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1 pdfsam libro hipertextos física 1

  1. 1. Física Mauricio Bautista Ballén Francia Leonora Salazar SuárezFI10-INICIALES(01-07).indd 1 1 5/10/10 7:20
  2. 2. HIPERTEXTO FÍSICA 1 Para educación media, es una obra colectiva, concebida, diseñada y creada por el Departamento Editorial de Santillana S.A. Directora de Educativas Ana Julia Mora Torres Directora Editorial Fabiola Nancy Ramírez Sarmiento Equipo editorial Isabel Hernández Ayala. Coordinadora de contenidos Diana Constanza Salgado Ramírez. Editora ejecutiva del área de matemáticas Jeinsson Giovanni Gamboa Sulvara. Editor júnior Carlos David Sánchez. Editor júnior Mauricio Bautista Ballén. Editor externo Juan Gabriel Aldana Álvarez. Asistente editorial del área de matemáticas Autores Mauricio Bautista Ballén Licenciado en matemáticas. Universidad Pedagógica Nacional. Físico. Universidad Nacional de Colombia. Especialista en educación matemática. Universidad Pedagógica Nacional. Estudios de Maestría en docencia de la matemática. Universidad Pedagógica Nacional. Francia Leonora Salazar Suárez Licenciada en física. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Estudios de maestría en Educación con énfasis en investigación. Universidad de la Sabana. La persona encargada de avalar este texto desde el punto de vista de la disciplina específica y desde su pedagogía fue Beatriz Bechara Cabrera. Física. Universidad Nacional de Colombia. Science Instructor. Universidad de Londres. La especialista encargada de avalar este texto desde la equidad de género y de su adecuación a la diversidad cultural fue Doris Gilma Rincón Perilla. Psicóloga. Corporación Universitaria Iberoamericana. Las pruebas de campo del texto fueron realizadas por el Departamento de Investigación de Editorial Santillana, bajo la dirección de Ximena Galvis Ortiz. Se han hecho todos los esfuerzos para ubicar a los propietarios de los derechos de autor. Sin embargo, si es necesario hacer alguna rectificación, la editorial está dispuesta a hacer los arreglos necesarios. Equipo gráfico y técnico Iván Merchán Rodríguez. Coordinador creativo/Diseñador del modelo gráfico y carátulas Mauricio García Duque. Coordinador de contenidos digitales Martha Jeanet Pulido Delgado, Orlando Bermúdez Rodríguez. Correctores de estilo Alveiro Javier Bueno Aguirre. Coordinador de soporte técnico Luis Nelson Colmenares Barragán. Documentalista gráfico y operador de escáner Claudia Marcela Jaime Tapia, Anacelia Blanco Suárez, Lady Midlennis Sánchez Yopazá. Documentalistas Sandra Patricia Acosta Tovar, Hugo Armando Castrillón Toro, César Alfonso Murillo Díaz. Diagramadores Diomedes Guilombo Ramírez, Francisco Sánchez, Danilo Ramírez Parra, Jhon Jairo Barinas. Ilustradores Gustavo Rodríguez, Juan Giraldo, Claudia Marcela Jaime Tapia. Fotógrafos Getty images, Repositorio Santillana, Corel Professional Photos, Images provided by Photodisc, Inc., Corbis Images, Archivo Santillana, Furita S.L., Novosti, Agencia García Pelayo, S.L., Thinkstock. Fotografía Francisco Rey González. Director de producción © 2011 EDITORIAL SANTILLANA S.A. Calle 80 No. 9-69 Bogotá, Colombia. ISBN 978-958-24-1598-3 Obra completa ISBN 978-958-24-1599-0 Edición para el estudiante ISBN 978-958-24-1600-3 Edición para el docente Este libro está elaborado de acuerdo con las normas ICONTEC NTC-4724 y NTC-4725 para textos escolares. Depósito legal en trámite. Impreso en Colombia por Prohibida la reproducción total o parcial, el registro o la transmisión por cualquier medio de recuperación de información, sin permiso previo por escrito de la Editorial.FI10-INICIALES(01-07).indd 2 5/10/10 7:20
  3. 3. PRESENTACIÓN DEL MODELO HIPERTEXTO FÍSICA 1 De la serie HIPERTEXTOS SANTILLANA, es una nueva propuesta pedagógica que responde a los lineamientos curriculares y a los estándares básicos de competencias exigidos por el MEN. Tu Hipertexto te permitirá potenciar tus capacidades de manera que puedas manejar los conocimientos propios de esta área, aproximarte al conocimiento como científico natural y desarrollar compromisos personales y sociales. ¡Tu Hipertexto hace tu aprendizaje más dinámico! ¿Qué hay en tu hipertexto? Estos hipervínculos. Cuando los veas debes saber que cada uno de ellos te indica que, además de lo que hay en la página, vas a encontrar: Una evaluación que Mayor información para ampliar tus Una dirección de Internet para te permitirá verifi- conocimientos sobre temas especí- profundizar en un tema. car tus capacidades ficos. Además, en algunos casos, te y el aprendizaje de sugiere realizar más actividades para los contenidos de reforzar los conceptos trabajados. cada unidad. Una presentación o un video que te ayudará a Este enlace te invita a consultar en nues- comprender mejor los tra página web la sección de laboratorios. temas desarrollados. Allí obtendrás el formato para la presen- tación de tu informe de laboratorio. Para acceder a esta información debes consultar la página: www.santillana.com.co/hipertextos Un método para que desarrolles destrezas en la comprensión de los contenidos propios de la física. Comprender para aprender Unas HIPERPÁGINAS que, a través de infografías e imágenes llamativas, te permitirán establecer relacio- nes entre procesos o descomponer un todo en sus partes para conocerlas en detalle. CIENCIA TECNOLOGÍA La antena permite la recepción de señales El Lander hace las veces de torre El Rover Sojourner es el primer vehículo robótico que fue de su Lander. de control y es a donde llega enviado al planeta Marte en la misión Mars Pathfinder. y se envía la información El vehículo cuenta con 6 ruedas y sus dimensiones son: al Rover Sojourner. 65 cm de largo, 45 cm de ancho y 30 cm de altura. Su peso es de 10,6 kg, la máxima velocidad que alcanza es de 1 cm/s En la superficie superior y puede desplazarse hasta 500 m desde el Lander. tiene un panel solar que suministra energía necesaria para su movimiento. El Rover estaba dotado de un espectrómetro de rayos X alfa protón que fue utilizado para el análisis de la roca Marciana. En esta parte cuenta con cámaras y lásers que permiten capturar imágenes de la distribución de los suelos y rocas. Mars Pathfinder Fue una misión a Marte apoyada por El contenedor de instrumentos Estados Unidos con el fin de explorar electrónicos cuenta con procesador el planeta rojo a bajo costo. Intel 80C85 de 8 bits. El contenedor Las ruedas tienen un diámetro Entre la misión se pretendía analizar está asistido térmicamente para que de 13 cm y fueron fabricadas con la atmósfera, el clima y la composición el sistema eléctrico resista las extremas aluminio. Todas las ruedas tienen de rocas y el suelo. La misión fue dirigida condiciones climáticas de Marte. un movimiento independiente. Se puede observar el trayecto por el Caltech, Instituto de Tecnología recorrido por el Rover y las rocas de California. estudiadas. 66 © Santillana © Santillana 67 © Santillana 3FI10-INICIALES(01-07).indd 3 5/10/10 15:15
  4. 4. ¿Cómo está organizado tu hipertexto? Tu Hipertexto Física 1 está compuesto por ocho unidades y los contenidos están organizados de acuerdo con los componentes de Física. Páginas iniciales Al comienzo de cada unidad encontrarás una doble página de apertura con los temas que vas a trabajar, una lectura relacionada con los contenidos y algunas preguntas sobre ella. Para pensar… Texto breve de divulgación científica que se relaciona con el tema de la unidad y recoge algunos de los aspectos más importantes que vas a estudiar. Presenta los temas que vas a trabajar en la unidad. Para responder... 4 Para pensar… Seguramente alguna vez te habrás preguntado, qué mantiene un edificio Para responder… Las leyes U NIDAD en equilibrio, qué hace que un objeto acelere o desacelere, o, cómo es el ■ ¿Crees que un cuerpo puede Las preguntas de esta sección te movimiento de una nave espacial cuando se desplaza por el espacio inter- planetario. permanecer en movimiento de la dinámica Todas las situaciones anteriormente mencionadas nos sugieren la idea de sin que sobre él actúen fuerzas? Explica. movimiento, cambio de posición o cambio de velocidad de los cuerpos, lo cual puede suceder debido a la acción de factores externos. ■ ¿Qué fuerzas crees que actúan Temas de la unidad 1. La fuerza - Primera ley de Newton 2. Ley fundamental de la dinámica - Segunda ley de Newton Entre estos factores se encuentra la fuerza, la cual no sólo produce cambios en el movimiento de los cuerpos sino que también puede llegar a deformar- los, como ocurre cuando se aplasta una esponja. A lo largo de esta unidad consideraremos la dinámica, que estudia la relación ■ sobre un cohete cuando se mueve a través del espacio? Cuando se da un empujón a una caja y esta se mueve permitirán fortalecer tu capacidad a lo largo de una superficie 3. Acción y reacción - Tercera ley de Newton entre fuerza y movimiento, apoyados en tres grandes principios que fueron enunciados por Isaac Newton y revolucionaron el pensamiento científico de la época en el siglo XVII. plana, finalmente se detiene. ¿Cómo explicas esto? de interpretar textos relacionados 94 © Santillana © Santillana 95 con Física. Páginas de contenido En las páginas de contenido encontrarás las ideas fundamentales del tema con ejemplos resueltos, que explican el procedimiento que se debe realizar paso a paso. MANEJO CONOCIMIENTOS PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATURALES Te indica el tipo de estándar o estándares que vas a trabajar en la unidad. MANEJO CONOCIMIENTOS Componente: Entorno físico PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATURALES 1. Cómo se construye En otras ocasiones, el trabajo científico es cuantitativo, es decir, requiere me- didas rigurosas y precisas de las características de los fenómenos observados, por lo cual, en estos casos, se formulan matemáticamente las observaciones la ciencia y las conclusiones. El trabajo científico conduce a resultados 1.1 Qué estudia la física Los resultados de la experimentación y del trabajo científico, en la mayoría de las situaciones, conducen a plantear generalizaciones para explicar los La física, como disciplina científica, indaga acerca del porqué y el cómo suceden los fenómenos. fenómenos naturales que observamos; en este proceso usamos nuestros sentidos y los instrumentos de medición y de observación de los cuales disponemos. A partir de estas generalizaciones es posible predecir las condiciones en las cuales se producirá determinado fenómeno. En este contexto, los físicos intentan descubrir las leyes básicas que rigen el compor- tamiento y las interacciones de la materia y la energía en cualquiera de sus formas. No obstante, nunca se puede estar seguro de que, en el futuro, no pueda Así mismo, escudriñan la naturaleza de las estrellas, la luz, el tiempo, el sonido y las darse una experiencia que sirva como contraejemplo de una generalización. Figura 1. El aprovechamiento de la energía nuclear es una partículas subatómicas, entre otros objetos de estudio. Por ejemplo, las tres leyes del movimiento planteadas por Isaac Newton en el de las principales aplicaciones siglo XVII son válidas para describir y predecir el movimiento de los cuerpos de las interacciones entre En conclusión, mediante la física se busca descubrir generalidades sobre la estructura materia y energía. básica del universo, para así explicar fenómenos observables en términos de principios siempre que estos no se muevan con velocidades cercanas a la velocidad de fundamentales. la luz (300.000 km/s) y que su masa no sea demasiado pequeña (como la de las partículas subatómicas), caso en el cual se aplica la mecánica cuántica, desarrollada a partir de los trabajos realizados en el siglo XX por Planck, 1.2 El trabajo científico Einstein y De Broglie, entre otros. A continuación describiremos los pasos del trabajo científico. El trabajo científico se realiza en equipo El trabajo científico se planifica Aunque en un principio, los científicos concebían sus ideas y experimen- taban sobre ellas de manera independiente, en la actualidad se conforman Para desarrollar un trabajo, los científicos establecen los objetivos y las etapas que, equipos interdisciplinarios con permanente comunicación nacional e inter- aunque no siempre se dan en el mismo orden, les permiten abordar problemas, ex- nacional. plicar fenómenos, realizar descubrimientos y obtener conclusiones generales sobre el funcionamiento de un sistema en estudio. Cada vez se acepta más la importancia y la necesidad de abordar en equipo problemas concretos, en forma completa y cercana a la realidad. El trabajo científico busca soluciones La esencia del quehacer científico es la capacidad humana para plantearse preguntas acerca de los sucesos más complejos e incomprensibles, por lo cual, la razón, funda- 1.3 Un ejemplo mental del estudio de un fenómeno se relaciona con el interés que este despierta en el científico. de investigación científica A continuación, se propone un ejemplo para ilustrar un posible proceso En muchas ocasiones, la motivación de los científicos se relaciona con las necesidades en la solución de la siguiente pregunta científica: ¿al suministrar calor a un de la sociedad, por lo cual su trabajo tiene un marcado carácter social, ejemplo de esto cuerpo, aumenta siempre su temperatura? es el desarrollo de vacunas para combatir enfermedades y epidemias que arremeten contra la población. En el proceso que se describe a continuación se consideran los siguientes aspectos: observación del fenómeno, búsqueda de la información, formula- El trabajo científico se basa en conocimientos existentes ción de la hipótesis, comprobación experimental, trabajo en el laboratorio, Para realizar su trabajo, los científicos no parten de cero, sino que en sus investiga- conclusiones y comunicación de resultados, y elaboración de teorías. ciones aprovechan los conocimientos que existen sobre el objeto de estudio. En este sentido, se dice que la ciencia es acumulativa, es decir, los nuevos conocimientos se Observación del fenómeno construyen sobre los anteriores y, de esta forma, dichos conocimientos pueden ser La observación debe ser reiterada, minuciosa, rigurosa y sistemática. ampliados. Por ejemplo, el físico inglés Isaac Newton (1643-1727) declaró que nunca Tal vez la primera pregunta que nos formulemos sea: ¿en qué circunstancias habría podido llegar a plantear sus leyes sobre el movimiento sin apoyarse en los aumenta la temperatura cuando le suministramos calor a un cuerpo? hombros de dos gigantes: Galileo Galilei (1564-1642) y Johannes Kepler (1571-1630). Una primera observación nos indicará que, cuando ponemos sobre el fogón una cantidad de agua, la temperatura del líquido aumenta. Para comprobar El trabajo científico es cualitativo y cuantitativo dicho evento será necesario valernos de nuestros sentidos para percibir las Figura 3. Si simultáneamente introducimos En ocasiones, el trabajo científico implica observaciones de tipo cualitativo en las diferencias de temperatura (figura 3). los dedos en dos recipientes con agua a diferente temperatura y luego los cuales no es necesario tomar medidas. En estas observaciones se analiza y se describe Figura 2. Galileo Galilei produjo Posteriormente, y para evitar errores, se usa un instrumento de medición introducimos en otro recipiente cuya un determinado fenómeno para establecer la causa que lo produce, los factores que temperatura sea intermedia, es posible un cambio en la forma de adecuado, que en este caso, es el termómetro. observar los fenómenos. intervienen en él, la relación que tiene con otros fenómenos, etc. que nuestros sentidos nos engañen. 10 © Santillana © Santillana 11 En las páginas de contenido también vas a encontrar estas señales: EJERCICIO Son preguntas acerca de HERRAMIENTA MATEMÁTICA la teoría o ejercicios que surgen a partir de ella. Son apuntes matemáticos que te ayudarán a comprender mejor los contenidos. 4 © SantillanaFI10-INICIALES(01-07).indd 4 5/10/10 7:21

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