Descobrint el món

Cadascú de nosaltres analitzem un fet cotidià, buscant-li una explicació biológica, química o física del per què. Ens documentem en un article científic, buscant un tema on ens trobem a gust o simplement que ens ha cridat l'atenció.

Així hui hem pogut saber, per què els gats cauen de peu, com es reflexteix la llum en una bambolla de sabó, la velocitat d'un ciclista, l'assimilament de calci i ferro en adolescents, còm està construïda la Torre Eiffel, etc...

Tots hem aprés alguna cosa avui.

Matemáticas con Máxima

En el aula de informática descubrimos el programa matemático Maxima, él nos permite realizar operaciones matemáticas de una manera fácil, eficaz y fiable. No sólo nos deja hacer ejercicios algebraicos, también está la posibilidad de hacer ecuaciones de cualquier tipo, derivadas, integrales, gráficos, etc...

Luego realizamos uno de los problemas de ayer, utilizando lo que hemos podido aprender en tan poco tiempo del programa Maxima, ya que no los pudimos acabar todos, relacionamos la energía metabólica de una persona en reposos y al subir una montaña, y cuanto trabajo extra realiza al hacerlo.

Energia

Lectura de On the Concept of Energy: How Understanding its History can Improve Physics Teaching. (Ricardo Lopes Coleho), el text fa un recorregut a través de la concepció del terme energia per part de físics com Mayer, Joules, Maxwell i Feynmann.

Al principi el terme energia, era utilitzat en l'àmbit de la biologia, es parlava d'energia vital.

Els diferents conceptes que se li va donar a l'origen de l'energia fins entendre-la com una cosa abstracta, no com una sustància (segons Joules és la manifestació del moviment), es descarta qeue siga una sustancia ja que no por crear-se o destruir-se.

I més tard Feynmann, semblant al propossat per Mayer (la transformació causa efecte a través de la força), parla del principi d'equivalencia manifestat en la primera llei de la termodinàmica, equilibri entre treball i calor.

El problema per entendre que és energia, com a capacitat per a fer un treball, és a variabilitat, el més important dels experiments de Mayer era crear equivalències entre diferents tipus d'energia.

Després d'aquesta lectura fem una serie d'activitats per entendre com es mou, es transforma l'energia al nostre voltant. Així, realitzem exercicis sobre energia cinètica aplicada en la frenada d'un cotxe i el consum que aquest cotxe en un terreny plà o inclinat. Donanat importància a que l'energia cinètica no es proporcional a la velocitatm perque aquesta està al quadrat; d'ahi la importància de la velocitat per calcular la distància de la frenada.

Posem en pràctica l'energia potencial gravitaòria en es dipòsits d'aigua i en les energies mareomotrius, entenent el Principi de Pascal, on la pressió d'un líquid només depen de l'alaçada.

Kepler: Movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

Simulació en una fulla d'excel el movimient d'un cos, aplicánt-li una força centrípeta amb una aceleració negativa cap al centre. Obtenim un moviment circular com el que tenen les òrbites dels planetes al voltant del Sol.

En comparació amb l'altre día hui tenim la complicació que hem de calcular l'aceleració vectorial de la força centrípeta, ja que aquesta és diferent en cada moment al estar el cos en un lloc diferent en l'espai.

Finalment intentem simular l'òrbita terrestre coneixent la velocitat de traslació de la Terra, la massa del Sol y la distància entre ells. En teoría ens hauria de sortir l'orbita circular de la Terra en 365 díes; ens surt 418 díes en pegar la volta al Sol, demostrem que les lleis de Galielu, de Newton (llei gravitacional universal) i Kepler no fallen. Contenen totes les lleis, el problema està en trobar les forces.

Descobrim després com podem trobar l'orbita elíptica i els moviments armònics; sustituint les expressions d'aceleracions per una les de la llei de Hooke.

"Excel per a tots"

Mitjançant la fulla de càlcul de l'excel, intenem fer el moviment uniformement acelerat simulant l'experiment de Galileu; i després farem el mateix integrant els dos eixos, per fer un tir parabòlic; llavors veiem com modificant la velocitat en l'eix x l'objecte fa paràboles diferents i observem com l'acceleració tenim que posar-la en negatiu.

La gràcia de fer-ho en el full d'excel; fa que podem anar modificant els valors i comprovar d'una manera ràpida quin moviment fa l'objecte en l'espai sense la necesitat d'integrar ja que els intervals de temps són molt petits; tot això que va fer Galileu en el seu temps... Al·lucinant, eh?

Després juguem modificant la velocitat, l'espai incial, etc... i comprovem com es modifica el moviment. Prova-ho a casa.

Eppur si muove

Lectura sobre la vida de Galileo Galilei i es seus descobriments sobre la cinemàtica; la dificultat d'entendre el moviment, que tant important és en el món físic.

Entrem en conceptes de la cinemàtica com velocitat, aceleració i sobretot el fregament; i còm tots els objectes materials cauen independenment dels objectes, només depenen de la gravetat de la Terra.

I després la importància entre la diferència entre Aristòtil i Galileu pel que fa a l'experimentació. Al final de la classe fem un petit exemple per fer un primer contacte amb un full de càlcul.

"Understanding Physics" El nostre lloc en l'espai i en el temps

En la classe d'avui hem fet un recorregut històric per la ciència en l'Antiga Grècia centrant-nos en el paper que van tindre en ella:

• Plató: el món de les idees i model racional-matemàtic d'entendre la Ciència.
• Demòcrit: a partir de l'olor del pà desenvolupa la Teoria Atòmica.
• Aristòtil: busca respotes i explicacions a fenòmens naturals a partir de la seva observació i sentit comú. aconsegueix una manera d'entendre la Natura atractiva, simple i difícilment falsable.

Ja que la ciència actual es deudora dels antics científics que ja utilitzaven el mètode científic. Com diu Einstein: els grecs ja s'adonaven de l'existència de LLeis en la Natura, extreien un ordre; i nosaltres podem extructurar aquestes lleis en fòrmules matemàtiques.

Què és ciència? Actualment en la ciència la matemàtica és fonamental, el experiments s'utilitzen com a guia per fer possible la quantificació. Tota ciència fa possible la tecnologia, vessant utilitaria, però a més tenen un feed-back positiu; no podem fer ciència sense tecnologia i no pot haver-hi tecnologia sense ciència.

Finalemt realitzem una recerca en internet per buscar els grans científics desde l'Antiga Grècia fins a l'aparició de Copèrnic; entre ells destaquem a Arquímedes, Pitagoràs, Tales de Mileto, Demòcrit, Euclides, Ptolomeu, R. Bacon i Euclides.