4.-_LA_FISICA_Y_SUS_RAMAS.doc

INSTITUCION EDUCATIVA
N° 113 “Daniel Alomía Robles”
AREA: C.T.A
Grado: 5to “A” “B” “C”
Profesor: José Rivera Aldave
Fecha: 15 de marzo del 2011
SESION DESARROLLADA DEL APRENDIZAJE
I.- UNIDAD DE TRABAJO: LA FÍSICA.- SUS RAMAS
II.-PROGRAMA INFORMACIÓN:
1.- Conceptos.- Etimología
2.- Historia de la Física
3.- Ramas de la Física
3.- Relaciones con otras ciencias
III.- OBJETIVOS.- Delimitar el campo de estudio de la Física y su interrelación con otras ciencias
IV:_INICIO.- Motivación.-(10 min.).-Dialogan acerca de la física y su interrelación con otras ramas.
Aplican el método científico mediante experiencias sencillas. Deducen o infieren conceptos básicos de la
Física, materia, interacciones, fuerza, inercia, masa.
V.- PROCESO. ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN (65 min)
FÍSICA.- La Física es la ciencia fundamental de la naturaleza (filosofía natural).que estudia la materia y
fenómenos naturales y las leyes que la gobiernan que tienden a modificar su estado o su movimiento sin
cambiar su naturaleza.
Es el estudio de las propiedades de la materia, el tiempo, el espacio y de las relaciones que
se generan de ella.
Es ante todo una
ciencia experimental
La Física es la ciencia que estudia el movimiento
de la materia y su relación con la energía en
aquellos fenómenos donde fundamentalmente
no ocurre una transformación de la materia.
OBJETO DE LA FISICA.- Consiste en explicar los fenómenos naturales que ocurren en la
tierra, el universo y en el mundo atómico (mecánica quántica)
ETIMOLOGIA.- La palabra física proviene del termino griego “physis” que significa
naturaleza
HISTORIA.A).- LA ÉPOCA MITOLÓGICA.- Desde los inicios la Naturaleza, se le presentaba al hombre,
sumamente agresiva y cruel. El mundo circundante le parecía aterrorizante y misterioso, la
que trató de explicar con respuestas inspiradas en lo sobrenatural.
Así fue como los MITOS, empezaron a llenar el vacío de los conocimientos, en la que los
DIOSES eran los responsables de todo lo existente.
B).-EPOCA ANTIGUA.- Surgen grandes civilizaciones en Babilonia y en Egipto, desarrollando
las matemáticas y la astronomía. Mientras que los sumerios inventaban la rueda y la
escritura; los egipcios excavaban grandes canales de regadío para desviar las fértiles aguas del
Nilo hasta sus campos. Fueron los babilonios los primeros en aprender a observar las estrellas.
Sus observaciones resultaron ser muy precisas, que les permitían ejecutar predicciones
astronómicas (eclipses).
Thales de Mileto, fue el primer filósofo griego que introdujo los conocimientos matemáticos y
Astronómicos de Egipto y Babilonia.:
Anaximandro.-Plantea que el Universo es infinito en cuanto a su duración y extensión.
Pitágoras: Sostuvo que la Tierra es esférica. Buscaba la comprensión matemática del Universo
Empedocles.- Fue el primero que propuso la teoría de los 4 elementos, Plateaba que todo lo existente
estaba formado por cuatro elementos: agua, tierra, fuego, aire
Demócrito plantea la Teoría Atomística, consideraba que la materia está hecha de pequeñísimas
partículas llamadas Átomos.
Aristóteles, fue el más influyente de los filósofos griegos, el primero en emplear la palabra “Physis”
para referirse a la Naturaleza. Consideraba que la Tierra era el centro del Universo (Primer Modelo
Geocéntrico).Hoy en día, sabemos que estas afirmaciones no son del todo ciertas. Aristóteles afirmaba
que mientras mas pesado sea un cuerpo este cae mas de prisa; igual afirmaba que un cuerpo pesado
tiende a sumergirse mas que un cuerpo liviano
Arquímedes, fue un notable matemático e inventor griego. Sus aportes a la Mecánica fueron las
siguientes: El “Tornillo de Arquímedes” era un dispositivo muy utilizado en Siracusa para elevar el
agua de un pozo. Uno de los descubrimientos más importantes de Arquímedes fue la "Ley de las
Palancas" con gran empleo desde entonces. Descubrió la ley de la hidrostática (ley de la flotabilidad
de los cuerpos)
Claudio Ptolomeo, astrónomo y matemático recopilando el trabajo de sus antecesores (Hiparco y
Aristóteles) en su obra "Almagesto", expuso definitivamente el "Sistema Geocéntrico del Mundo", en
la que coloca a la Tierra en el centro del mundo como un cuerpo fijo.
Ptolomeo no sólo puso el punto final a la astronomía griega, sino que a toda la astronomía de la
antigüedad. El Sistema Geocéntrico de Ptolomeo prevaleció en la Edad Media durante 1400 años gracias
a la Iglesia Católica, que impidió en forma autoritaria todo avance de la ciencia, persiguiendo y
castigando a todo aquel, que contradiga dicha teoría errónea.
C).- EDAD MEDIA.- En el siglo VII se funda la Escuela de Ciencias en Bagdad, traduciéndose los
manuscritos griegos del árabe. Se hizo aportes muy importantes a la Física:
Al-Hazen.- El pionero en el desarrollo de la teoría de la luz y la visión
Averroes.- Realizó estudios sobre la atracción magnética
Johan Gutemberg..- Invento la imprenta práctica, a mediados del siglo XVI
Nicolás Copérnico.- Establece el “Sistema Heliocéntrico del Mundo”
Johanes Kepler enunciar sus famosas “Tres leyes del movimiento de los cuerpos celestes
D).- SIGLO XVII Y XVIII: REVOLUCIÓN DE LA FÍSICA EN LA MECÁNICA
Francis Bacón (1561 – 1626)..- padre del Método Experimental,
Galileo Galilei (1564 – 1642).- Considerado como el padre de la física moderna, que con un enfoque
científico criticó las ideas aristotélicas del movimiento, realizando, grandes aportes en el movimiento
rectilíneo, la caída libre y el lanzamiento de proyectiles. Galileo fue el primero en introducir el Método
Experimental en las ciencias físicas. Contribuyó al origen y desarrollo de la astronomía telescópica. En
1609 construyó un pequeño telescopio de refracción, lo dirigió hacia el cielo descubriendo que Venus
giraba alrededor del Sol, así como también cuatro satélites de Júpiter. Así fue como comenzó a
pronunciarse y a escribir a favor del Sistema Heliocéntrico defendiendo la idea de que la Tierra giraba
en torno al Sol, poniendo en duda la creencia de que la Tierra era el centro del Universo.
Christian Huygens (1629 – 1695). Propuso la teoría ondulatoria de la luz.
Robert Hooke (1635 – 1703). Fue un gran inventor, del microscopio, el barómetro de cuadrante,
termómetro de alcohol, cronómetro mejorado, higrómetro, anemómetro y reloj para registrar
automáticamente las lecturas de sus diversos instrumentos meteorológicos.
Isaac Newton (1642 – 1727). Es considerado el padre del estudio de la Mecánica y el Movimiento
Planetario, de la Teoría de la Luz y del Color y el Cálculo Diferencial e Integral. Define las leyes del
movimiento y la Ley de Gravitación Universal en su obra cumbre Philosophiae Naturalis Principia
Matemática, conocida como los “PRINCIPIA”, considerada como la obra más importante de la historia
de la ciencia y el fundamento científico de la moderna visión del mundo.
Charles Coulomb (1736 – 1806) inventa la Balanza de Torsión que permite medir la fuerza de atracción
entre cuerpos eléctricamente cargados y en 1785 inaugura la Electrostática al descubrir la Ley de la
Fuerza Eléctrica, según la cual la fuerza con que se atraen o repelen dos cuerpos electrizados, es
proporcional a las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas
E).- INICIOS DEL SIGLO XIX: DE LA ELECTRICIDAD AL IMÁN
Hans Christian Oersted (1777 – 1851), que demostró experimentalmente que una corriente eléctrica
circulando por un conductor era capaz de producir la desviación de la aguja de una brújula.
Andre Ampere (1775 – 1836) logró demostrar experimentalmente que si por dos cables fluía corriente
eléctrica, ambos se comportaban como imanes.
Michael Faraday (1791 – 1867). En 1831, logra transformar el magnetismo en electricidad. Así de esta
manera plantea la Ley de la Inducción Electromagnética
F).- FÍSICA EN LA EDAD CONTEMPORÁNEA
Maxwell unificó las leyes conocidas sobre el comportamiento de la electricidad y el magnetismo en una
sola teoría mostrando la naturaleza unida del electromagnetismo. Ecuaciones de Maxwell, su teoría era
que la luz es una onda electromagnética.
Roentgen descubrió los Rayos X, ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas
Henri Becquerel descubría la radioactividad en 1896.
Pierre Curie, Marie Curie y muchos otros, dando inicio a la Física Nuclear y al comienzo de la
estructura microscópica de la materia.
Joseph Thomson descubrió el electrón, la partícula elemental que transporta la corriente en los
circuitos eléctricos proponiendo en 1904 un primer modelo simplificado del átomo
G).- EL SIGLO XX: LA SEGUNDA REVOLUCIÓN DE LA FÍSICA.- El desarrollo de la teoría de
la relatividad y El comienzo de la mecánica cuántica.
Albert Einstein formuló la Teoría Especial de la Relatividad, en la cual el espacio y el tiempo se
unifican en una sola entidad, el espacio – tiempo. Este mismo año plantea la Teoría del Efecto
Fotoeléctrico con la que gana en 1921 el Premio Nobel de Física.
Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de
dispersión de partículas. A los componentes de carga positiva de este núcleo se les llamó protones
Chadwick en 1932. Descubrió los neutrones
Max Planck .- la teoría de la mecánica quántica
Niels Bohr.- Teoría atómica y la Teoría Cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos
sobre la radiación de los cuerpos.
Heisenberg.- Principio de incertidumbre
Stephen Hawking.- En 1974 aparece la famosa Teoría de los Agujeros Negros del físico
estadounidense, quien dice que a pesar de su terrible gravedad, los agujeros negros pueden causar
emisiones de partículas desde el espacio a su alrededor.
Stephen Hawking está considerado el físico teórico más brillante desde los tiempos de Einstein, además
de un gran divulgador de la ciencia. Demostró que la Teoría de la Relatividad General de Einstein
implicaba que el espacio y el tiempo tendrían un principio en el Big Bang y un final en los agujeros
negros.
H).- LA FÍSICA EN LOS INICIOS DEL SIGLO XXI
La Física sigue enfrentándose a grandes retos, tanto de carácter práctico como teórico, a comienzos del
siglo XXI. A nivel teórico la astrofísica ofrece una visión del mundo con numerosas preguntas abiertas
en todos sus frentes, desde la cosmología hasta la formación planetaria. La Física Teórica continúa sus
intentos de encontrar una teoría física de unificar todas las fuerzas en un único formulismo en lo que
sería una teoría del todo, como es el caso de la Teoría de las Supercuerdas
RAMAS DE LA FÍSICA.- El estudio de la física se desarrollo subdividiéndose en diversas
ramas, cada una de las cuales agruparon fenómenos relacionados con el sentido por el cual se
percibían. Así surgieron:
FÍSICA MODERNA
FÍSICA CLÁSICA
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

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
Mecánica Clásica
Calor(Termodinámica)
Óptica
Acústica
Electricidad
Magnetismo
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


Mecánica cuántica(fluidos)
Física atómica
Relatividad especial y General
Física nuclear
Física del estado sólido
Física de partículas
Electrónica
RAMAS DE LA FÍSICA.- Para un mejor estudio de los fenómenos físicos, la Física es divide en
Ramas:
I.
Mecánica
II.
Acústica
III.
Calor
:
:
:
Estudia el movimiento
Estudia el sonido
Estudia los fenómenos térmicos
IV.
Electricidad :
Estudia los fenómenos eléctricos
V.
Magnetismo :
Estudia los fenómenos magnéticos
VI.
Electromagnetismo :Estudia la relación entre la electricidad y el magnetismo
VII. Física Nuclear
:Estudia el Átomo
VIII. Física Moderna
:Estudia la teoría de la relatividad y las características ondulatorias
de las partículas subatómicas.
RELACION CON OTRAS CIENCIAS.1. BIOLOGÍA, (biofísica) porque es una ciencia que estudia las leyes de la vida
2. QUÍMICA.- (Fisicoquímica) Porque ambas interactúan en el conocimiento de los
fenómenos químicos y fisicoquímicos
3. ASTRONOMÍA.- (Astrofísica) nueva rama de la física que ve el comportamiento de los
cuerpos celestes
4. GEOLOGÍA.- (Geofísica) estudia la composición de la materia del globo terrestre, su
naturaleza y las causas que la determinaron
5. INGENIERÍA.- Porque es la aplicación de la ciencia físico-matemático a utilizada en la
tecnología industrial
6. MATEMÁTICAS.- (físico-matemática).-Porque es una herramienta de la física para
poder demostrar sus leyes y representar simbólicamente sus formulas
7. METEOROLOGIA.- (Física meteorológica) Física del clima y del estado del tiempo
VI:_ RECUERDO Y DESEMPEÑO.- CUESTIONARIO.- TAREAS( 10 min)
1. ¿Qué es la Física?
2. ¿Como nació la física?
3. ¿De dónde proviene la palabra "FÍSICA" etimológicamente?
4. ¿Que científico inicio la Física Moderna?
5. ¿Quién es considerado el padre de la Física?
6. Hacer un cuadro de físicos notables de la Historia con sus respectivos aportes
7. ¿Que estudia la mecánica?
8. ¿Que estudia la física quántica?
9. Enumere y defina las ramas de la Física
10. ¿Cuales son las ramas de la física moderna?
ASIGNACIÓN
1.-Investiga y haz un resumen cronológico de los Físicos más notables y sus aportes al
enriquecimiento de la Física y la ciencia de toda la humanidad.
2.-Encontrar las Biografías de los Físicos más notables, tales como:
a)
Arquímedes
b)
Galileo Galilei
c)
Sir Isaac Newton
d)
Albert Einstein
3.-Indicar anécdotas de los Físicos nombrados, además de sus aportes a la ciencia (cada biografía
debe constar de 1 hoja bond A4 a espacio doble como mínimo)
4.-Investiga y responde claramente:
a. ¿Qué es la ciencia?.
b. ¿Cómo se clasifican las ciencias?.
c. - Dar ejemplos de ciencias formales y ciencias fácticas
d. -¿Qué método emplea la Física para su desarrollo?.
¿Qué es la Física? ¿Que estudiamos en Física?.
La Física es una de las ciencias más antiguas de la naturaleza; proviene de la palabra griega
"PHYSIS" que quiere decir naturaleza. La física se esfuerza siempre en presentar una imagen clara
del mundo que nos rodea. Es la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones. La Física está
presente de algún modo en todos los fenómenos que podemos ver o imaginar. Esta ciencia ocupa un
lugar preferencial en la vida, pues busca conclusiones sobre los fenómenos que ocurren en la
naturaleza.
Los conceptos de la física se utilizan para comprender y conocer mejor el mundo circundante.
En Física, cualquier objeto (una regla, un lápiz, un auto, una gota de agua, la tierra, etc), suele llamar
cuerpo físico o simplemente cuerpo.
Todo aquello de que están formados los cuerpos se llama sustancia.
Todas las alteraciones que se producen en la naturaleza se llaman fenómenos de la naturaleza. Si se
trae un pedazo de hielo a una habitación caliente, este se derrite. El agua contenida en una cafetera
colocada sobre fuego si se pone a hervir y hierve largo, rato, acaba por transformarse toda en vapor.
Una piedra, soltada de las manos, cae a tierra. Hagamos pasar corriente eléctrica por un alambre, el
alambre se caliente y puede incluso hacerse incandescente igual que es un foco de luz.
3.
Fenómenos Físico - Químico: Este fenómeno presenta algunas características del fenómeno físico y
químico.
HISTORIA DE LA FÍSICA
La Física no es una ciencia nueva, desde épocas remotas los hombres han tratado de explicarse
los fenómenos ocurridos y su mutua relación. Como referencia puede citarse el eclipse de sol. En los
hombres de la antigüedad este fenómeno producía pánico, pero en la actualidad ya no ocurre lo mismo.
Puesto que las causas que lo generan han sido reveladas y el miedo se ha convertido en admiración ante
dichos fenómenos.
La Física estudia los fenómenos ocurridos en la naturaleza a todos aquellos como en las
mitologías y los libros sagrados de la antigüedad. Los sacerdote y los religiosos fueron quizás los físicos
más antiguos de las sociedades nacientes así como también sus regentores no se esforzaron mucho en
observar los hechos, ni en interpretarlos científicamente casi toda su ciencia la sacaron de la imaginación,
atribuyendo a cada fenómeno entidades que los producían. Así fue como el hombre crea innumerables
dioses del paganismo, espíritus de fuego, de la luz y las tinieblas, del sol, de la luna, del rayo, del viento, de
los mares, etc.
En la edad media toma nueva forma provocando prácticas ocultas de los alquimistas y sus
fórmulas misteriosas y sus singulares ideas, sobre la constitución de la materia.
En la edad media, la física estuvo dominada por el pensamiento de Aristóteles (384 322
A.C.), quien sostenía que la materia es continua y compacta y que la naturaleza no acepta ningún vacío.
Esta es una de los corrientes de la época llamada Filosofía Idealista. Los principales representantes son
Aristóteles, Sócrates, Platón, etc.
No obstante, existía otra teoría iniciada por Demócrito (460 - 370 A.C.) que consideraba a la materia
como la base del universo. Esta corriente era el materialismo, los principales representantes eran
Demócrito, Epicuro, Lencipo, etc. Esta teoría fue reflotada por algunos investigadores en el siglo XVII al
tratar de explicar ciertas transformaciones químicas.
Arquímides (287 A.C.) científico griego, fue quien hizo su gran descubrimiento, fue el llamado
"Principio de Arquímedes" que trata en el estudio de los cuerpos que flotan en los líquidos. Tenemos
también a Galileo quién es considerado uno de los físicos más notables por su aporte en pos de la ciencia
basada en las experiencias.
Torricelli (1608 - 1647) al descubrir que el mercurio puede dejar un vacío en un Tubo, Otto Von
Gueriche (1602 - 1686) en los experimentos con bombas neumáticas y Rene Descartes que se basaba en
la experimentación, echaron por tierra las afirmaciones de Aristóteles.
De gran importancia fueron los trabajos hechos por Isaac Newton (1642 - 1727) adquiriendo la
física una base teórica importante. En el transcurso del siglo XVIII los fenómenos eléctricos fueron objeto
de intenso estudio y se logro descubrir en la finalización del mismo que aparezca la corriente con
elementos galvánicos.
En el siglo XIX Michael Faraday (1791 - 1867) que ya poseía una clara idea de fuerza eléctrica y
magnética, descubrió la inducción electromagnética y que fue convertida en fórmula por James Clerk
Maswell (1831 - 1879). Elurich Hertz (1857 - 1894) produjo ondas electromagnéticas y quedo
demostrado que la luz es también un movimiento de ondas de la misma clase.
En el último decenio del siglo se descubrió la radiactividad y la estructura atómica, paso a ser uno
de los principales objetos de investigación. Entonces aparecieron Max Planck (1858 - 1947) se encuentro
obligado a suponer que la luz se emite en forma de "Paquetes de Luz" concepto que luego fue desarrollado
por Albert Einstein (1875 - 1955) y sugirió a Niels Bohr (1855 - 1962) su modelo de átomo.
Hacia 1930 se extendieron los conocimientos sobre los componentes del átomo y su núcleo
y en los últimos años los estudios fueron dedicados a su estructura y a las partículas que aparecen en la
fisión nuclear.
CUESTIONARIO
I. Definir la ¨Física¨.
2. ¿Qué vocablo griego dio origen a la palabra ¨Física¨?.
3. ¿Quién dio el nombre de Física a esta ciencia?.
4. ¿A qué se llama Fenómeno?.
5. ¿Qué es un Fenómeno Físico?. Dar 2 Ejms.
6. ¿Qué es un Fenómeno Químico?. Dar 2 Ejms.
7. Establecer diferencias entre un fenómeno Físico y un fenómeno Químico.
8. ¿Qué es la materia?.
9. ¿Cuántos son los estados de la materia?.
10.
¿En dónde (en la naturaleza) encontramos ¨Plasma¨?.
11.
Indicar las propiedades de la materia: Particulares y Generales.
12.
¿Qué es la ciencia?.
13.
Indicar como se clasifican las ciencias.
14.
Indicar el Método Científico y explique.
15.
¿Qué es medir?.
16.
¿Cómo median los antiguos hombres en el mundo?.
17.
¿Qué es una unidad de medida?.
18.
Indicar las magnitudes y sus unidades.
19.¿Qué es una magnitud?.