sábado, 4 de julio de 2009

Miniquest: Cómo cruzar el Río Paraná


Escenario

Eres un físico que se encuentra midiendo la velocidad de la corriente del Río Paraná.
Un cierto día se te acerca un turista que te pide datos para poder llegar a una cabaña ubicada en la otra orilla, en su lancha.
Tienes que preguntarle sobre la velocidad, tiempo, distancia y trayectoria, pues debes entregarle a dicha persona un texto con todas las indicaciones a seguir.

Tarea

La tarea consiste en:

Averiguar la velocidad de la corriente del río, de la lancha y la resultante, dirección de la proa y la distancia a la cabaña.
Con estos datos, entra en la dirección: www.educaplus.org/movi/4_1rio.html y averigua, por medio de la animación como sería la velocidad según la velocidad de la corriente y de la lancha. ( Antes de esto debes conocer el significado de velocidad y distancia, podrás encontrar ayuda en www.fisicanet.com.ar/fisica/cinematica/ap01_cinematica.php o en http://www.diccionario.com/
Luego deberás ingresar a www.educaplus.org/movi/3_3et1.html y con el dato de la velocidad resultante podrás calcular el tiempo que tardará y como será la gráfica del movimiento.
Debes añadir al final un comentario sobre qué ocurriría si el día en que se decide cruzar hay viento en contra.

Producto

Debes realizar un texto donde conste sobre que datos usaste para calcular las velocidades resultantes. Tendrás que detallar también los gráficos de espacio – tiempo (e-t) para cada situación analizada.
Para concluir debes darle una opinión sobre que condiciones climáticas debería presentarse para cruzar sin mucha dificultad a la cabaña.

Evaluación

Tendrás aprobada la investigación si el texto contiene todo lo pedido anteriormente

Conclusión

Se espera una reflexión sobre lo complejo que son los movimientos.

lunes, 11 de mayo de 2009

La descripción del movimiento

Como todos sabemos el movimiento es uno de los fenómenos naturales más cotidianos y se viene estudiando con profundidad desde las antiguas civilizaciones del Asia Menor.
Primeramente el interés estuvo centrado en el movimiento de los astros, en particular del Sol y la Luna, con fines prácticos relacionados con el cultivo y la navegación.
Sin embargo, el concepto de movimiento actual se estableció hace unos pocos siglos y en su formulación participaron fundamentalmente Galileo Galilei e Isaac Newton.
Al comenzar a considerarse a la física como una ciencia independiente de la filosofía, la matemática empezó a ocupar un lugar cada vez mas preponderante en la descripción y análisis de la naturaleza.
Como muchos fenómenos físicos se cumplen con regularidad, la matemática se transformó en una herramienta para calcular y predecir todo tipo de movimiento, cada vez con mayor precisión.
Para Galileo y Descartes, el universo presentaba una estructura matemática. Consideraban estructurada de la misma manera la mente humana, de manera que cuando actuaba matemáticamente sobre la realidad, alcanzaba necesariamente la comprensión verdadera. En la actualidad, la concepción es diferente. La humanidad construye una explicación provisoria del mundo natural mediante la utilización de conceptos matemáticos, aunque la naturaleza es sí misma no es matemática.
El estudio del movimiento está enmarcado dentro del área de la física llamada mecánica.
A veces es necesario conocer el movimiento de los cuerpos sin importar qué lo originó; ésto ocurre en la cinemática (rama de la mecánica). Ahora bien...¿qué se entiende por movimiento? Aquí van algunas definiciones:
  1. Un cuerpo está en movimiento con respecto a un sistema de coordenadas elegido como fijo, cuando sus coordenadas varían a medida que transcurre el tiempo (Maiztegui- Sábato).
  2. El movimiento, para la mecánica, es un fenómeno físico que implica el cambio de posición de un cuerpo que está inmerso en un conjunto o sistema y será esta modificación de posición, respecto del resto de los cuerpos, lo que sirva de referencia para notar este cambio y esto es gracias a que todo movimiento de un cuerpo deja una trayectoria. El movimiento siempre es un cambio de posición respecto del tiempo ( http://www.definicionabc.com/general/movimiento.php ).
  3. En mecánica el movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos de un sistema, o conjunto, en el espacio con respecto a ellos mismos o con arreglo a otro cuerpo que sirve de referencia. Todo cuerpo en movimiento describe una trayectoria( http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_(f%C3%ADsica)

Como vemos las definiciones son relativamente similares, y todas hacen incapié en un sistema de referencia, pués como muchas veces hemos escuchado, el movimiento es relativo. Es decir, un cuerpo puede estar en reposo para un observador mientras que para otro no; esto ocurre porque ambos observadores tomaron distintos sistemas de referencia.

Un poco de Historia...

Desde que nace, el hombre experimenta necesidades, satisfacciones, frustraciones, éxitos y fracasos.
El conocimiento es quien le aporta seguridad en la vida cotidiana dentro de su entorno. Esta seguridad se apoya en la convicción de que está sujeto a leyes que lo ordenan, y que es posible conocerlas para controlar sus cambios si fuese necesario.
A través del lenguaje es es como se les asigna significados a la realidad percibida.
La palabra cosmos (de origen griego) significa orden, y la caos (también de origen griego) significa desorden. Probablemente, toda la ciencia se basa en transformar el caos en cosmos, en un intento de mejorar la vida.
Otros términos de origen griego también son significativos para este análisis:
  • física: alude a la realidad concreta que impresiona los sentidos, el mundo material del cual el orden humano participa;
  • metafísica: se refiere a la realidad trascendente, la que permanece detrás de la pluralidad de los seres y de los cambios que se manifiestan a la percepción sensorial.

A lo largo de la historia, se han desarrollado sistemas de creencias o cosmologías con distintos fundamentos para responder a la pregunta de cuáles son las leyes que explican el universo.

Aristóteles (384-322 a.C.), usando ideas de otros pensadores, explicó la diversidad de seres y cosas que percibimos en el cielo y en la Tierra, como también sus cambios. Diferenció dos regiones en la realidad: la región celestial (que no admite cambios de ningún tipo), y la región sublunar (formada por la tierra y sus proximidades, en donde el cambio es permanente y variado).

Para Aristóteles, por medio de los sentidos se accede a accidentes particulares, como la cantidad, cualidad o ubicación espacial de algo o alguien. Para llegar al verdadero ser de las cosas (sustancia) es necesario la razón.

Los enunciados de Aristóteles acerca del mundo natural ordenan la experiencia cotidiana desde una sistema teórico coherente, lo cual explica, su gran aceptación a lo largo de varios siglos.

Luego de su muerte, en Alejandría, se desarrolló el Museo, donde se congregaban los pensadores más importantes de la época. Su actividad científica estaba relacionada a problemas prácticos mas que a cuestiones filosóficas.

En este período se destacó la obra de Arquímedes (287-212 a.C.), un notable matemático e inventor griego. Entre sus trabajos está la ley que explica el funcionamiento de la palanca, la polea compuesta, el tornillo sin fin para elevar el agua de nivel, y la famosa ley de la hidrostática, llamada "principio de Arquímedes".

Los astrónomos alejandrinos describieron con más precisión los movimientos planetarios ya que disponían de los registros astronómicos babilónicos, egipcios y caldeos.

En la decadencia de la cultura alejandrina, Ptolomeo, astrónomo que vivió en el siglo II d.C. realizó un registro de los conocimientos astronómicos en su libro Almagesto o La gran síntesis matemática. Esta obra tuvo vigencia hasta los tiempos de Galileo, pues las predicciones de los astros y las mediciones concordaban.

En la segunda mitad del siglo XII, el cosmos aristotélico, tan conveniente para el pensamiento cristiano, porque separaba el orden celestial del terrenal, comienza a ser criticado. En esa época empezaron a llegar textos desconocidos hasta entonces, esto se debió al invento de la imprenta en el siglo XV. Su influencia dio lugar al movimiento humanista conocido como Renacimiento.

Este movimiento supuso un retorno a las fuentes del arte literaria de la antigüedad grecolatina clásica. En este contexto se ubicó la llamada Revolución Científica, cuyo producto fue la ciencia moderna. Algunos autores la encuadran en un período de un siglo y medio que se extendió entre la obra de Nicolás Copérnico, De revolutionibus orbium caelestium (Sobre la revolución de las esferas celestes), en 1453, hasta la publicación en 1687 de Philosophie naturalis principia matemática ( Principios matemáticos de filosofía natural) de Isaac Newton.

En el Renacimiento, período fructífero para el conocimiento, existieron tres tradiciones científicas:

  • Organicismo: lo que permite el conocimiento de lo real son las cualidades concretas de las cosas y de los seres vivos, que perciben los sentidos. La matemática no desempeña un papel importante en la investigación de la naturaleza.
  • Neoplatonismo: planteaba que quien pretendiera develar los secretos de la naturaleza debía actuar como un mago. La fuente de conocimiento era, desde este punto de vista, la contemplación mística del mundo. Las ideas de Copérnico fueron aceptadas por los neoplatónicos. Fue Kepler (1571-1630), quién llevó la astronomía a un nivel bien fundamentado al enunciar sus famosas leyes del movimiento de los cuerpos celestes.
  • Mecanicismo: esta visión floreció en los talleres en los cuales hombres de distintas artes debatían temas de interés técnico relacionados con las necesidades productivas de la época. para ellos, el lenguaje en que estaba escrita la naturaleza era el matemático. Los métodos para acceder al conocimiento eran los procedimientos de medición, tan precisos como pudieran realizarse, y el establecimiento de relaciones cuantitativas entre las medidas obtenidas. El primero en introducir el métodos matemático experimental en la física fue Galileo Galilei (1564-1642), y sus aportes básicos se dirigieron a la rama de la física que hoy se conoce como mecánica. Esta tradición mecanicista logró predominar sobre las otras. A partir de esta época, la ciencia se convirtió en una práctica de alto interés social, relacionada directamente con los problemas y la vida de las personas. Esta nueva filosofía natural desplazó a la aristotélica del lugar que durante siglos había ocupado.

La ciencia experimental renacentista resultó fructífera en términos de aplicaciones técnicas inmediatas y, por ello, fue alentada y protegida por los poderes económicos del momento. Diversas industrias tuvieron en esta época un desarrollo muy importante aplicando los nuevos conocimientos.

Merece destacarse la obra de Isaac Newton, quién logró organizar el primer resumen unificador en torno al cual encuadra la actual ciencia física. Completando los desarrollos de otros científicos, en particular los de Galileo y Kepler, la mecánica newtoniana, como sistema teórico, se contituyó en el paradigma de toda investigación científica. Para algunos autores, terminó con una nueva revolución conceptual a partir de la teoría de la relatividad de Albert Einstein (1879-1955) a comienzos del siglo XX, al proponer interpretaciones nuevas para el espacio y el tiempo. Cuando algunos especulaban que las bases de la física estaban ya construídas, la aparición de la física cuántica cuestionó conceptos fundamentales dentro de esta ciencia, como es el principio de la causalidad o el mismo concepto de realidad.

La ciencia es una actividad humana que no tiene fin, está permanentemente en construcción y reconstrucción.