mayor parte de la masa de átomo concentrada en una zona muy pequeña del mismo (contra la que chocaban las partículas desviadas). El modelo supone que el resto del átomo esta prácticamente vacío. Los átomos contienen el mismo número de electrones en la corteza que de protones en el núcleo; en consecuencia, son neutros. El modelo atómico nuclear distingue dos partes en el átomo: el núcleo y la corteza.

- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los
protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los
neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un
neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo
número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de
los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.

- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones,
con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del
núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.

A Rutherford se le considera el padre de la interacción nuclear ya que gracias a sus investigaciones acerca de las interacciones. Según la interacción nuclear fuerte la fuerza obliga a los núcleos a permanecer unidos.

A continuación explicaremos las 4 interacciones fundamentales de la naturalezan que son: interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.

Interacción gravitatoria. Es la más conocida de las interacciones debido a que a grandes distancias, como las observadas habitualmente, tiene mayores impactos que las demás. Junto al electromagnetismo, son las interacciones que actúan a grandes distancias y contraria a esta, tiene solo carácter de atracción. En comparación con el resto de fuerzas es la más débil.
Ésta hace que la energía interaccione entre sí y con la masa al ser ésta representación más intuitiva de energía, actúa sobre ella. La teoría de la relatividad general estudia esta interacción y la describe como una Curvatura del espacio-tiempo, en otras palabras a la deformación que sufre el espacio-tiempo por la presencia de grandes masas.
Según hipótesis del modelo estándar, la interacción gravitatoria, gravitación o fuerza de la gravedad, es transmitida por el gravitón. Cabe indicar que la teoría de la gravitación, en su formulación actual, no es una interacción que sea muy consistente con la descripción usual de la física de partículas. Sin embargo, debido a que la gravitación aparece sólo en distancias muy por encima del radio atómico esto permite en la práctica usar ambas teorías simultáneamente sin encontrar demasiado conflicto.


Interacción electromagnética. El electromagnetismo es la interacción que actúa entre partículas con carga eléctrica. Este fenómeno incluye a la fuerza electrostática, que actúa entre cargas en reposo, y el efecto combinado de las fuerzas eléctrica y magnética que actúan entre cargas que se mueven una respecto a la otra.
El electromagnetismo también tiene un alcance infinito y como es mucho más fuerte que la gravedad describe casi todos los fenómenos de nuestra experiencia cotidiana. Estos van desde el rayo láser y la radio, a la estructura atómica y a fenómenos tales como la fricción y el arco iris.
Los fenómenos eléctricos y magnéticos han sido observados desde la antigüedad, pero fue a partir de 1800 que los científicos descubrieron que la electricidad y el magnetismo son dos aspectos fundamentales de la misma interacción. En 1864, las ecuaciones de Maxwell habían unificado rigurosamente ambos fenómenos. En 1905, la teoría de Einstein de la relatividad especial resolvió la cuestión de la constancia de la velocidad de la luz. También Einstein explicó el efecto fotoeléctrico al teorizar que la luz se transmitía también en forma de cuantos, que ahora llamamos fotones. A partir de 1927, Paul Dirac unifica la mecánica cuántica con la teoría relativista del electromagnetismo, la teoría de la electrodinámica cuántica, que se completó en la década de 1940.


Interacción nuclear fuerte. La interacción fuerte, también conocida como interacción nuclear fuerte, es la interacción que permite a unirse a los quarks para formar hadrones. La interacción electromagnética se da entre partículas cargadas eléctricamente, aquí las partículas también tienen carga, la carga de color. Su accionar a pesar de ser el más fuerte sólo se lo aprecia a muy cortas distancias tales como el radio atómico. Según el modelo estándar, la partícula mediadora de esta fuerza es el gluón. La teoría que describe a esta interacción es la cromodinámica cuántica (QCD) y fue propuesta por David Politzer, Frank Wilczek y David Gross en la década de 1980.
Como resultado colateral de la interacción entre quarks, existe una manifestación de la fuerza nuclear fuerte que explica que dentro del núcleo atómico a los protones y neutrones. Debido a la carga positiva de los protones, para que éstos se encuentren estables en el núcleo debía existir una fuerza más fuerte que la electromagnética para retenerlos. Ahora sabemos que la verdadera causa de que los protones y neutrones no se desestabilicen es la llamada interacción fuerte residual. Esta interacción entre nucleones (protones y neutrones) se produce a través de parejas de quark-antiquark en forma de piones.


Interacción nuclear débil. La interacción débil, también conocida como interacción nuclear débil, se acopla a un tipo de carga llamada sabor, que la poseen los quarks y los leptones. Esta interacción es la causante de los cambios de sabor en estas partículas, en otras palabras es la responsable que de quarks y leptones decaigan en partículas más livianas, además es la que produce desintegraciones beta. La teoría de Glashow-Weinberg-Salam estudia la interacción débil y la electrodinámica cuántica de manera unificada en lo que se llama Modelo electro débil.
Según el modelo estándar, la interacción débil es mediada por los bosones W y Z que son partículas muy masivas. Su intensidad es menor que la intensidad de la electromagnética y su alcance es menor que el de la interacción fuerte. Al igual que la interacción fuerte y la gravitatoria es esta una interacción únicamente atractiva.

Los físicos están tratando de derivar una teoría unificada que describa a todas las fuerzas de la naturaleza en una sola ley fundamental. Hasta ahora han logrado producir una descripción unificada de la fuerza débil y electromagnética, pero aún no han alcanzado un conocimiento más profundo sobre las fuerzas fuerte y gravitacional.
La física cuántica describe el efecto mutuo de las fuerzas en las partículas por el "intercambio" de otras partículas. Por ejemplo, las partículas eléctricamente cargadas se atraen o repelan al emitir y absorber fotones, los cuales están a cargo de la interacción electromagnética.

ACTIVIDAD 7

Hemos optado por una estrella dorada porque es el oro precisamente lo que usó Ernest Rutherford para realizar el experimento.

En la parte superior de la estrella se encuentra una imagen de Rutherford ya que es sobre él el trabajo que estamos realizando.

La frase en latin :" Labor omnia improba vincit" significa " el tabajo tenaz todo lo vence" y fue usada por Publio Virigilio en Geórgicas y quiere decir que si uno trabaja de manera improba, o sea, tenazmente, puede conseguir lo que quiera. Hemos escogido esta frase porque demuestra lo que Rutherford no hizo, rendirse, ya que trabajó hasta el final con el experimento hasta descubrir el núcleo atómico.

Finalmente, en la parte inferior de la estrella se encuentra el símblo de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos de América, y estamos seguros de que en esa comisión nada sería lo mismo de no ser por el descubrimiento de Ernest Rutherford.