COLEGIO AGUSTINIANO CIUDAD SALITRE ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL GRADO OCTAVO (8VO) ACTIVIDAD DE DIAGNÓSTICO 2015 NOMBRES: _________________________________________CURSO: _____ FECHA: ____________ La actividad de diagnóstico se constituye en una herramienta que permite identificar y/o reconocer aquellos conocimientos y habilidades que se adquieren a lo largo de la vida escolar respecto a una instancia particular, en este caso, se trata de un examen referido a una rama muy importante de la ciencia, a saber, la Física. Es importante que desarrollen este examen a conciencia, pues al conocer las habilidades y las dificultades en la realización del mismo, es posible generar directrices o pautas a seguir que contribuyan a mejorar su proceso académico en la asignatura antes mencionada, lo que se traducirá en una mejor comprensión de las temáticas que deben abordarse este año y en la construcción de un conocimiento significativo para sus vidas. Respondan a las siguientes preguntas referidas a magnitudes fundamentales de la física, y factores de conversión de unidades. Respondan a las siguientes preguntas referidas al movimiento en una dimensión. En las ciencias se han fijado algunas magnitudes fundamentales, cada una de las cuales puede expresarse en diferentes unidades. De acuerdo a ello completen el siguiente cuadro: Magnitud Indiquen cuál de las siguientes cantidades se refiere a aceleración, velocidad y distancia y definan posteriormente el significado de dichas magnitudes: Posibles Unidades 𝟏𝟓𝟎𝒎: Distancia Longitud Metro Centímetro Pie Masa Kilogramo Gramo Centigramo Tiempo Día Segundo Hora 𝟓 𝒎⁄𝒔: Velocidad 𝟏𝟎 𝒎⁄𝒔𝟐 : Aceleración A continuación se enlistan algunas cantidades y ciertas equivalencias, únanlas según corresponda: 1𝑘𝑔 1ℎ 274,15𝐾 1000𝑔𝑟 Distancia: Longitud del camino seguido por el cuerpo en su movimiento. 1𝑘𝑚 1000𝑐𝑚3 1𝐿 3600𝑠 1℃ 1000𝑚 Velocidad: Es la rapidez de un cuerpo u objeto y una especificación de la dirección de su movimiento. Aceleración: Se define como la razón de cambio de la velocidad en el tiempo. Indiquen debajo de los siguientes esquemas en qué dimensión se presenta el movimiento y por qué (características): El movimiento se presenta en una dimensión, pues al analizar este movimiento únicamente nos remitimos al estudio del desplazamiento que presentan los atletas en una línea recta. unidades en las que comúnmente se expresan estas magnitudes físicas Despeje de la Rapidez Despeje del Tiempo 𝒙 𝒗 𝒙 𝒗= 𝒕 𝒕= Unidad: 𝒎⁄𝒔, 𝒌𝒎⁄𝒉 etc. Unidad: 𝒔, 𝒉, 𝒂ñ𝒐𝒔 etc. Respondan a las siguientes preguntas sobre el concepto de Energía en la Física. Describan con sus propias palabras qué comprenden sobre el concepto de energía en física y den un ejemplo: Definir el concepto de energía es una tarea que resulta bastante complicada en Física, en tanto que al hablar de ella sólo podemos referirnos a sus trasformaciones y/o formas de manifestarse. Hay que recordar que el concepto de Energía está estrechamente ligado con el principio de conservación de la energía: “la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma”. El movimiento se presenta en dos dimensiones, pues para describirlo requerimos de dos coordenadas, una en x y otra en y, de tal forma que podamos especificar las diferentes posiciones de la pelota en el espacio. Una ley fundamental de la ciencia expresa que “La Energía no se crea no se destruye, sólo se transforma de una forma a otra”. A continuación se muestra una situación física donde se presentan múltiples transformaciones de la energía, indiquen en cada parte el tipo de energía que se manifiesta allí, completen la secuencia: El movimiento se presenta en tres dimensiones, pues para describirlo requerimos de tres coordenadas, una en y, una en x y otra en z, de tal forma que podamos especificar las diferentes posiciones del avión en el espacio. A continuación se presenta una ecuación que permite calcular diferentes magnitudes de un movimiento particular que en Física se denomina Rectilíneo Uniforme: 𝒙 = 𝒗. 𝑡. 𝒙 representa la posición o la distancia recorrida por el objeto, 𝒗 la rapidez y 𝑡 el tiempo que tarda en recorrer una determinada distancia. De acuerdo a lo anterior, despejen de la ecuación, la rapidez y el tiempo e indiquen las 1. Radiante 2. Energía Química 3. Calórica 4. Cinética 5. Potencial 6. Eléctrica 7. Luminosa Respondan a las siguientes preguntas en torno a las ondas. Existen algunas ondas que no requieren de un medio material para propagarse, es decir, pueden viajar en el vacío ¿cómo se les denomina a este tipo de ondas?, den un ejemplo. Ondas electromagnéticas, el mejor ejemplo lo representa la luz. Existen algunas ondas que si requieren de un medio material para propagarse ¿cómo se les denomina a este tipo de ondas?, den un ejemplo. Ondas mecánicas, el mejor ejemplo lo representa el sonido. Respondan a las siguientes preguntas alrededor del concepto de temperatura. Coloreen aquellas unidades en las que se mide la temperatura, e indiquen al lado el símbolo que se le asocia: De acuerdo a la siguiente imagen, ¿cuál será la temperatura final? a. La temperatura final es de 60℃ b. La temperatura final es de 30℃ que corresponde al promedio de temperaturas de los recipientes 3 y 4 c. La temperatura final es de 20℃, ya que es necesario hacer un ∆𝑇 = 𝑇𝑓 − 𝑇𝑜 , una resta de las temperaturas, final menos inicial. d. Ninguna de las opciones anteriores es correcta. En caso de que su respuesta sea la opción d. argumenta por qué: Ninguna de las opciones es correctas, pues falta suministrar más información en el problema, como por ejemplo la masa de las sustancias y el calor específico asociado a las mismas. Realicen la siguiente lectura sobre Física Moderna y respondan a las preguntas planteadas al final. Relatividad del Movimiento: de Galileo a Einstein Mientras lees este texto estás viajando a miles de metros por segundo, junto con la Tierra, alrededor del Sol. Además, el Sistema Solar se mueve en torno al centro de la galaxia, la que a su vez se aleja a gran velocidad de otras galaxias, es decir, ¡muchos movimiento suceden a la vez!, aunque parezca que estamos quietos frente a las páginas de un libro. Galileo Galilei observó que el movimiento de un cuerpo era relativo al sistema de coordenadas en el cual se sitúa. El sistema cartesiano nos permite determinar la posición de un cuerpo, en relación con el origen. Galileo comprendió que la caída de una piedra desde lo alto de un mástil es vista de manera distinta por una persona sobre la cubierta del barco y por otra persona ubicada sobre un embarcadero en la orilla. Así, mientras el observador que está en el barco ve la piedra caer en líne recta, el que se encuentra en tierra ve que la trayectoria es una parábola. Galileo Postuló que las leyes físicas son las mismas, aunque los observadores estén en sistemas diferentes, siempre y cuando estos no modifiquen su velocidad, llamándolos sistemas inerciales de referencia. ¿Pero qué ocurriría si existiese algo que se observara de igual manera, desde cualquier sistema de referencia, que esté detenido o en movimiento? La regunta no tuvo un sentido real, observable en la naturaleza, hasta el año 1887, en que los científicos norteamericanos Albert Michelson y Edgard Morley midieron la velocidad de la luz a favor del movimiento de la Tierra y en contra de este. Ellos esperaban encontrar, según la relatividad de Galileo, que la velocidad fuese mayor si se medía a favor del movimiento del planeta, de manera similar que al observador del embarcadero de Galileo le parecía que la piedra se mueve en dirección del barco. Sorpresivamente, encontraron que la luz ¡tenía la misma velocidad en cualquier sentido que se midiera!, es decir, si el observador se mueve o está quieto, observa la mima velocidad para la luz. ¿Qué significa que la velocidad de la luz sea invariante? Que es una constante universal, que no varía. Lo anterior adquiere gran importancia cuando Albert Einstein comienza a encontrar consecuencias físicas derivadas de este fenómeno. Por ejemplo, las longitudes de los cuerpos y el tiempo se pueden dilatar o contraer si el cuerpo viaja a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Sus descubrimientos y predicciones los publica en 1905, en lo que se conoce como la Teoría Especial de la Relatividad. Según esta teoría la velocidad de la luz es una constante universal, esto es, tiene el mismo valor en todos los sistemas de referencia inerciales. En la actualidad, este descubrimiento tiene muchas aplicaciones en la Física del átomo y particularmente en la Astronomía, donde se observan cuerpos a altas velocidades o bien distancias de grandes magnitudes. Fuente: Física de Santillana, Proyecto Bicentenario, Primer Año de Educación Media. 2010. Preguntas: ¿En qué consiste el concepto de relatividad planteado por Galileo? Galileo Postuló que las leyes físicas son las mismas, aunque los observadores estén en sistemas diferentes, siempre y cuando estos no modifiquen su velocidad, llamándolos sistemas inerciales de referencia. ¿Cuál fue la importancia de Einstein en la formulación del concepto de la relatividad? Su importancia se ve reflejada en muchas aplicaciones de la Física en la actualidad, como en la Física del átomo y particularmente en la Astronomía, donde se observan cuerpos a altas velocidades o bien distancias de grandes magnitudes. Einstein nos introdujo hacia una nueva mirada del movimiento y por tanto el mundo. ¡Bienvenidos al Curso de Física! Estudiar Física…