domingo, 27 de marzo de 2016

De la gravedad de Isaac Newton a la relatividad de Albert Einstein

En la búsqueda del ÉTER.

A principios del siglo XX, cuando comenzó a estudiarse la luz como fenómeno, la curiosidad que surgía en torno al medio a través del cual se desplazaba la luz, así como el sonido utiliza el aire como medio... ¿Cuál era el transporte que empleaba la luz para llegar de un lugar a otro?

Dos científicos Albert Abraham Michelson y Edward Morley pensaron en un medio que se encontrara por todo el universo, transparente, de baja densidad y que ocupara todos los huecos del espacio, al que llamaron ÉTER.
Hasta hoy día el experimento se lo conoce como el de Michelson - Morley, también llamado "el fracaso de la Física" a pesar de que la comprobación de su inexistencia sentó las bases que la luz era un límite cósmico independiente que contaba con libertad de desplazarse incluso en el vacío.
El experimento consistía en emitir un rayo de luz en el sentido del movimiento de la Tierra y otro rayo de luz en el sentido opuesto. De ese modo, cuando el sentido del haz de luz coincide con el movimiento, ambas velocidades (del haz de luz y de la Tierra) se suman, mientras que cuando el sentido del haz de luz no coincide con el movimiento, ambas velocidades (del haz de luz y de la Tierra) se restan.
Ambos haces de luz, luego de recorrer una misma distancia se hacían reflejar en unos espejos para que retornen al punto de partida. Como un rayo es más rápido que otro y deben recorrer una misma distancia, llegarían con un "delay" o retardo temporal.
El experimento fue perfeccionándose con elementos de precisión y durante años se continuaron las mediciones sin hallar diferencia alguna. Ambos haces de luz llegaban al mismo tiempo sin que influenciara la velocidad de la Tierra ¿La conclusión? El Éter no existía. Entonces... ¿Cuál era el medio que empleaba la luz para trasladarse?


El falsacionismo aplicado a la teoría de Newton.

En Filosofía surge el falsacionismo cuando Karl R. Popper expone la insostenibilidad de la inducción como método científico. Por medio del falsacionismo se plantea que una teoría científica puede ser tal en tanto y en cuanto sea capaz de ser falsable. Una teoría cambia, cuando cambia una parte de esta.
La parte que no cambia, se denomina núcleo y en torno a ese núcleo surgen los "cinturones" que falsan al núcleo.
La teoría newtoniana plantea las ecuaciones en las que el tiempo no varía, siendo constante para cualquier observador. Este núcleo se preserva ya que, para velocidades próximas a la velocidad de la luz, el tiempo no es constante. Ahora el cinturón falsacionista pasará a ser la teoría de la relatividad.
 

La relatividad de Albert Einstein.

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Un joven alemán, estudiante avanzado de Ciencias Físicas en Zurich, brindó una explicación a esta respuesta sobre qué pasaba con la luz y con objetos que viajaban a velocidades cercanas. 
Albert Einstein reformuló la mecánica newtoniana predominante durante siglos, no desmereciéndola sino más bien que, de ahora en más, la mecánica clásica pasaría a ser un caso particular de una mecánica más amplia y general que más adelante se conocería como mecánica relativista.
Como bien se mencionara antes: A velocidades finitas o bajas la mecánica clásica o newtoniana rige con sus ecuaciones mientras que, a velocidades próximas a la velocidad de la luz (c = 300.000 km/seg) rige la mecánica relativista.
Para explicar su teoría, Albert Einstein partió de dos postulados que parecen inofensivos pero que tienen el poder suficiente para explicar el comportamiento del Universo. Más tarde sus postulados serían demostrados con la experiencia.

  • La luz se mueve a velocidad constante de 300.000 km/seg, independiente de la fuente que la emita.
  • No existe ningún experimento en una nave que nos permita determinar que nos estamos moviendo.
Para continuar con nuestro análisis, observemos el siguiente video:

Muchas incógnitas fueron develadas al pensar que la gravedad puede ser interpretada como una malla elástica que se ve perturbada por la presencia de objetos, y efectivamente existe una interacción entre uno y otro cuerpo, cuya reacción es cuasi- instantánea para distancias pequeñas, no así para los casos en que la luz deba recorrer grandes distancias.
A pesar de responder la incógnita sobre cuál era el significado de la gravedad, esta teoría no recibía el apoyo de la comunidad científica. Otro desafío para Einstein fue pensar cómo demostraría su teoría. Esa comprobación resultaría tras la observación de un eclipse total de Sol (la luz debía desviarse ante la atracción de la gravedad). 
El ejemplo que se planteaba, era observar estrellas cercanas al Sol, cuya luz debería desviarse y mostrarlas en una posición diferente cuando el Sol no se encontrara en su cercanía. Como la única forma de ver estrellas en las cercanías del Sol es cuando ocurre un eclipse total, el astrónomo inglés Sir Arthur Eddington decidió realizar expediciones a Brasil y África para observar el eclipse total del 29 de mayo de 1919. Las observaciones arrojaron datos que permitieron así comprobar tal efecto pronosticado por la Relatividad General de Albert Einstein.

El presente post participa del LXIII Carnaval de la Física (Agosto - Septiembre)

jueves, 24 de marzo de 2016

Introducción al concepto de energía

A la hora de abordar el tema energía (perteneciente al diseño curricular de Física) se da por sentado que la idea se encuentra clara entre los alumnos, siendo que puede no estar tan clara.
Para comenzar con su abordaje, se mostrarán diferentes spots publicitarios.



En los videos se mencionan las palabras energía y calorías, dos conceptos fuertes a la hora de pensar en la energía y la alimentación. Pero la energía se encuentra presente en todos y cada uno de los fenómenos naturales y/o artificiales que ocurren en la vida cotidiana. A lo largo de la historia se ha ido aprovechando para beneficio, y en algunos casos para la destrucción de los seres humanos, tal como fue la bomba de Hiroshima.
Por este motivo resulta interesante abordar el recorrido histórico que se ha ido presentando en el empleo de la energía, pasando por las civilizaciones primitivas que descubrieron el fuego hasta la actualidad en la que se estudia la posibilidad de validar las ecuaciones únicas para todo el Universo.


Continuando con el tratamiento del tema, puede plantearse la pregunta ¿Qué entendemos por energía?
Energía es la capacidad que tiene un sistema para realizar un trabajo.
La energía no se puede crear, ni destruir; solamente se transforma de una a otra, pero la cantidad de energía nunca cambia. Ahora bien... ¿Cuáles son esas transformaciones? Observemos el siguiente cuadro.
En este cuadro se observan los diferentes tipos de energías, como así también sus transformaciones.

Las principales energías son:

NUCLEAR: Es la energía que se obtiene de la unión entre protones y neutrones de los núcleos atómicos y que puede liberarse en reacciones de fisión o de fusión. En la fusión, varios núcleos ligeros se unen para formar otro más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. Solamente se da en el Sol en forma natural. En cambio, en la fisión, un núcleo pesado se fragmenta en otros dos de masa levemente menor, al tiempo que se liberan neutrones y energía.

RADIANTE: Las ondas electromagnéticas son una forma de energía. El Sol es la principal fuente de energía radiante de nuestro planeta.

QUÍMICA: Es la energía contenida en los enlaces entre átomos. Las plantas transforman la energía radiante en energía química a través de la fotosíntesis.

TÉRMICA: Es la energía debida al movimiento de las partículas que constituyen la materia. La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor.

MECÁNICA: Es la energía que resulta de la suma de las energías cinética y potencial. Las centrales productoras de energía transforman diversas fuentes (térmica, nuclear, hidráulica) en energía mecánica que acciona un generador eléctrico.
Cabe aclarar que la energía cinética es la energía dada por el movimiento de un cuerpo. Mientras que, la energía potencial es el potencial que tienen los cuerpos de realizar un trabajo según su posición en un campo gravitatorio, eléctrico o magnético.

ELÉCTRICA: Es la causada por el movimiento de las partículas con carga eléctrica. La mayor parte de la tecnología actual depende de la energía eléctrica.


En el Canal Encuentro Energías eficientes, Mariana y Enrique son dos jóvenes que explican los diferentes tipos de energías que se desarrollan en nuestro país.
Los videos tienen una duración de 25 minutos cada uno, se sugiere descargar los videos previamente y trabajar con tips o puntos claves a fin de dinamizar las actividades a desarrollar en clases.


Los títulos de la colección ofrecen una amplia cobertura para el abordaje de los contenidos del diseño curricular de la materia:

La oferta es amplia y cubre gran parte de los temas a tratar en Introducción a la Física, pero lo más particular es que no son videos que hablan de una generalidad, ya que se vinculan con la realidad de nuestro país, desde un abordaje ameno que va llevando a los espectadores a través de un viaje relatado de manera didáctica y divertida.

lunes, 21 de marzo de 2016

Introduciéndonos en el concepto de la luz

http://www.mailxmail.com/curso-misterios-historia/alumbramiento-antiguo-egipto
Para hablar de la relatividad y la Física cuántica es necesario hablar de la luz pero más allá de saber qué la luz es un fenómeno de comportamiento dual (onda - partícula) resulta muy interesante saber desde cuando comenzó a tratarse la luz y sus fenómenos, aunque la línea de tiempo que se presenta a continuación arranca en 1604 con Johannes Kepler que trabajara con espejos y lentes, su estudio se remonta a la antigüedad, cuando los egipcios empleaban los espejos para iluminar en el interior de las pirámides, debido a la falta de luz. Si bien podrían haberse iluminado los recovecos de las pirámides con antorchas y lámparas, no se hallaron restos de hollín en su interior, por lo que se llega a la hipótesis de los espejos. Aunque también es puesta en duda esta hipótesis ya que los espejos egipcios estaban fabricados en cobre pulido o plata pulida, dada esta condición, no bastarían para reflejar la luz solar con la intensidad suficiente.
Los espejos de plata sólo podían reflectar el 40% de la luz solar, lo que podría variar de acuerdo a la posición y distancia de los espejos.
Se buscará hablar con los alumnos sobre el estudio de la óptica y de la luz a lo largo de la historia, para arribar así a la teoría de cuerdas.
Aunque aparente ser un simple fenómeno, lleva una fuerte impronta histórica que conducirá al alumno por un rumbo diferente al tradicional, sin tratar este tema como un contenido aislado.
Se aclara que la línea de tiempo creada con  el programa Line.do fue extraída del libro
“Física” Mónica Luisa Ferraro – Antonio Juan Csik – Juan Pablo Pisano. Ediciones Logikamente.

jueves, 17 de marzo de 2016

El uso de los celulares en el aula

El uso de celulares es más frecuente en la vida cotidiana, y el aula no escapa a esta realidad. Es habitual que varios colegas no se apropien de las nuevas tecnologías y observen al celular como un enemigo latente en vez de utilizarlo como una herramienta que complemente sus prácticas.
Aquí les comparto un link en el cual se plantea el desafío:

El desafío que se plantea deja bien en claro que toda propuesta de incluir los celulares en el aula debe ser liderada por el docente, el replanteo de las prácticas habituales y tradicionales es una de las principales causas de resistencia, sumado al desconocimiento por desinterés o temor a equivocarse, sin pensar que el error forma parte del aprendizaje, debiendo someter nuestras prácticas a continuas modificaciones para ir ajustándolas a nuestra realidad.
En nuestro país, los postítulos de especialización docente en TIC plantean un desafío en consonancia con el artículo: Armar una propuesta en la que se incluya al 100% el uso de celulares.
A quien redacta el artículo, no le resultó fácil incluir de manera integral el uso de celulares, para ello se seleccionó la EES N°17 (Sección Islas) perteneciente al partido de Escobar, comenzando con una breve descripción del ámbito escolar, a fin de contextualizar la propuesta hasta llegar al uso de los celulares por medio del uso de:

  • Google Earth fuera de línea que permite visualizar imágenes de los relieves, proporciones oceánicas, glaciares y terrestres. (Google earth)
  • Google Drive que permitirá el trabajo colaborativo prescindiendo del encuentro presencial, dando lugar a la virtualidad. (Google drive)
  • Youtube habilitando un canal que sirva como muestra del trabajo dentro del aula y que sea de fácil socialización. (Youtube)
  • Bluetooh que permitirá la transmisión de datos y que facilita el trabajo del alumno al no tener que esperar a contar con señal wi-fi para descargar algún documento.
  • Whatsapp a través de grupos que ofrecen una comunicación rápida y cuasi instantánea en la que pueden ser, por ejemplo, fotografiadas las clases y enviadas por medio del grupo a aquellos alumnos que no hayan podido concurrir.
  • Instagram o Rétrica que permite trabajar con usuarios que suban imágenes que sirvan de insumo para el abordaje de temas específicos desde otra perspectiva. (Instagram o Retrica)
  • Facebook al crear grupos que resultan eficaces cuando se trabaja en forma conjunta con todas las herramientas mencionadas anteriormente. (Facebook)
  • Twitter a través de páginas que pertenecen al área de educación y con las que se pueden elaborar propuestas muy interesantes. (Twitter)
  • Blogs educativos que permiten contar con fuentes de contacto permanente y de interés, así también al contar con un blog propio pueden ser socializadas las actividades y/o consignas realizadas o por realizar. (Blogger)
  • Wikipedia aunque debe tenerse especial cuidado ya que por ser una Wiki colaborativa, su veracidad debe ser puesta en duda, por ello se recomienda la búsqueda en páginas verificadas previamente por el docente. (Wikipedia)
  • Calameo que es un sitio en el cual pueden subirse publicaciones de producción propia en forma gratuita, solo con wi-fi el alumno puede ingresar al enlace de la publicación y "ojear" un libro digitalizado (puesto que ese es el formato de la publicación) (Calameo)
  • Photopeach es una especie de preguntados donde se ofrece una pregunta y cuatro respuestas posibles, pasado un determinado tiempo el alumno debe escoger la opción que considere correcta, si no acierta en su respuesta, el programa se lo indica y continúa avanzando hasta responder todo lo relativo al tema a estudiar. Resulta muy eficaz a la hora de que el alumno se autoevalúe o interiorice su estudio en los temas que deban ser fortalecidos. (Photopeach)




Existen numerosas propuestas y referentes, aunque todo lo que vaya a encararse demande tiempo y esfuerzo, lo importante es comenzar a trabajar al respecto buscando amigarse con las nuevas tecnologías y vincularlas al espacio de trabajo, logrando otra llegada al alumno y mostrando que existen otras formas de aprendizaje.

sábado, 12 de marzo de 2016

Introduciendo la ESI en la Física y en la Química

Continuando con la inclusión de temas vinculados a la ESI según los lineamientos de la Ley 26150, se proponen algunas actividades que pueden resultar muy favorables y enriquecedoras.
Desde hace un par de años, se encuentra vigente la Ley de Talles 12665 en la cual se expresa, según el decreto 866 en su artículo 4° "El control dispuesto en el presente será tanto en lo que se refiere a la existencia en stock de todos los talles, como de la correcta marcación de los mismos, conforme a las medidas aprobadas mediante las normas IRAM" sin embargo, cuando vamos a la práctica nos encontramos con otra realidad: Los talles no se encuentran en stock o si se encuentran son en lugares puntuales, mal llamados "especiales" en los cuales no conviven todos los talles.
Como propuesta disparadora se presenta un artículo periodístico en el que se trate dicha problemática:
Una vez que se haya efectuado la lectura, se promoverá el debate en torno al reconocimiento de algún caso que les haya tocado de cerca, llevándolos a pensar cómo se sentirían si les ocurriese algo similar. Luego se procederá a mostrar algún spot publicitario como los que se muestran a continuación.



Para continuar con el debate: ¿En qué momento de la historia de la humanidad, la obesidad era sinónimo de belleza o bienestar? ¿Qué estereotipos de belleza son los que se encuentran impuestos actualmente?


En este punto, resulta interesante mostrar la parte artística, para visualizar los y las modelos de diferentes artistas que plasmaban en sus obras a personas obesas.
Fernando Botero es uno de esos artistas. Cabe destacar que se pueden articular dos materias, tales como Historia y Educación artística o Arte y mejor aun, si la orientación de la escuela es arte.

El debate debe ser moderado a fin de derivar en cuestiones vinculadas al diseño curricular.
¿Cómo influye una mala alimentación en nuestro organismo? ¿Nuestra alimentación es la adecuada? ¿Consultamos alguna vez al nutricionista? ¿Como determinar si nuestro peso es el ideal?
Para comenzar a responder estas preguntas, resulta muy útil realizar una experiencia sencilla que consiste en calcular el índice de masa corporal.
Con una balanza de uso doméstico se solicitará a los alumnos que en forma ordenada midan sus masas corporales y tomen nota al respecto. Lo ideal es que trabajen de a pares para efectivizar el registro de datos.
Un dato no menor y que los profesores de Física no debemos dejar pasar es que se habla de índice de masa corporal, sin embargo en la fórmula se observa lo que vulgarmente llamamos peso, la diferencia siempre debe marcarse puesto que conceptualmente se estaría incurriendo en un error.
Aclarada la diferencia, se solicitará que luego de medida sus masas corporales, midan su altura en centímetros.
Desde sus celulares deberán ingresar a la siguiente página para calcular el IMC (Índice de masa corporal)

Para aquellos casos en los que no puedan acceder al enlace, se les facilitará la fórmula para que efectúen el cálculo solicitado.
Con el resultado que obtengan deberán determinar si se encuentran en su peso normal (o ideal) o por encima o por debajo del mismo al buscar en la tabla del IMC.











En base al resultado obtenido, se abordará el contenido curricular sobre alimentación.
Contando con la pirámide nutricional, la actividad domiciliaria consistirá en que los alumnos realicen el listado pormenorizado de las cuatro comidas diarias en el transcurso de una semana.
Con todo el detalle, procederán a calcular las calorías diarias que hayan ingerido los mismos.
Las calorías deberán ser consultadas en la siguiente tabla:



A partir de estos cálculos, aquellos alumnos que se encuentren por encima del peso ideal, deberán armar un plan de dieta que cubra las necesidades energéticas diarias, complementando con actividad física.

Nuevamente puede articularse la materia con otro espacio curricular, tal como Educación Física, abordando desde la perspectiva de realizar una buena rutina de ejercicios que permita la eliminación y/o reducción de calorías.


Sea cual fuere el ejercicio a realizar, prevalece la idea de inculcar en los alumnos que los contenidos teóricos se encuentran íntimamente relacionados con su realidad.
Así también se integra el concepto de sexualidad desde la mirada y el cuidado del cuerpo, sin buscar la idealidad, sino más bien el bienestar al que la mayoría de las veces no nos habituamos por desinterés o ignorancia, hasta que el paso inevitable del tiempo nos lo recuerde a la hora de ir a visitar al médico.