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1
I A N L I Z Á R R A G A
C I E N C I A S I I C O N É N F A S I S E N F Í S I C A
S E C U N D A R I A
Ciencias 2
2
Esta obra se terminó de imprimir el día 29 de agosto de 2008 en los talleres de Imprentor, s.a. de c.v. Salvador Velasco 102.
Parque Industrial Exportec 1. 50200 Toluca, Estado de México.
No. de Certifi cado 40998
Imprentor
Ciencias 2
Por Ian Lizárraga
Primera edición, agosto 2008
D. R. © Dinamikom, s.a. de c.v. 2008México Coyoacan 321, Col. XocoDelegación Benito Juárez03330 México, D.F.
Las características de esta edición, así como su contenido, son propiedad de Dinamikom, s.a. de c.v., no pudiendo, la obra completa o alguna de sus partes, ser reproducida mediante ningún sistema mecánico o electrónico de reproducción, incluyendo el fotocopiado, sin la autorización escrita del editor.
Impreso en México - Printed in Mexico
Sistema de Clasifi cación de Melvil Dewey530L592008 Lizárraga, Ian Ciencias 2 / Ian Lizárraga. – México : Dinamikom, 2008. 000 p. : il.
1. Física – Estudio y enseñanza (Secundaria). I. t. II. Ser.
3
Ciencias 2 con énfasis en física
Prólogo
La enseñanza de las ciencias es parte importante en la forma-
ción de cualquier individuo. La posibilidad de interpretar el mundo
que nos rodea y podernos maravillar al conocer la forma como el
ser humano ha aplicado este conocimiento para la interpretación
de la naturaleza, son dos aspectos fundamentales de los propósi-
tos de la ciencia y de la presente obra.
Uno de los propósitos del curso de Ciencias 2 con énfasis en
física, es que el alumno continúe con el desarrollo de las estructu-
ras conceptuales mediante las habilidades, actitudes y aptitudes
que favorezcan la comprensión de contenidos más abstractos
relacionados con la física, además de adquirir una visión más
integral de esta ciencia. Asimismo, se promueve la valoración
del conocimiento científico de manera conjunta, sin descuidar la
parte humana y social del mismo.
El ser humano ha buscado describir las fuerzas, el movimiento y
los fenómenos electromagnéticos, a partir de las leyes y principios
de la física que explican el comportamiento de la naturaleza.
Recopilando todo este cúmulo de saberes, el autor de Ciencias 2
ha logrado que los aprendizajes deseados se alcancen gracias a
una serie de actividades, recursos didácticos, modelos, proyectos,
preguntas y cuestionamientos que retan a los alumnos y que son
apoyos valiosos en la labor del profesor.
El enfoque constructivista, en que se basa esta obra, despierta
en los alumnos el interés por contestar las preguntas que se plan-
tean a lo larga del libro, además de propiciar una conciencia de
respeto por la vida.
La revisión pedagógica a la que ha sido sometido el libro Ciencias
2 ha sido exhaustiva para tratar de alcanzar este fin.
Los autores y editores estamos comprometidos con el desarro-
llo de la educación en nuestro país, por lo que deseamos que la
presente obra sea de utilidad para todos los alumnos y profesores
de nuestro país.
LOS EDITORES
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Presentación para el alumno
Ciencias 2 es un texto pensado en ti, en la forma de hacerte más atractiva la ciencia, con
el fin de que ésta te resulte útil para explicar muchas circunstancias que suceden a tu
alrededor y que forman parte de tu vida cotidiana. Temas como el movimiento, la compo-
sición de la materia, los modelos que representan su estructura interna y las fuerzas que
producen cambios en los objetos fueron desarrollados con la visión de la Física para des-
pertar tu curiosidad por el quehacer científico que ha impulsado el desarrollo tecnológico
y nos ha permitido muchas de las comodidades que disfrutamos en la actualidad.
La estructura del libro se distingue por que al inicio de cada tema se presenta la sec-
ción “Reflexiona”, para partir de tus ideas o conocimientos previos sobre lo que se estu-
diará. Encontrarás actividades de aprendizaje que te permitirán formar en tu mente un
referente práctico sobre la información que estás asimilando, algunas son individuales y
otras permiten que compartas con los demás tus puntos de vista. Hay algunas que fueron
pensadas para que las realices en casa, pero es posible que tu maestro(a) decida llevar-
las a cabo en el salón o que las que no tienen esta indicación, él (o ella) las transforme
con la instrucción de que las realices como tarea.
Te sugerimos que prestes atención a la cápsula “Glosario”, que encontrarás en los
márgenes de algunas páginas. A lo largo del texto, encontrarás términos relacionados
con la física, que quizá desconozcas su significado, y es precisamente esta cápsula la
que te proporcionará el significado de dichos términos; si tuvieses más duda consulta tu
diccionario. También en el bloque 2 encontrarás la sección “Apóyate en…” que contiene
sólo sugerencias que podrás seguir si acaso dispones de los recursos tecnológicos que
en ella se especifican, sin ser imprescindibles para la conformación de tus aprendizajes,
pero que pueden servir, en su caso, sólo como repaso.
Al final de los bloques presentamos “Prácticas de laboratorio”, sugerencias de títulos
y procedimientos para tu proyecto final en equipo. También encontrarás un mapa con-
ceptual que tiene el propósito único de orientar la integración de tus aprendizajes, pero
sabemos que con tu estilo personal podrás realizar otros. El tema selecto se ha incluido
para darte a conocer datos interesantes que se relacionan con lo que has aprendido.
Verás que la física está presente en el funcionamiento de las telecomunicaciones, los
teléfonos celulares, las máquinas industriales, los transportes, los equipos de ultraso-
nido o los radares…, éstos son sólo algunos ejemplos. ¡Prepárate a iniciar el recorrido por
el sorprendente mundo de las ciencias! ¡Que lo disfrutes!
El autor
5
Ciencias 2 con énfasis en física
Presentación para el maestro
Este texto pretende ser un valioso auxiliar en su labor como guía y facilitador de la asig-
natura de Ciencias 2, con énfasis en Física. Así pues, al inicio de cada tema en este libro
procuramos que el estudiante identifique los aprendizajes que habrá de alcanzar al final
del mismo y sigue una sección que le brinda al docente la oportunidad de conocer las
experiencias y saberes previos que sus alumnos poseen en relación con los contenidos
a estudiar.
Se ha procurado que coexistan, con el tratamiento de la información las actividades o
ejercicios prácticos que permitan que el joven encuentre un sentido utilitario a los sabe-
res científicos y que a la vez vaya conformando una conciencia sobre el método y el rigor
con el que se llevan a cabo los experimentos con fines comprobatorios de hipótesis.
Ésta es una propuesta flexible dado que usted puede elegir las actividades de aprendi-
zaje que considere adecuadas para el logro de los propósitos en cada uno de los bloques.
Los materiales que se sugieren emplear son de fácil adquisición, sin embargo, conoce-
mos la capacidad docente para hacer adaptaciones según las necesidades del grupo con
que se interactúa.
Encontrará algunos ejercicios con la indicación expresa de su realización en casa; éstas
son sólo sugerencias para deberes escolares por los que en algún momento usted podrá
optar, si así lo desea.
La sección “Apóyate en…” también es opcional, debido a que no resulta fundamental
para la fase de construcción de aprendizajes, sino únicamente es una alternativa a la
que se puede recurrir, si las circunstancias tecnológicas lo permiten, para reforzar el
aprendizaje.
Aunque hemos de acotar que ni para éste último objetivo resultan fundamentales, pues
cuenta con otros recursos prácticos con los que los alumnos podrán fortalecer y aplicar
lo aprendido.
Al final del texto encontrará las fuentes consultadas y los materiales bibliográficos que
se sugieren como apoyo teórico para cada bloque, tanto para usted como para el alumno.
Se incluyen igualmente referencias electrónicas para ambos. Creemos que es por medio
del profesorado que los alumnos deben recibir la invitación de su consulta, quizá más con
la asesoría que se les brinda a los adolescentes a la hora de comenzar la preparación en
equipo de su proyecto final de bloque.
Le deseamos que tenga éxito rotundo en su importante labor docente, ya que es usted
un pilar para la motivación de los futuros científicos de nuestro país.
El autor
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Tabla de contenidos
Propósitos
del bloqueTema Subtema
Habilidades
del pensamiento
Que los alumnos
1. Analicen y comprendan los
conceptos básicos del movimiento
y sus relaciones, lo describan e
interpreten mediante algunas
formas de representación
simbólica y gráfica.
2. Valoren las repercusiones de los
trabajos de Galileo acerca de la
caída libre en el desarrollo de
la física, en especial en lo que
respecta a la forma de analizar los
fenómenos físicos.
3. Apliquen e integren habilidades,
actitudes y valores durante
el desarrollo de proyectos,*
enfatizando el diseño y la
realización de experimentos
que les permitan relacionar
los conceptos estudiados con
fenómenos del entorno, así
como elaborar explicaciones y
predicciones.
4. Reflexionen acerca de las
implicaciones sociales de
algunos desarrollos tecnológicos
relacionados con la medición de
velocidad con que ocurren algunos
fenómenos.
1. La percepción del
movimiento
1.1. ¿Cómo sabemos que algo se
mueve?
Reconocer, comparar,
relacionar, describir, valorar
1.2. ¿Cómo describimos el
movimiento de los objetos?
Describir, comparar,
interpretar, identificar,
construir, interpretar, predecir
1.3. Un tipo particular de
movimiento: el movimiento
ondulatorio
Aplicar, describir, diferenciar,
utilizar, explicar
2. El trabajo de
Galileo: una
aportación
importante para
la ciencia
2.1. ¿Cómo es el movimiento de los
cuerpos que caen?
Identificar, aplicar, describir,
contrastar, valorar, validar,
analizar
2.2. ¿Cómo es el movimiento
cuando la velocidad cambia?
La aceleración
Aplicar, describir, identificar,
diferenciar, interpretar
Integración y
aplicación
¿Cómo se propagan y previenen los
terremotos? (ámbitos: de la vida,
del conocimiento científico y de la
tecnología).
¿Cómo se mide la velocidad en los
deportes? (ámbito: de la tecnología).
¿Cómo potenciamos nuestros
sentidos para conocer más y mejor?
(ámbitos: del conocimiento científico
y de la tecnología)
Elaborar, representar,
interpretar, expresar,
diseñar, comunicar, describir,
manifestar, analizar, discutir
Bloque 1. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza.
7
Ciencias 2 con énfasis en física
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Propósitos
del bloque
Tema Subtema Habilidades
del pensamiento
Que los alumnos:
1. Relacionen la idea de fuerza
con los cambios ocurridos
al interactuar diversos
objetos, asociados con el
movimiento, la electricidad
y el magnetismo.
2. Analicen, considerando el
desarrollo histórico de la
física, cómo han surgido
conceptos nuevos que
explican cada vez un mayor
número de fenómenos, y
la forma en que se han ido
superando las dificultades
para la solución de
problemas relacionados
con la explicación del
movimiento de los objetos
en la Tierra y el movimiento
de los planetas.
3. Elaboren explicaciones
sencillas de fenómenos
cotidianos o comunes,
utilizando el concepto de
fuerza y las relaciones que
se derivan de las leyes de
Newton.
4. Analicen las interacciones de
algunos fenómenos físicos
por medio del concepto de
energía y relacionen las
interacciones de algunos
fenómenos físicos con
las manifestaciones de la
energía.
5. Valoren el papel de la
experimentación, de la
medición y del uso de
unidades específicas, así
como del razonamiento
analítico en la solución
de problemas y en la
explicación de fenómenos
relacionados con el
movimiento, la electricidad
y el magnetismo.
6. Integren lo aprendido
con algunos aspectos
básicos de la tecnología,
mediante la aplicación de
las habilidades, actitudes
y valores en el desarrollo
de proyectos, enfatizando
la experimentación y la
construcción de algún
dispositivo, así como el
análisis de las interacciones
entre la ciencia, la tecnología
y sus implicaciones sociales.
1. El cambio como
resultado de las
interacciones
entre objetos
1.1. ¿Cómo se pueden producir cambios? El
cambio y las interacciones
Analizar, identificar,
plantear, comparar,
reconocer.
2. Una explicación
del cambio: la
idea de fuerza
2.1. La idea de fuerza: el resultado de las
interacciones
Relacionar, inferir,
identificar, reconocer,
analizar, explicar, utilizar,
describir, representar
2.2. ¿Cuáles son las reglas del movimiento?
Tres ideas fundamentales sobre las
fuerzas
Describir, realizar,
identificar, relacionar,
reconocer, aplicar, valorar
2.3. Del movimiento de los objetos en la
Tierra al movimiento de los planetas. La
aportación de Newton
Valorar, analizar, identificar,
describir, representar,
relacionar
3. La energía: una
idea fructífera y
alternativa a la
fuerza
3.1. La energía y la descripción de las
transformacionesIdentificar, describir
3.2. La energía y el movimiento
Relacionar, analizar,
interpretar, utilizar, describir,
resolver, diferenciar
4. Las interacciones
eléctrica y
magnética
4.1. ¿Cómo por acto de magia? Los efectos
de las cargas eléctricas
Identificar, relacionar,
relacionar, comparar,
explicar, relacionar, aplicar,
describir, diseñar, construir,
analizar, utilizar, identificar
4.2. Los efectos de los imanes
Analizar, relacionar,
describir, aplicar, relacionar,
aplicar, describir
Integración y
aplicación
¿Cómo se producen las mareas? (ámbitos:
del conocimiento científico y del ambiente y
la salud).
¿Qué materiales se pueden magnetizar y qué
aplicaciones tiene esta propiedad? (ámbitos:
del conocimiento científico, de la tecnología y
de la vida).
¿Cómo intervienen las fuerzas en la
construcción de un puente colgante?
(ámbitos: del conocimiento científico y de la
tecnología).
Explicar, buscar,
seleccionar, emplear,
explicar
Bloque 2. Las fuerzas. La explicación de los cambios.
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Propósitos
del bloqueTema Subtema
Habilidades
del pensamiento
Que los alumnos:
1. Empiecen a construir explicaciones
utilizando un modelo atómico
simple, reconociendo sus
limitaciones y la existencia de otros
más completos.
2. Relacionen el comportamiento
del electrón con fenómenos
electromagnéticos
macroscópicos. Particularmente
que interpreten a la luz como
una onda electromagnética y se
asocie con el papel que juega el
electrón en el átomo.
3. Comprendan y valoren la
importancia del desarrollo
tecnológico y algunas de sus
consecuencias en lo que respecta
a procesos electromagnéticos y a
la obtención de energía.
4. Integren lo aprendido a partir
de la realización de actividades
experimentales y la construcción
de un dispositivo que les
permita relacionar los conceptos
estudiados con fenómenos y
aplicaciones tecnológicas.
1. Aproximación a fenómenos
relacionados con la
naturaleza de la materia
1.1. Manifestaciones de la
estructura interna de la
materia
Clasificar, identificar,
describir, identificar, explicar
2. Del modelo de partícula
al modelo atómico
2.1. Orígenes de la teoría
atómica
Apreciar, reconocer, explicar,
reconocer, representar, señalar
3. Los fenómenos
electromagnéticos
3.1. La corriente eléctrica en
los fenómenos cotidianos
Analizar, analizar, contrastar,
reinterpretar, describir,
clasificar
3.2. ¿Cómo se genera el
magnetismo?
Relacionar, analizar,
contrastar, reinterpretar,
reconocer, valorar
3.3. ¡Y se hizo la luz! Las ondas
electromagnéticas
Diseñar, interpretar, explicar,
describir, relacionar,
reconocer, asociar
Integración y aplicación
¿Cómo se genera la electricidad
que utilizamos en casa?
(ámbitos: del ambiente y la
salud y de la tecnología)
¿Cómo funciona el láser?
(ámbitos: del ambiente y la
salud y de la tecnología)
¿Cómo funciona el teléfono
celular? (ámbitos: del ambiente
y la salud y de la tecnología)
Explicar, describir,
seleccionar, analizar,
comunicar, analizar, valorar
Propósitos
del bloque
Tema Subtema Habilidades
del pensamiento
Que los alumnos:
1. Construyan explicaciones
sencillas de procesos o
fenómenos macroscópicos
como los asociados con el
calor, la presión o los cambios
de estado, utilizando el modelo
cinético corpuscular.
2. Comprendan el papel de los
modelos en las explicaciones
de los fenómenos físicos,
así como sus ventajas y
limitaciones.
3. Reconozcan las dificultades
que se encontraron en el
desarrollo histórico del
modelo cinético.
4. Apliquen e integren
habilidades, actitudes y
valores durante el desarrollo
de proyectos, enfatizando el
diseño y la elaboración de
dispositivos y experimentos
que les permitan explicar y
predecir algunos fenómenos
del entorno relacionados
con los conceptos de calor,
temperatura y presión.
5. Reflexionen acerca de los
desarrollos tecnológicos
y sus implicaciones
ambientales y sociales.
1. La diversidad de
objetos
1.1. Características de la materia. ¿Qué
percibimos de las cosas?
Experimentar, identificar,
medir, utilizar.
1.2. ¿Para qué sirven los modelos?Identificar, caracterizar,
reconocer, interpretar, analizar
2. Lo que no percibimos
de la materia
2.1. ¿Un modelo para describir la materia?Construir, probar, analizar,
comparar
2.2. La construcción de un modelo para
explicar la materia
Identificar, asociar, valorar
Describir, explicar, comparar,
explicar
3. Cómo cambia el
estado de la materia
3.1. Calor y temperatura, ¿son lo mismo?
Experimentar, explicar
Diferenciar, describir, analizar,
identificar, utilizar
3.2. El modelo de partículas y la presión
Relacionar, explicar, medir,
explicar, diferenciar, relacionar,
utilizar
3.3. ¿Qué sucede en los sólidos, los líquidos
y los gases cuando varía su temperatura
y la presión ejercida sobre ellos?
Describir, explicar
4. Proyectos: Investigar;
imaginar, diseñar y
experimentar para
explicar o innovar
¿Cómo funcionan las máquinas de vapor?
(ámbitos de ambiente y salud, de la tecnología y
del conocimiento cintífico)
¿Cómo se predice el estado del clima?
(ámbitos de la tecnologia del ambiente y la
salud)
¿Cómo funciona el submarino? (ámbitos de la
vida y de la tecnologia)
Identificar, analizar, proponer.
Bloque 3. Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos.
Bloque 4. Manifestaciones de la estructura interna de la materia.
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Ciencias 2 con énfasis en física
Propósitos
del bloque
Tema Subtema Habilidades
del pensamiento
Que los alumnos:
1. Relacionen los conocimientos
básicos de la física con
fenómenos naturales, la
tecnología o situaciones de
importancia social.
2. Aprovechen los
conocimientos adquiridos en
el curso para comprender las
explicaciones actuales acerca
del origen y la evolución del
universo.
3. Valoren el desarrollo de
la ciencia, así como su
interacción con la tecnología
y las implicaciones que tiene
en la salud, el ambiente y el
desarrollo de la humanidad.
4. Reflexionen alrededor de
la ciencia como actividad
humana e identifiquen que
los productos de este campo
de conocimientos pueden
usarse tanto en beneficio
como en perjuicio de la
humanidad y del ambiente.
5. Conozcan y valoren los
conocimientos elaborados
por diversas culturas para
explicarse los fenómenos de
la naturaleza, en especial
los ligados a las culturas de
nuestro país.
6. Desarrollen proyectos en los
que planteen interrogantes
y busquen respuestas,
con creatividad, acerca
de asuntos de su interés
relacionados con lo que se
estudió en el curso; que
dichos proyectos involucren
la selección y organización de
la información, el diseño y la
elaboración de dispositivos,
así como actividades
experimentales o de análisis
de situaciones problemáticas.
Además de que dirijan sus
propios trabajos y colaboren
con responsabilidad al
trabajar en equipo.
7. Analicen y argumenten
con bases científicas la
información presentada por
otros compañeros.
1. La fìsica y el
conocimiento del
universo (obligatorio)
¿Cómo se originó el universo?
(ámbito: del conocimiento)
Analizar, identificar, describir,
explicar, reconocer, utilizar.
¿Cómo descubrimos los misterios del
universo? (ámbitos: del conocimiento
científico y de la tecnología)
Describir, reconocer,
relacionar
2. La tecnología y la
ciencia (temas y
preguntas opcionales)
¿Cuáles son las aportaciones de la
ciencia al cuidado y conservación de
la salud? (ámbitos: de la tecnología y
de la vida)
Relacionar, explicar
2.2. ¿Cómo funcionan las
telecomunicaciones? (ámbito: de
la tecnología)
Describir, reflexionar
3. Física y medio
ambiente (temas y
preguntas opcionales)
¿Cómo puedo prevenir riesgos y
desastres naturales haciendo uso del
conocimiento científico y tecnológico?
(ámbitos: del conocimiento científico,
de la tecnología, y del ambiente y la
salud)
Identificar, describir, valorar
¿Crisis de energéticos? ¿Cómo
participo y qué puedo hacer?
(ámbitos: del conocimiento científico,
de la tecnología, y del ambiente y la
salud)
Relacionar, explicar,
reconocer, diferenciar,
identificar, enumerar,
justificar, reflexionar
4. Ciencia y tecnología
en el desarrollo de
la sociedad(temas y
preguntas opcionales)
¿Qué ha aportado la ciencia al
desarrollo de la humanidad?
(ámbitos: del conocimiento científico
y de la tecnología)
Analizar, describir, valorar
Breve historia de la física y la
tecnología en México
(ámbitos: del conocimiento científico
y de la tecnología)
Describir, comparar
Bloque 5. Conocimiento, sociedad y tecnología
10
El libro se encuentra dividido en cinco bloques que, por medio de textos, gráficas, imágenes,
información y actividades, te acercan de una forma sencilla y útil a la ciencia y la tecnología.
Al inicio de cada bloque encontrarás los propósitos y aprendizajes esperados del programa de
la asignatura en la sección titulada ¿Qué aprenderé? Es decir, contarás con información sobre qué
vas a aprender y para qué, a fin de que te familiarices con lo que enseguida comenzarás a estudiar
y te des cuenta de la importancia de tu participación activa en el aprendizaje.
Cada bloque cuenta con:
En la sección Reflexiona recuperarás
y aplicarás los conocimientos que ya
tienes. Así te interesarás en el tema que
estudiarás y se te facilitará la construcción
de los conocimientos, habilidades, valores
y actitudes en relación con aquello que se
desarrolla en cada bloque.
Además, a lo largo de tu libro encontrarás
actividades donde aplicarás y construirás
tus aprendizajes.
Tema selecto: En esta sección a través de
una temática relacionada con el resto de los
contenidos, indentificarás con facilidad la
relación que existe entre la ciencia y tu vida
cotidiana.
Glosario: en él encontrarás términos que son
importantes para la disciplina, pero que no
son de uso común. Al leer, las localizarás
resaltadas en color y sabrás que cercana a
ellas, en la misma página estará su definición
que te explica el significado.
Bloque 1
20
El papel de los sentidos en la percepción
de movimientos rápidos o lentos
Y ¿qué pasa con el sonido? ¿Es algo que se mueve? Si es así
¿qué se mueve? Cuando tocamos un tambor podemos sentir cómo
vibra. Si queremos que suene más fuerte, mayor deberá ser el tam-
bor y más fuerte deberemos golpearlo. En realidad siempre que hay
sonido es porque hay algo que vibra, ¿te has fijado en una bocina?
Es un cono de cartón o plástico que vibra y mueve el aire, al igual
que el tambor. Este movimiento se transmite por el aire hasta llegar
a nuestros oídos.
Cuando enciendes el interruptor de electricidad para activar un
foco y obtener luz, ¿tarda mucho en iluminarse toda la habitación
en la que te encuentras? Se ilumina demasiado rápido, ¿verdad?
Así es, pues la luz que emite ese foco, y en general la emitida por
cualquier otra fuente luminosa, recorre aproximadamente 300 000
km en un segundo. Pero también depende del medio en el cual se
propague.
A todo lo que emite luz, lo llamamos fuente luminosa y es una
fuente primaria cuando es emitida por un cuerpo (el Sol, por ejem-
plo) y se le denomina secundaria cuando refleja la luz de una fuente
original (como es el caso de la Luna). Los dos ejemplos anteriores
de fuentes de luz son naturales, porque son parte de la naturaleza,
pero también los hay artificiales, como la que se obtiene con una
lámpara o un foco.
Cuando tu mamá te pide que le ayudes a hacer algo, ¿tarda mucho
en llegar a tus oídos el sonido de sus palabras con su petición?
Los sonidos se producen cuando se perturba el medio. Algunos
sonidos no alcanzan la vibración adecuada para que nuestros oídos
perciban el sonido que emiten; por ejemplo, los terremotos producen un
sonido muy por debajo del que podemos nosotros percibir. La voz humana,
en cambio, se produce cuando las cuerdas vocales vibran. Éstas son dos
membranas que se encuentran a la entrada de la laringe, permanecen
abiertas para dejar pasar libremente el aire cuando estamos en silencio,
y se cierran, de tal manera que al pasar el aire por ellas, las hace vibrar
y se produce la voz.
Con base en lo anterior, te será fácil comprender por qué a las fuentes
que producen sonido se les llama vibratorias.
Y
¿q
vib
bo
so
Es
qu
a
fo
en
As
cu
km
pr
fu
pl
or
de
pe
lá
en l
Aunque parezca
increíble, cientos
de eventos suceden en
el lapso de un segundo;
por ejemplo, un águila recorre 24
metros de distancia en ese tiempo,
mientras que una mosca sola-
mente recorre cinco metros. ¿Cuál
de los dos animales se mueve más
rápido?, ¿por qué? Elabora una defi-
nición propia del concepto rapidez.
También tenemos en la naturaleza
otros ejemplos muy peculiares, que
podemos comparar con respecto a
la rapidez de movimiento del ser
humano. ¿Sabías que un caracol
es mil veces menos rápido que el
hombre? ¿Qué otro animal consi-
deras se asemeja al caracol en su
rapidez?
unque
increíble
ventos suc
o de un sel lapso
por ejemplo un á
de ev
el lapso
s
perci
sonid
en ca
mem
abie
y se
y se
C
que
“No permiten sombras ni
silencios”
• Elabora un listado con el mayor
número de fuentes vibrantes y
luminosas que conozcas.
• Clasifica estas últimas, de
acuerdo con los criterios que leíste
anteriormente.
• En la clase siguiente compartan su
información y vean quiénes encon-
traron algunas fuentes poco comu-
nes o que casi nadie conocía.
Fig. 1.8 El Sol emite luz y la Luna la refleja.
El movimiento
59
El láser y la cirugía médicaEn nuestros días, el láser cumple funciones sumamente útiles en diversos campos
de la vida cotidiana. Su uso se ve reflejado en los reproductores de discos compactos,
impresoras, lectores de códigos de barras, las comunicaciones con fibra óptica, y en los
hologramas contra falsificaciones, entre muchas otras aplicaciones.
La industria, la investigación científica y tecnológica, las comunicaciones y la tecnología
militar son áreas en donde también el dispositivo láser es muy útil, ya que ha facilitado el
desarrollo de todas ellas. Sin embargo, queremos poner especial énfasis en la medicina,
pues el desarrollo de la misma es de elevado interés para la sociedad. Por ello, hemos
decidido presentarte algunas de las aplicaciones médicas de esta herramienta creada
en la primera mitad del siglo pasado.
Primero tratemos de entender qué es un láser. Éste es un rayo de luz cuyas ondas están
muy ordenadas. Son del mismo color y viajan en la misma dirección, lo que provoca que
el haz de luz del láser sea controlable; esto es lo que permite que el láser tenga una gran
cantidad de aplicaciones. Las características de este singular rayo de luz se generan de
la siguiente manera:
a) Un rayo de luz choca contra un átomo y le transfiere cierta cantidad de energía
llamada fotón; se menciona, entonces, que el átomo está excitado.
b) Cuando los fotones chocan contra un átomo, provocan que éste desprenda a
su vez otro fotón, y así sucesivamente hasta formar un gran flujo. El grupo de foto-
nes viaja en la misma dirección, además de generar un rayo de luz mucho más
potente que el inicial.
Este proceso recibe el nombre de amplificación de la luz por estimulación y emisión de
radiación, conocido comúnmente como láser, por sus siglas en inglés.
Anteriormente, las cirugías que se realizaban a pacientes requerían de una gran inci-
sión, la eliminación de tejidos o el corte de los mismos; dicha actividad siempre impli-
caba un riesgo en cuanto a la utilización del bisturí, que si bien no ha dejado de ser un
instrumento necesario en las intervenciones quirúrgicas, sí ha perdido su carácter de
imprescindible. Algunas ventajas de usar el láser en las intervenciones médicas son las
siguientes: cicatrización pronta; disminución de dolores posteriores a la intervención, gra-
cias al sellado de las terminales nerviosas; y esterilidad, debido a la ausencia de contacto
con materiales mecánicos, así como un menor tiempo de hospitalización.
Pero una de las aportaciones más importantes e interesantes de los procedimientos
médicos que se han introducido con la utilización del láser, es la posibilidad de realizar
cirugías a escala microscópica, además de la ausencia de heridas. Al usar fibras ópticas
para dirigir el láser, el tamaño de éstas facilita el empleo del láser como una eficaz herra-
mienta de corte, ya que es controlada por medio de una computadora. El láser tiene la
característica de suministrar la cantidad de energía necesaria en el lugar adecuado, por
lo cual resulta altamente confiable en procedimientos médicos que requieren de gran
precisión, como en la eliminación de cálculos renales.En oftalmología, las ondas generadas por el láser sirven como soldadura para la retina
desprendida, ya que al calentar los vasos sanguíneos dañados alrededor de ésta, cicatri-
zan más rápido. Aun cuando definitivamente es un recurso magnífico, los médicos deben
ser muy cuidadosos al emplearlo, para que la potencia del rayo no dañe otras partes del
órgano que se está atendiendo u otros órganos cercanos. Otros padecimientos oculares
pueden corregirse por medio de una operación en la que el láser cambia la curvatura de
la córnea y repara el tejido. Los pacientes no sienten dolor durante la operación ni tam-
poco después de ella y las molestias se reducen a una leve comezón de ojos por un par
de horas; en otras palabras, el paciente sólo permanece en el hospital el tiempo mínimo
átomo. Partícula o unidad básica de cualquier elemento químico.cálculos renales.
Formaciones pétreas de sales orgánicas que se encuentran principalmente en los riñonesy vías urinarias.fibra óptica. Largo y delgado filamento de sílice fundido u otra sustancia transpa-rente, utilizado para transmitir información.oftalmología. Parte de la medicina que estudia las enferme-dades de los ojos.
Guía de uso
11
Ciencias 2 con énfasis en física
Bibliografía: Al final del libro está la bibliografía por
bloques para ti y tu maestro, así como referencias
electrónicas que son un apoyo más para realizar tus
investigaciones, profundizar en los temas que requie-
ras o en aquellos que sean de tu interés.
119
Las fuerzas La explicación de los cambios
Propósito: Comprobar la interacción entre dos imanes.
Materiales:
• Una regla de plástico o madera de 30 cm.
• Cinta adhesiva.
• Un trozo de hilo de 20 cm.
• Dos imanes de barra.
Procedimiento:
• Coloca la regla en la orilla de la mesa, de tal manera que una
mitad de la regla quede sobre la mesa y la otra mitad sobresalga
por la orilla. Fija la parte que queda sobre la mesa con la cinta
adhesiva.
• Amarra por la mitad uno de los imanes con el hilo; fija a la regla
el otro extremo del hilo con la cinta adhesiva, de tal manera que
el imán quede suspendido en el aire.
• Espera unos minutos hasta que el imán deje de girar.
• Acerca progresivamente el extremo del otro imán a uno de los polos del imán
suspendido.
¿Qué sucede?
• Ahora, acerca el mismo extremo del imán al otro polo del
imán suspendido.
¿Qué sucede?
¿A qué se deben los resultados obtenidos?
• Esquematiza tus observaciones.
Fig. 2.41 Recuerda que el imán debe girar libremente.
Fig. 2.40 La magnetita es un mineral de hierro.
Sugerencia de una práctica de laboratorio Interacción entre imanes
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2.40.40 ees sFigFig. 2. 22 LaLa mamagnegnetittita ea e0 La magnetita eininereun u mimii raral dde he ierierro.ro.r
• Ahora, acerca• Ahora, acer
imán suspendido.imámán suspendido.
Fig. 2.41 Recuerda que eReimán debe girar libremene
153
Las interaccionesde la materia
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215
Manifestaciones de la estructura interna
de la materia
Introducción
La generación de energía eléctrica en la Comisión Federal de Electricidad (CFE) se realiza en
centrales hidroeléctricas, termoeléctricas, eólicas (viento) y nucleares.
Al finalizar el mes de marzo de 2006, la CFE contó con una capacidad efectiva ins-
talada para generar energía eléctrica de 45 651.76 megawatts (MW), de los cua-
les 8 245.90 MW son de productores independientes (termoeléctricas); 10 284.98
MW son de hidroeléctricas; 22 194.33 MW corresponden a las termoeléctricas de
CFE; 2 600 MW a carboeléctricas; 959.50 MW a geotermoeléctricas; 1 364.88 MW
a la nucleoeléctrica, y 2.18 MW a la eoloeléctrica.
Objetivo
Conocer la manera en que se genera la energía eléctrica utilizada en tu comunidad, ade-
más de reflexionar y establecer recomendaciones para ahorrar electricidad en la escuela
y el hogar.
Sugerencias de actividades
• Investiguen la manera en la que se origina la corriente eléctrica en el ámbito ató-
mico (mediante el movimiento de electrones) y realicen un modelo para explicarlo.
• De las formas anteriormente citadas de generación de energía eléctrica, investi-
guen cuál genera la energía que llega a sus hogares.
• De igual manera investiguen si existe alguna planta generadora de la Comi-
sión Federal de Electricidad en su comunidad para organizar una visita a la misma.
• Busquen fotos de diversas plantas de generación de electricidad y elaboren un
collage para presentarlo en un periódico mural.
• Busquen en diversos medios, incluyendo la Internet, formas de ahorro de energía
eléctrica en el hogar.
Fig. 4.41 La electricidad se genera de diversas maneras.
4. Proyectos:Investigar, imaginar, diseñar y experimentar para explicar o innovar
Aprendizajes esperados
• Explicar algunos fenómenos naturales y descri-
bir el funcionamiento básico de aplicaciones
tecnológicas con base en el modelo atómico
de la materia y en el comportamiento de los
electrones.
• Seleccionar y analizar información de diferentes
medios para apoyar la investigación.
• Comunicar por medios escritos, orales y gráficos
los resultados obtenidos en los proyectos.
• Analizar críticamente los beneficios y perjuicios
de los desarrollos científico y tecnológico en el
ambiente y en la sociedad.
• Valorar las implicaciones de la tecnología en los
estilos actuales de vida.
Fig 4 41 La electricidad se
4.1. ¿Cómo se genera la electricidad que utilizamos en casa?
(Ámbitos: del ambiente y la salud y de la tecnología)
Bibliografía
Las prácticas que hay en cada
bloque son una propuesta más para
que junto con tu maestro apliquen en
el laboratorio tus aprendizajes.
Como ya lo has trabajado en tu curso de
Ciencias 1 con énfasis en biología, tu libro
cuenta con proyectos a través de los cuales se
integran y aplican los contenidos temáticos de
esta asignatura con énfasis en física.
Al final de cada bloque encontrarás mapas
conceptuales; los cuales te permitirán visualizar
de manera general los contenidos que se
estudiaron.
12
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Presentación para el alumno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Presentación para el maestro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Tabla de contenidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Guía de uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
BLOQUE I. EL MOVIMIENTO. LA DESCRIPCIÓN
DE LOS CAMBIOS EN LA NATURALEZA . . . . . 14
1. La percepción del movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.1. ¿Cómo sabemos que algo se mueve? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Nuestra percepción de los fenómenos de la • naturaleza por medio del cambio y el movimiento . . . . . . . . . . 17
El papel de los sentidos en la percepción de • movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.2. ¿Cómo describimos el movimiento
de los objetos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Experiencias alrededor del movimiento en • fenómenos cotidianos y de otras ciencias . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
La descripción y medición del movimiento: marco de referencia • y trayectoria; unidades y medidas de longitud tiempo . . . . . . . 24
La descripción y medición del movimiento• . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Sistema de referencia• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Trayectoria• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Desplazamiento y distancia• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Unidades y medidas de longitud y tiempo• . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Conversión de unidades• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Relación desplazamiento-tiempo• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Movimiento Rectilíneo Uniforme• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Más sobre gráficas de posición-tiempo• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Universo en movimiento• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.3. Un tipo particular de movimiento:
el movimiento ondulatorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Los elementos de una onda• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Tipos de ondas• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Relación entre longitud de onda y frecuencia• . . . . . . . . . . . . . . 48
Características del sonido• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Propiedades del sonido• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Algunas aplicaciones de las ondas del sonido• . . . . . . . . . . . . . . 51
Sugerencia de una práctica de laboratorio• . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2. El trabajo de Galileo: una aportación
para la ciencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.1. ¿Cómo es el movimiento
de los cuerpos que caen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
“Experiencias alrededor de la caída libre• . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.2. ¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad
cambia? La aceleración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Experiencias alrededor de movimientos en los • que la velocidad cambia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
La aceleración cómo razón de cambio de la • velocidad en el tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Aceleración en gráficas velocidad-tiempo• . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
El láser y la cirugía médica• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Proyectos: investigar, imaginar, diseñar
y experimentar para explicar o innovar . . . . . . . . . . . . . . . 66
3. Proyectos de integración y aplicación . . . . . . . . . . . 66
3.1. ¿Cómo se propagan y anticipan
los terremotos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.2. ¿Cómo se mide la velocidad
en los deportes? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.3. ¿Cómo potenciamos nuestros sentidos para conocer más y
mejor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
BLOQUE II. LAS FUERZAS. LA EXPLICACIÓN
DE LOS CAMBIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1. El cambio como resultado de las
interacciones entre objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
1.1. ¿Cómo se pueden producir cambios?
El cambio y las interacciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
ÍndiceExperiencias alrededor de fenómenos• de interacción por contacto y a distancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
La idea de fuerza en la cotidianeidad• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2. Una explicación del cambio: la idea de fuerza . . . . 78
2.1. La idea de fuerza: el resultado
de las interacciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
El concepto de fuerza como descriptor de las interacciones• . 79
Reposo• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.2. ¿Cuáles son las reglas del movimiento?
Tres ideas fundamentales
sobre las fuerzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
La medición de la fuerza• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
La idea de inercia• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
La relación de la masa con la fuerza• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
La descripción y predicción del movimiento• mediante las leyes de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Diferencia entre masa y peso• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
La acción y la reacción• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
La aportación de Newton y su importancia en el desarrollo de la • física y la cultura de su tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.3. Del movimiento de los objetos en la Tierra al
movimiento de los planetas.
La aportación de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
La gravitación como fuerza; la ley de Newton• . . . . . . . . . . . . . . 101
3. La energía: una idea fructífera y alternativa
a la fuerza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.1 La energía y la descripción
de las transformaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
La idea de la energía en la cotidianidad. • . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.2 La energía y el movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4. Las interacciones eléctrica y magnética . . . . . . . . 112
4.1 ¿Cómo por acto de magia?
Los efectos de las cargas eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Experiencias alrededor de los fenómenos • electrostáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Formas de cargar eléctricamente los objetos• . . . . . . . . . . . . . . 114
Interacción entre cargas eléctricas;• la fuerza eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Energía eléctrica• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.2 Los efectos de los imanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Sugerencia de una práctica de laboratorio• . . . . . . . . . . . . . . . . 120
“El magnetismo terrestre• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
El comportamiento de los imanes. • Fuerza magnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Sugerencia de una práctica de laboratorio • Interacción entre imanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Sugerencia de una práctica de laboratorio • Tipos de imanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5. Proyecto: investigar: imaginar, diseñar
y experimentar para explicar o innovar . . . . . . . . . . 129
5.1 ¿Cómo se producen las mareas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
5.2 ¿Qué materiales se pueden magnetizar y qué
aplicaciones tiene esta propiedad? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.3 ¿Cómo intervienen las fuerzas en la
construcción de un puente colgante? . . . . . . . . . . . . . . . . 132
BLOQUE III. LAS INTERACCIONES DE LA
MATERIA. UN MODELO PARA DESCRIBIR
LO QUE NO PERCIBIMOS . . . . . . . . . . . . . . . 134
1. La diversidad de objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
1.1 Características de la materia.
¿Qué percibimos de las cosas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Experiencias alrededor de algunas características • de la materia: sus estados de agregación . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Noción de materia• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Las propiedades generales de la materia • y su medición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
1.2 ¿Para qué sirven los modelos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
13
Ciencias 2 con énfasis en física
Los modelos y las ideas que representan• . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
El papel de los modelos en la ciencias• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
2. Lo que no percibimos de la materia . . . . . . . . . . . . . 151
2.1 ¿Un modelo para describir la materia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Experiencias alrededor de la estructura • de la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Las ideas de Aristóteles• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Newton y la estructura de la materia• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
2.2 La construcción de un modelo
para explicar la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Desarrollo histórico del modelo cinético de • partículas de la materia: de Newton a Boltzmann . . . . . . . . . . 154
Volumen, masa, densidad y estados físicos • interpretados con el modelo cinético de partículas . . . . . . . . . 157
Estado líquido• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Estado gaseoso• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Estado sólido• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
3. Cómo cambia el estado de la materia . . . . . . . . . . . 161
3.1 Calor y temperatura, ¿son lo mismo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Experiencia cotidianas alrededor del calor y la temperatura• . . 162
Explicación del calor en términos del modelo cinético. • La energía térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Cadenas de transformación de la energía• . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Transformaciones entre calor y otras • formas de energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Principios de la conservación de la energía• . . . . . . . . . . . . . . . . 169
3.2 El modelo de partículas y la presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Experiencias alrededor de la presión• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Presión en líquidos y gases. Relación de la presión • con las colisiones de partículas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Presión y fuerza, dos conceptos diferentes• . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Principio de Pascal• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.3 ¿Qué sucede en los sólidos, los líquidos
y los gases cuando varía su temperatura
y la presión ejercida sobre ellos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Experiencias alrededor de algunos cambios en • el estado de agregación de la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Cambios de estado de agregación de la materia• . . . . . . . . . . . 174
Representación gráfica de los cambios de estado• . . . . . . . . . . 177
4. Proyectos: investigar: imaginar, diseñar
y experimentar para explicar o innovar . . . . . . . . . . 181
4.1 ¿Cómo se predice el estado del clima? . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.2 ¿Cómo funciona el submarino? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
BLOQUE IV. MANIFESTACIONES
DE LA ESTRUCTURA INTERNA
DE LA MATERIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
1. Aproximación a fenómenos relacionados
con la naturaleza de la materia . . . . . . . . . . . . . . . . 186
1.1 Manifestaciones de la estructura interna
de la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Experiencias comunes con la electricidad, la luz • y el electroimán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Conductores y aislantes• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Los colores y la luz• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
El electroimán• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Limitaciones del modelo de partículas para explicar la • naturaleza de la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
2. Del modelo de partícula al modelo atómico . . . . . . 193
2.1. Orígenes de la teoría atómica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
De las partículas indivisibles al átomo divisible: desarrollo histórico • del modelo atómico de la materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
La teoría atómica moderna• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
El modelo de Thomson• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
El modelo de Rutherford• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
El modelo de Bohr• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Constitución básica del átomo: núcleo (protones y neutrones) y • electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
3. Los fenómenos electromagnéticos . . . . . . . . . . . . . 199
3.1. La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos . . . . . . 199
El electrón como unidad fundamental de carga eléctrica. Historia • de las ideas sobre corriente eléctrica. El movimiento
de electrones: una explicación para la corriente eléctrica . . . 201
Flujo de electrones o corriente eléctrica• . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Materiales conductores y aislantes de corriente• . . . . . . . . . . . 203
3.2. ¿Cómo se genera el magnetismo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Experiencias acerca del magnetismo producto por el • movimiento de los electrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Comportamiento del campo magnético• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Inducción electromagnética• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
¿Te gustaría saber cómo funciona un motor eléctrico?• . . . . . . 210
Aplicaciones cotidianas de la inducción electromagnética• . . . 211
3.3. ¡Y se hizo la luz! Las ondas electromagnéticas . . . . . . . . . . 211
Experiencias alrededor de la luz• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Refracción de la luz• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Ondas electromagnéticas• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Emisión de las ondas electromagnéticas• . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Propagación de las ondas magnéticas• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Espectro electromagnético• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
La radiación infrarroja• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
La radiación ultravioleta• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Arcoíris• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
4. Proyectos: investigar: imaginar, diseñar
y experimentar para explicar o innovar . . . . . . . . . . 224
4.1 ¿Cómo se genera la electricidad que utilizamos en casa? . 224
4.2 ¿Cómo funciona el láser? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
4.3 ¿Cómo funciona el teléfono celular? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
BLOQUE V. CONOCIMIENTO, SOCIEDAD
Y TECNOLOGÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
1. La física y el conocimiento del universo
(obligatorio). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
¿Cómo y cuándo se originó el universo? (ámbito: • del conocimiento científico) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Diferencia entre astronomía y astrología• . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Estructura del universo• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Teoría de la gran explosión• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
La expansión del universo y su futuro: expansión • y contracción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Influencia del desarrollo de la tecnología • en el avance de la astronomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
2. La tecnología y la ciencia
(temas y preguntas opcionales) . . . . . . . . . . . . . . . 244
¿Cuáles son las aportaciones de la ciencias para el cuidado y • la conservación de la salud? (ámbitos: de la tecnología
y de la vida) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
¿Cómo funcionan las telecomunicaciones? • (ámbito: de la tecnología) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
3. Física y medio ambiente
(temas y preguntas opcionales) . . . . . . . . . . . . . . . 249
¿Cómo puedo prevenir riesgos y desastres naturales haciendo uso • del conocimiento científico y tecnológico? (ámbitos: del conocimiento
científico, de la tecnológia, y del ambiente y la salud . . . . . . . . . . . 249
¿Crisis de energéticos? ¿Cómo participo y qué puedo hacer? • (ámbitos: del conocimiento científico, de la tecnología,
del ambiente y de la salud) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Ciencia y tecnología en el desarrollo de la sociedad • (temas y preguntas opcionales)• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
¿Qué ha aportado la ciencia el desarrollo de la humanidad?• (ámbito: del conocimiento científico y de la tecnología)• . . . . . . 253
Breve historia de la física y la tecnología en México• (ámbitos: del conocimiento científico y de la tecnología).• . . . . 255
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Apéndice de actividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Notas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262