Bloque 1. La descripción del movimiento y la fuerza Tema 1. El movimiento de los objetos

Tema 1: Marco de referencia y trayectoria; diferencia entre desplazamiento y distancia recorrida.

El movimiento

Es el cambio de posición que experimenta un cuerpo en un intervalo de tiempo, con respecto a un marco de referencia que se considera fijo. Por el contrario, decimos que un cuerpo se encuentra en reposo cuando no cambia de posición con respecto al tiempo y al espacio.

Marco de Referencia

Un marco de referencia o sistema de referencia es un conjunto de elementos usadas para poder medir la posición y otras magnitudes físicas de un objeto o sistema físico en el tiempo y el espacio. (No hay un sistema mejor que otro)

En mecánica (rama de la física que se encarga del estudio del movimiento) frecuentemente se usa el término para referirse a un sistema de coordenadas.

Un sistema de referencia se establece básicamente por dos elementos, donde el primer elemento es un punto de referencia arbitrario, normalmente perteneciente a un objeto físico, a partir del cual se consideran las distancias. El segundo elemento es un sistema de ejes de coordenados. Los ejes de coordenadas tienen como origen de coordenadas en el punto de referencia, y sirven para determinar la dirección del cuerpo en movimiento (o expresar respecto a ellos cualquier otra magnitud física vectorial)

Distancia

La distancia se refiere a cuanto espacio recorre un objeto durante su movimiento. Es la cantidad que se movió un objeto. Por ser una medida de longitud, la distancia se expresa en unidades de metro según el Sistema Internacional de Medidas. Al expresar la distancia, por ser una cantidad escalar, basta con mencionar la magnitud y la unidad. Imagina que comienzas a caminar siguiendo la trayectoria: ocho metros al norte, doce metros al este y finalmente ocho metros al sur. Luego del recorrido, la distancia total recorrida será de 28 m. El número 28 representa la magnitud de la distancia recorrida y la “m” representa la unidad utilizada que es el “metro”

Trayectoria

Camino o recorrido que sigue alguien o algo al moverse.

Desplazamiento

El desplazamiento se refiere a la distancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de un objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial. Los vectores se describen a partir de la magnitud y de la dirección. Vamos a considerar la misma figura del ejemplo anterior.

Tiempo

Es la magnitud física que permite medir la duración de un movimiento o fenómeno.

Δt = tf – ti

Donde tf es el tiempo final (el momento en que termina el movimiento del objeto) y ti es el tiempo inicial (el momento en que inicio el movimiento del objeto). El signo del resultado de la operación indica la dirección del desplazamiento según el sistema de coordenadas definido. En de la figura, el desplazamiento hubiese sido +12m al este.

Debemos tener en cuenta que, para las mediciones que llevamos a cabo en nuestra vida cotidiana, asumimos a la Tierra como marco de referencia, es decir, no consideramos sus movimientos de rotación y traslación.

Se denominará onda al proceso mediante el cual una perturbación se propaga con velocidad finita de un punto al otro del espacio sin que se produzca transporte neto de materia.
Se clasificarán las ondas según el medio en el que se propagan (vacío o en un medio material), según la dirección de vibración (transversales y longitudinales), y si son viajeras o estacionarias.
El estudio de las ondas no es fácil para el estudiante, ya que su aspecto cambia con el tiempo. Para explicar este tema, es importante no sólo la representación espacial de la onda en un instante, sino también como va evolucionando temporalmente. Hojeando las series de fotografías en el libro Física PSSC, volumen I, capítulo 6, nos damos cuenta de la importancia didáctica de estas representaciones.
Se empezará representando en diversos instantes, la función que describe la propagación sin distorsión de una perturbación cualesquiera, para estudiar posteriormente, las características esenciales de un movimiento ondulatorio armónico.
Los estudiantes deben de percibir que las velocidades de las partículas del medio varían en magnitud y dirección y no tienen un único valor como lo tiene la velocidad de propagación. Las ondas longitudinales son más difíciles de comprender ya que la velocidad de las partículas y la velocidad de propagación tiene la misma dirección.
Como ejemplo, se estudiará la propagación de las ondas transversales en una cuerda, deduciéndose la velocidad de propagación de las ondas en términos de las propiedades del material. Más que la deducción matemática y sus aproximaciones, debe de resaltarse el desplazamiento de un elemento de la cuerda y las causas en términos de fuerzas que lo producen.
Se reconocerá mediante ejemplos, que en un movimiento ondulatorio se propaga el estado del movimiento. Se obtendrá la expresión de la energía por unidad de tiempo transportada por dichas ondas, definiendo el concepto intensidad, y su interpretación en términos del producto de las energías de los osciladores por unidad de volumen y de la velocidad de propagación.
Finalmente, veremos que la propagación de una onda entre dos medios de distintas propiedades mecánicas, eléctricas, ópticas, etc, da lugar a una onda reflejada y otra transmitida. Las condiciones de continuidad de la función que describe la onda y de su derivada primera, nos pemitirán hallar las amplitudes de las ondas reflejada y trasnmitida


BIBLIOGRAFIA: http://clubensayos.com/Ciencia/Marco-De-Referencia-Y-Trayectoria/243474.html
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/A_Franco/ondas/MovOndulatorio.html

Bloque II. Leyes del movimiento Tema 1. La explicación del movimiento en el entorno

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercía, nos dice que si sobre un cuerpo no actua ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).
Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actua ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

---

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.
La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s², o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s²

La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.
Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:

p = m · v

La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s . En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:
La Fuerza que actua sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,

F = dp/dt

De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:

F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v

Como la masa es constante

dm/dt = 0

y recordando la definición de aceleración, nos queda

F = m a

tal y como habiamos visto anteriormente.
Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actua sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que:

0 = dp/dt

es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservación de la cantidad de movimiento: si la fuerza total que actua sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.

---

Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.
La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.
Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros tambien nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actuan sobre cuerpos distintos.

                   

BIBLIOGRAFA:http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html
bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com

Efectos de las fuerzas en la tierra y el universo

Gravitación Universal

Newton en base a los descubrimientos de Galileo Galilei, Kepler, Brahe y otros científicos que lo antecedieron deduce la Ley de Gravitación Universal, contribuyendo grandemente a la Física, ya que con esta ley explica el movimiento permanente de los planetas al rededor del Sol.

Mediante esta Ley, Newton descubrió una propiedad más de la materia, en efecto, la materia además de ocupar un lugar en el espacio, de ser inerte, porosa, maleable, dúctil, etc., tiene una propiedad más que es la mutua atracción.

Según el razonamiento de Newton, entre el Sol y los planetas existe una atracción mutua, atracción que es mayor cuanto mayor sea la masa del planeta, y es menor cuanto mayor sea el cuadrado de su distancia al Sol. Sintetiza este planteamiento en la Ley de Gravitación Universal.

Ley de Gravitación Universal

"La fuerza de atracción entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa".

Campo Gravitatorio

Es el espacio dentro el cual un cuerpo es capaz de atraer a otro. La Tierra tiene su campo gravitatorio terrestre que es el espacio dentro el cual se manifiesta la gravedad.

La Luna, como todos los demás cuerpos, tiene su propio campo gravitatorio, una prueba de la existencia de este campo es la atracción que ejerce la Luna sobre los mares, originando las mareas.

El valor del campo gravitatorio es numéricamente igual a la aceleración de la gravedad y puede representarse como un vector dirigido hacia el objeto que produce el campo.

g = F/m

Gravedad

Es la fuerza de atracción (G) que ejerce la Tierra sobre los cuerpos que se encuentran dentro de su campo gravitatorio en virtud de la cual éstos caen hacia el centro de la Tierra. Este término "gravedad" se suele confundir con el concepto de aceleración de la gravedad (g), la aceleración de la gravedad es la variación de la velocidad de caída de un cuerpo hacía la Tierra y es consecuencia de la fuerza de atracción terrestre (gravedad).

Masa y Peso de los Cuerpos

Es común confundir la masa y el peso de los cuerpos debido a la costumbre de expresar el peso de los cuerpos en gramos y en kilogramos, en este sentido es fundamental definir masa y peso, así como establecer sus diferencias para poder comprender la teoría de la gravitación universal.

Masa (m), de forma elemental, se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo mientras que Newton establece que la masa de un cuerpo es la medida cuantitativa de la inercia de dicho cuerpo, es decir, a mayor masa a éste le corresponde mayor inercia. La unidad de medida de la masa es el kilogramo (kg).

Peso (p), es la fuerza con que es la Tierra atrae a un cuerpo como acción de la gravedad; así, el peso es una fuerza igual a la masa (m) del cuerpo por la aceleración de la gravedad (g), en consecuencia:

p = m . g

En otras palabras, el peso es una fuerza ocasionada por la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos que se encuentran en su superficie o en su campo gravitatorio y su unidad dde medida es el Newton (N).

Diferencia entre masa y peso

Características de masa	Características de peso
Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Es una magnitud escalar. Se mide con la balanza. Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud. Sus unidades de medida son el gramo (g) y el kilogramo (kg). Sufre aceleraciones	Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos. Es una magnitud vectorial. Se mide con el dinamómetro. Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud. Sus unidades de medida en el S.I. son la dina y el Newton. Prodece aceleraciones.

Tema 3. La energía y el movimiento

La energía es una propiedad que se relaciona con los cambios o procesos de transformación en la naturaleza. Sin energía ningún proceso físico, químico o biológico sería posible.

La forma de energía asociada a las transformaciones de tipo mecánico se denomina energía mecánica y su transferencia de un cuerpo a otro recibe el nombre de trabajo. Ambos conceptos permiten estudiar el movimiento de los cuerpos de forma más sencilla que usando términos de fuerza y constituyen, por ello, elementos clave en la descripción de los sistemas físicos.

El estudio del movimiento atendiendo a las causas que lo originan lo efectúa la dinámica como teoría física relacionando las fuerzas con las características del movimiento, tales como posición y velocidad.

Es posible, no obstante, describir la condición de un cuerpo en movimiento introduciendo una nueva magnitud, la energía mecánica, e interpretar sus variaciones mediante el concepto de trabajo físico. Ambos conceptos surgieron históricamente en una etapa avanzada del desarrollo de la dinámica y permiten enfocar su estudio de una forma por lo general más simple.

En el lenguaje ordinario energía es sinónimo de fuerza; en el lenguaje científico, aunque están relacionados entre sí, ambos términos hacen referencia a conceptos diferentes. Algo semejante sucede con el concepto de trabajo, que en el lenguaje científico tiene un significado mucho más preciso que en el lenguaje corriente.

Centrales para transformar energía.

El movimiento, el equilibrio y sus relaciones con las fuerzas y con la energía, define un amplio campo de estudio que se conoce con el nombre de mecánica.

La mecánica engloba la cinemática o descripción del movimiento, la estática o estudio del equilibrio y la dinámica o explicación del movimiento. El enfoque en términos de trabajo y energía viene a cerrar, pues, una visión de conjunto de la mecánica como parte fundamental de la física.

ENERGÍA POTENCIAL Y ENERGÍA CINÉTICA

La materia en ciertas condiciones tiene la capacidad de hacer trabajo. Por ejemplo:
Un cuerpo pesado y suspendido a gran altura puede hacer trabajo sobre un pilote si se deja caer sobre él.
Un resorte comprimido puede disparar un proyectil.
Una caída de agua puede hacer trabajo al mover una turbina.
El cuerpo pesado y suspendido y el resorte comprimido tienen energía de posición, en tanto que la caída de agua tiene energía en movimiento.
Esta capacidad para hacer trabajo se llama energía.
La energía mecánica existe en dos formas: la energía de posición o energía potencial (Ep) y la energía de movimiento o energía cinética (Ec).
Al tomar un martillo para clavar, se realiza lo siguiente:
Al elevar el martillo una distancia se efectúa un trabajo sobre el martillo.
La posición del martillo ha cambiado debido al trabajo realizado sobre él, o sea que la energía potencial del martillo ha aumentado respecto de su posición original (posición A). Entonces:

W = m g h

W = Ep

Esta energía potencial (Ep) se transforma en energía cinética (Ec) cuando al bajar (al moverse) el martillo golpea al clavo, haciendo trabajo sobre éste. Un cuerpo con energía cinética hace trabajo sobre otro cuerpo cuando es detenido por éste o cuando se disminuye su velocidad.

El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.

BIBLIOGRAFIA:http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Energia_mecanica_trabajo.html

http://tareasya.com.mx/index.php/tareas-ya/secundaria/ciencias-2/energia.html

http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/conservacion.htm

Bloque III. Un modelo para describir la estructura de la materia Tema 1. Los modelos de la ciencia

Características e importancia de los modelos en

la ciencia.

El hacer modelos siempre ha sido una respuesta del hombre para entender el mundo. Los científicos entienden por modelo una representación o analogía conveniente de un sistema real.
Hace ya muchos años (1966) que la prestigiosa revista
Scientific American
promocionó un Concurso internacional sobre modelos de aviones construidos con papel. Se presentaron más de 10 000 modelos procedentes de 30 países distintos. Entre los constructores se encontraban ingenieros aeronáuticos, científicos prestigiosos y escolares de pocos años. Los trofeos se llamaron
leonardos, en honor a Leonardo de Vinci, famoso por sus modelos aerostáticos.El hacer modelos siempre ha sido una respuesta del hombre para entender el mundo. El papel, la arcilla, el barro, los ladrillos, la madera, las cuerdas, las colas, el yeso, los plásticos, etc, siempre fueron útiles materias primas para hacer modelos del mundo físico en todos los tiempos.Los ingenieros navales ensayan sus modelos de buques de vela y fragatas de combate en túneles hidro dinámicos y los ingenieros aeronáuticos analizan el poder ascendente y la fuerza de arrastre de aviones miniaturas colgados de cables sobre dinamómetros de gran precisión sumergidos en túneles aerodinámicos con vientos huracanados. En los científicos (físicos, químicos, biólogos, geólogos,meteorólogos, etc.), el concepto de
modelo
es algo distinto a la copia de un objeto real. Por modelo entienden
una representación o analogía conveniente de un sistema real
. Los fenómenos que ocurren en el sistema se analizan como si éste se diseñara de acuerdo con el modelo.

A veces, el modelo tiene por objeto reemplazar el sistema real paras implificar su estudio. Por ejemplo, podemos considerar que la Tierra y la Luna son partículas puntuales que poseen la masa de los astros considerados. Un modelo es a veces una imagen mental de la estructura o propiedades de un sistema. Así, la luz ha sido modelada como un flujo de partículas discretas (fotones) o como una onda continua y finalmente se introdujo el concepto de onda asociada a una partícula que fue ratificada experimentalmente. Ambos modelos confluían en uno solo y la luz se comportaba como una dualidad onda-partícula.Los criterios principales que un modelo debe satisfacer son los siguientes:

El modelo debe ser lo más simple posible.

El modelo no debe ser incompatible con las teorías establecidas en campos de estudio relacionados.

El modelo debe ser capaz de predecir fenómenos que puedan ser comprobados experimentalmente.

Ideas en la historia acerca de la naturaleza continua y discontinua de la materia: Democrito, Aristoteles y Newton; aportaciones de Clausius,Maxwell y Boltzmann

La respuesta a la parte inicial de la primera pregunta es conocida: materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
Posterior mente  veremos que la materia de la que esta hecho el mundo es en realidad bloques constructivos fundamentales.
Sin embargo, las respuestas a las otras preguntas no son evidentes  y han ido variando con el tiempo. Así, para Empedocles(filosofo griego del siglo V A.C).
Los filósofos griegos discutieron mucho acera de la naturaleza, de la materia y concluyeron  que el mundo era mas sencillo de lo que parecía. pero no todos tenían la misma visión y cabe señalar que en esa época ni la medición ni la experimentación eran métodos de trabajo para verificar las conclusiones emanadas de sus razonamientos. Con el apoyo de la iglesia y sobre todo por la fuerte influencia de Aristoteles, en la edad media hubo una oposición bastante generalizada el atomismo,sin embargo, esta no desapareció del todo y cobra nuevo auge en los siglos xv y xvi, coincidiendo con las criticas a varias de las tesis aristotélicas.
En 1808, John Dalton publico su teoría atómica, que retomaba algunas de las ideas de Leucipo y Democrito. A, asigno cada elemento conocido un símbolo químico

BIBLIOGRAFIA: http://es.scribd.com/doc/119388599/Caracteristicas-e-Importancia-de-Los-Modelos-en-La-Ciencia

http://c2b3josueisaias.blogspot.mx/2013/02/ideas-en-la-historia-acerca-de-la.html

https://www.google.com.mx/search?q=la+materia&rlz=1C1GGGE_esMX481MX481&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa.html 

Tema3. La energía y su aprobechamiento

La energía puede originar o dar existencia a un trabajo. La energía se transforma y manifiesta de diferentes formas, en esta ocasión veremos la manifestación de la energía en la electricidad y radiación electromagnética.

Electricidad: la electricidad es una manifestación de la energía porque es un poder que da existencia a un trabajo. Gracias a la electricidad funcionan los aparatos modernos.
La electricidad es la fuerza que actúa entre protones y electrones (componentes del átomo). En una planta eléctrica se genera una circulación de electrones que viajan a través de cables para llegar a nuestra casa; de esta manera podemos enchufar un aparato a la corriente eléctrica para que dicho aparato funcione y trabaje.

Hay electricidad de corriente continua (pilas) y de corriente alterna (red eléctrica). La posibilidad de generar y transportar la electricidad provocó un cambio en la sociedad. La electricidad permite la calidad de vida que tenemos en la actualidad. Imagina un día sin electricidad ¿cuáles aparatos serían inservibles?

Radiación electromagnética: es la emisión de fotones responsables de la interacción electromagnética. La luz es una radiación electromagnética, al igual que la radio.
El teléfono celular, el microondas, el tostador, entre otros aparatos eléctricos, emiten radiaciones electromagnéticas. La radiación electromagnética tiene diversas longitudes de onda.
El término radiación se ha asociado con desastres radiactivos, pero no toda la radiación es dañina, de hecho muchas de las comodidades que tenemos hoy en día, emiten radiaciones electromagnéticas.

Obtención y aprovechamiento de la energía. Beneficios y riesgos en la naturaleza y en la sociedad. Importancia del aprovechamiento de la energía orientado al consumo sustentable.
A través de la combustión de la madera produciendo así energía calorífica, que se puede usar para cocinar o calentarnos pero a finales del siglo XIX se empezaron a usar combustibles fósiles como petróleo que produce energía térmica aunque los gases producidos generan la contaminación atmosférica.Una forma de producir energía eléctrica es mediante plantas termoeléctricas en las cuales el vapor a muy alta presión se dirige a una turbina donde el movimiento rotatorio es transferido a un generador eléctrico.Desde mediados del siglo XX se empezaron a usar reactores nucleares en los cuales el vapor se obtenía a partir de reacciones nucleares de material radiactivo.Existen alternativas al uso de combustibles fósiles y material radioactivo como son:Energía geotérmica.- se usa el vapor producido por el calor de la tierra Energía hidráulica .- aprovecha la energía mecánica contenida en el agua Energía eólica.- la energía del viento Energía del oleaje.- aprovecha las olas del mar Energía solar.- energía proveniente del sol Todas esta consideradas como fuentes renovables de energía a lo que nos podría llevar a lo que se conoce como desarrollo sustentable.

BIBLIOGRAFIA: http://www.estudiaraprender.com/2012/03/manifestaciones-de-energia-electricidad.html

http://es.scribd.com/doc/137255452/Obtencion-y-aprovechamiento-de-la-energia

http://www.monografias.com/trabajos13/genytran/genytran.shtml

Tema 2.La estructura de la materia a partir de el modelo cinético de partículas

1. DEFINICIÓN:
Materia es todo aquello que existe en la naturaleza y cuya característica fundamental es presentar: masa y volumen.

2. PROPIEDADES DE LA MATERIA:

La materia tiene propiedades generales y particulares, a continuación estudiaremos ambas propiedades:

A. Propiedades generales: Son aquellas que dependen de la cantidad de material, entre ellos tenemos:
Masa: Es la cantidad de materia que presenta un cuerpo (la masa no define volumen).
Extensión: (Volumen) Es el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio.
Impenetrabilidad: Propiedad por la cual el lugar ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo. Salvo que lo desplace.
Inercia: Todo cuerpo se mantiene en reposo o en movimiento, mientras no exista una causa (fuerza) que modifique dicho estado.
Divisibilidad: La Materia se puede fraccionar en partes cada vez más pequeño por diferentes medios (mecánico, físico, químico), de acuerdo a la siguiente secuencia.
Atracción: Es la propiedad por la cual dos cuerpos o partículas o moléculas o átomos tienden a unirse.

B. Popiedades específicas:

Son aquellos que no dependen de la cantidad de materia, los más importantes son:
Dureza: Es la resistencia que presenta un sólido a ser rayado. La dureza de un cuerpo se establece mediante la escala de MOHS. El material más duro es el "diamante" y el menos el "talco".
Tenacidad: Es la oposición que presenta un cuerpo sólido al fraccionamiento (rotura).
Maleabilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar hasta láminas.
Ductibilidad: Propiedad por la cual los metales se pueden transformar hasta alambres o hilo.
Brillo: Propiedad por la cual un cuerpo refleja la luz.
Elasticidad: Es la capacidad que presentan algunos sólidos para recuperar su forma original una vez que deja de actuar la fuerza que los deformaba.(Los cuerpos que no recuperan su forma se llaman "cuerpos plásticos").
Viscosidad: Es la resistencia que presenta los fluidos en su desplazamiento. Esta dificultad disminuye al aumentar la temperatura.
La presión (símbolo p) es una magnitud física que mide como la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie (esa magnitud es escalar), y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a unafuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado. En el Sistema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch o psi) que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

La temperatura

La Temperatura es una propiedad de la materia que está relacionada con la sensación de calor o frío que se siente en contacto con ella. Cuando tocamos un cuerpo que está a menos temperatura que el nuestro sentimos una sensación de frío, y al revés de calor. Sin embargo, aunque tengan una estrecha relación, no debemos confundir la temperatura con el calor.
Cuando dos cuerpos, que se encuentran a distinta temperatura, se ponen en contacto, se produce una transferencia de energía, en forma de calor, desde el cuerpo caliente al frío, esto ocurre hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualan. En este sentido, la temperatura es un indicador de la dirección que toma la energía en su tránsito de unos cuerpos a otros.
La medida
El instrumento utilizado habitualmente para medir la temperatura es el termómetro. Los termómetros de líquido encerrado en vidrio son los más populares; se basan en la propiedad que tiene el mercurio, y otras sustancias (alcohol coloreado, etc.), de dilatarse cuando aumenta la temperatura. El líquido se aloja en una burbuja -bulbo- conectada a un capilar (tubo muy fino). Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande por el capilar, así, pequeñas variaciones de su volumen resultan claramente visibles.
Escalas
Actualmente se utilizan tres escalas para medir al temperatura, la escala Celsius es la que todos estamos acostumbrados a usar, la Fahrenheit se usa en los países anglosajones y la escala Kelvinde uso científico.

Nombre	Símbolo	Temperaturas de referencia	Equivalencia
Escala Celsius	ºC	Puntos de congelación (0ºC) y ebullición del agua (100ºC)
Escala Fahrenhit	ºF	Punto de congelación de una mezcla anticongelante de agua y sal y temperatura del cuerpo humano.	ºF = 1,8 ºC + 32
Escala Kelvin	K	Cero absoluto (temperatura más baja posible) y punto triple del agua.	K = ºC + 273

BIBLIOGRAFIA: http://cienciasnaturales.carpetapedagogica.com/2009/07/materia-y-sus-propiedades-generales-y.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_
iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/propiedades/temperatura.htm

• 
  

Bloque IV. Manifestaciones de la estructura interna de la materia Tema 1. Explicación de los fenómenos eléctricos: Modelo atómico

Proceso histórico del desarrollo del modelo atómico

En el proceso histórico del desarrollo del modelo atómico tenemos la aportación de Thomsom, Rutherford y Bohr. 

Aportaciones de Thomson se le considera uno de los descubridores del electrón gracias a sus experimentos con los rayos catódicos. Thomson creía que el electrón era el componente universal de la materia y fue el primero en sugerir una teoría sobre la estructura interna del átomo.

Información obtenida de: http://www.100ciaquimica.net/biograf/cientif/T/thomson.htm

Aportaciones de Rutherford después del descubrimiento de que el átomo estaba formado por partículas positivas y negativas, la siguiente cuestión a resolver fue ¿cómo están organizadas estas partículas? Rutherford creó el primer modelo precursor de la concepción actual.

Información obtenida en http://www.fq.profes.net/archivo2.asp?id_contenido=41829 

Aportaciones de Bohr postuló que los electrones que circulan en los átomos obedecen a las leyes de la mecánica cuántica.

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un dibujo de un átomo, sino más bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento. A lo largo del tiempo existieron varios modelos atómicos y algunos más elaborados que otros:

Modelo atómico de Demócrito, el primer modelo atómico, postulado por el filósofo griego Demócrito.

Modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, el primero con bases científicas.

Modelo atómico de Thomson, o modelo del budín, donde los electrones son como las "frutas" dentro de una "masa" positiva.

Modelo del átomo cúbico de Lewis, donde los electrones están dispuestos según los vértices de un cubo, que explica la teoría de la valencia.

Modelo atómico de Rutherford, el primero que distingue entre el núcleo central y una nube de electrones a su alrededor.

Modelo atómico de Bohr, un modelo cuantizado del átomo, con electrones girando en órbitas circulares.

Modelo atómico de Sommerfeld, una versión relativista del modelo de Rutherford-Bohr.

Modelo atómico de Schrödinger, un modelo cuántico no relativista donde los electrones se consideran ondas de materia existente. .

Efecto de atracción y repulsión electrostáticas

La materia contiene dos tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. Si frotas dos objetos uno adquiere un exceso de carga negativa y el otro adquiere un exceso de carga positiva.

Dos objetos con carga positiva se repelen. Dos objetos con carga negativa también se repelen, pero un objeto con carga positiva atraerá a un objeto con carga

Materiales aislantes: estos materiales no conducen la electricidad, en cambio, los materiales conductores permiten el paso de la electricidad en ellos. 

Se le llama resistencia eléctrica a la mayor o menor oposición que tienen los electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula:

En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.

La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal)

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.

También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a su resistencia"

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

BIBLIOGRAFIA: http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://www.estudiaraprender.com/2012/03/efecto-de-atraccion-y-repulsion.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico

http://www.estudiaraprender.com/2012/03/proceso-historico-del-desarrollo-del.html

Tema 2. Los fenómenos electromagnéticos y su importancia

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

El descubrimiento de Oersted según el cual las cargas eléctricas en movimiento interaccionan con los imanes y el descubrimiento posterior de que los campos magnéticos ejercen fuerzas sobre corrientes eléctricas, no solo mostraba la reacción entre dos fenómenos físicos hasta entonces independientes, sino también porque podría ser un camino para producir corrientes eléctricas de un modo mas barato que con la pila de volta.Faraday fue el que obtuvo primeros resultados positivos en la producción de corrientes eléctricas mediante campos magnéticos.

Leyes de Faraday y de Lenz: Faraday descubrió que cuando un conductor es atravesado por un flujo magnético variable, se genera en el una fuerza electromotriz inducida que da lugar a una corriente eléctrica.

El sistema que generaba la corriente (el imán en nuestra experiencia) se llama inductor y el circuito donde se crea la corriente, inducido (la bobina en nuestro caso).

Este fenómeno de inducción electromagnética se rige por dos leyes, una de tipo cuantitativo conocida con el nombre de ley de Faraday y otra de tipo cualitativo o ley de Lenz.

El sentido de la fuerza electromotriz inducida es tal que la corriente que crea tiende mediante sus acciones electromagnéticas, a oponerse a la causa que la produce.

Ley de Faraday: Faraday observo que la intensidad de la corriente inducida es mayor cuanto más rápidamente cambie el número de líneas de fuerza que atraviesan el circuito. (En nuestro caso cuanto mayor es la velocidad del imán o de la bobina, mayor es la intensidad de la corriente se crea en esta ultima) Este hecho experimental esta reflejado en la ley que se enuncia: La fuerza electromotriz e inducida en un circuito es directamente proporcional a la velocidad con que cambia el flujo que atraviesa el circuito.


INDUCCIÓN ELECTROMAGNETICA¿Qué es campo magnatico?Se puede definir el campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnéticas.Una carga en movimiento crea en el espacio que lo rodea, un campo magnético que actuara sobre otra carga también móvil, y ejercerá sobre esta ultima una fuerza magnética.Campo de fuerzas magnéticas:Las limaduras y alfileres de hierro, dejados sobre una mesa, se mueven cuando se les acerca un imán. Si dicho imán se acerca a una brújula, la aguja se desvía estas y otras más demuestran que el espacio alrededor del imán adquiere propiedades especiales, ya que el imán es capaz de ejercer fuerzas en su entorno, es decir, el imán crea un campo de fuerzas. Según esto, en el campo gravitatorio la fuerza se manifiesta sobre una masa, y en el campo eléctrico sobre una carga eléctrica. En el campo magnético no se dice sobre un polo magnético, sino sobre una aguja magnética o limaduras que siempre poseen dos polos. Esto es debido a que si se parte una aguja magnética o cualquier otro imán por su línea neutra, se comprueba que cada una de las partes se comporta como un nuevo imán.Si se siguen subdividiendo los nuevos imanes, todos los fragmentados obtenidos actúan como un imán, con sus polos norte y sur bien diferenciados. Es decir en un imán no es posible separar dos polos magnéticos. Se puede definir el campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnéticas.La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenómeno introdujo una cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consiguió reunir en una sola teoría los conocimientos básicos sobre la electricidad y el magnetismo. Su teoría electromagnética predijo, antes de ser observadas experimentalmente, la existencia de ondas electromagnéticas. Hertz comprobó su existencia e inició para la humanidad la era de las telecomunicaciones.Fecha: 1825Utilidad: Capacidad de variar rápidamente la intensidad del campo magnético que genera.Inventor: William SturgeonEl electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se genera mediante la circulación de una corriente eléctrica a través de un conductor. Su superioridad frente al imán permanente reside en que la intensidad del campo generado depende de la cantidad de corriente que circule a través de él, y por tanto es posible controlar su comportamiento. Sin embargo, en aplicaciones en las cuales no sea necesario modificar el campo magnético o hacerlo desaparecer, el imán permanente es superior, ya que puede generar campos mayores a igualdad de tamaño.Fue inventado en 1825 por un electricista británico llamado William Sturgeon. Para ello se basó en los estudios de Hans Christian Ørsted, un físico danés que descubrió que el flujo de una corriente eléctrica a través de un conductor genera un campo magnético a su alrededor. El electroimán de Sturgeon consistía en una pieza metálica aislada con forma de herradura (o forma de U, para acercar los polos y concentrar las líneas de fuerza magnética) envuelta en una bobina: una espiral de conductor con una gran cantidad de vueltas (cuantas más vueltas tenga la bobina, más potente será el electroimán).Un avance importante en la evolución del electroimán fue gracias a Joseph Henry, un científico estadounidense que cambió el aislamiento del hierro por el aislamiento del conductor, consiguiendo mejores resultados que Sturgeon. Además descubrió el principio de inducción electromagnética de forma paralela a Faraday, aunque fue publicado antes por éste ultimo. Puso en práctica sus conocimientos sobre electromagnetismo para ayudar a Morse a desarrollar su telégrafo basado en el electroimán.Sin embargo, no es necesario introducir una pieza metálica en la bobina para fabricar un electroimán. Una bobina "vacía" recibe el nombre de solenoide, y en ella cada polo se encuentra en un extremo. La razón de introducir un material metálico (normalmente de hierro) en su interior es que el campo generado es mucho más fuerte con la misma intensidad de corriente. Este efecto, conocido como ferromagnetismo, se produce porque los materiales de este tipo contienen diminutas zonas magnetizadas (dominios) inicialmente desordenadas. El campo magnético del solenoide las ordena, de forma que el hierro se convierte en un imán y su efecto se suma al de la bobina. Al desaparecer el campo de la bobina, los dominios suelen desordenarse de nuevo, pero algunos materiales son remanentes, es decir, permanecen magnetizados durante un tiempo.Debido a su versatilidad, los electroimanes han permitido la aparición de numerosos dispositivos electrónicos, y han surgido importantes aplicaciones industriales. La invención del telégrafo eléctrico fue posible precisamente gracias al electroimán, y los motores eléctricos transforman la energía eléctrica en cinética a través del funcionamiento de varios electroimanes en conjunto. Gracias también a su capacidad de variar el campo magnético se utilizan en altavoces y dispositivos de almacenamiento. Sin embargo, las aplicaciones más potentes son las industriales, como la separación de materiales, la limpieza de aguas contaminadas, los trenes de levitación magnética, los generadores de corriente o el transporte de materiales pesados.Composición y descomposición de la luz blanca.La reflexión es un efecto que se presenta al incidir un rayo de luz sobre una superficie pulida formando cierto ángulo con respecto a una línea perpendicular a la superficie este se refleja con ángulo igual al del incidente a esto se le conoce como Ley de reflexión.Pero cuando el rayo de luz incide sobre agua hay un ligero cambio en la dirección a lo que se conoce como Refracción.Isaac Newton estudio los fenómenos luminosos y en uno de ellos propuso un modelo en el que la luz se componía de partículas diminutas que viajan a gran velocidad y otro en el que la luz blanca está compuesta por varios colores.Espectro electromagnético : rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles, desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna hasta los rayos gamma.
Velocidad las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío con una velocidad

Frecuencia: las ondas electromagnéticas tienen una gran rango de frecuencia que van deRegión del espectro Intervalo de frecuencias (Hz) Radio-microondas 0-3.0·10 12Infrarrojo 3.0·1012-4.6·10 14 Luz visible 4.6·1014-7.5·10 14 Ultravioleta 7.5·1014-6.0·1016 Rayos X 6.0·1016-1.0·10 20 Radiación gamma 1.0·1020-....
Longitud de onda: las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta, las frecuencias inferiores tienen ondas más largas. Hay longitudes de onda que van desde 2nm a 2500 nm.

BIBLIOGRAFIA: http://ingeniatic.euitt.upm.es/index.php/tecnologias/item/451-electroim%C3%A1n
http://www.monografias.com/trabajos70/induccion-electromagnetica/induccion-electromagnetica.shtml
http://es.scribd.com/doc/137249077/Composicion-y-descomposicion-de-la-luz-blanca
http://globedia.com/caracteristicas-espectro-electromagnetico-visible
http://www.el-esceptico.org/leer.php?id=1199&autor=311&tema=38

Tema 3. La energía y su aprobechamiento

Manifestaciones de energía:

La electricidad: La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica.

Las cargas eléctricas producen campos electromagnéticos que interaccionan con otras cargas. La electricidad se manifiesta en varios fenómenos:


Carga eléctrica: una propiedad de algunas partículas subatómicas, que determina su interacción electromagnética. La materia eléctricamente cargada produce y es influenciada por los campos electromagnéticos.
Corriente eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas eléctricamente; se mide en amperios.
Campo eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica incluso cuando no se esta moviendo. El campo eléctrico produce una fuerza en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las dos cargas. Además las cargas en movimiento producen campos magnéticos.
Potencial eléctrico: es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar trabajo; se mide en voltios.
Magnetismo: La corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.
luz mediante lámparas
calor, aprovechando el efecto Joule
movimiento, mediante motores que transforman la energía eléctrica en energía mecánica
señales mediante sistemas electrónicos, compuestos de circuitos eléctricos que incluyen componentes activos (tubos de vacío, transistores,diodos y circuitos integrados) y componentes pasivos como resistores, inductores y condensadores.



En ingeniería eléctrica, la electricidad se usa para generar:

El fenómeno de la electricidad ha sido estudiado desde la antigüedad, pero su estudio científico sistemático no comenzó hasta los siglos XVII y XVIII. A finales del siglo XIX los ingenieros lograron aprovecharla para uso residencial e industrial. La rápida expansión de la tecnología eléctrica en esta época transformó la industria y la sociedad. La electricidad es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatización, iluminación y computación. La electricidad es la columna vertebral de la sociedad industrial moderna.

La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro.

La radiación electromagnética puede manifestarse de diversas maneras como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas. El estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un sub campo del electromagnetismo.

Sabemos que existen diferentes tipos de energía, como la energía solar, nuclear o eléctrica. En este artículo nos centraremos en la obtención y aprovechamiento de la energíaeléctrica porque es la más utilizada, así veremos los beneficios y riesgos en la naturaleza y sociedad .





Hay diferentes maneras de obtener energía eléctrica:

Centrales Térmicas:producen electricidad mediante la combustión de fuel o carbón.

Central Hidroeléctrica:aprovechan la caída de agua para producir electricidad.

Centrales atómicas: se obtiene energía a partir del átomo. Energía solar Energía eólica



Aprovechamos la energía eléctrica para generar luz, para lograr que funciones diversos aparatos, para producir calor, frío, mover máquinas, entre otras muchas cosas.

Cada forma de generar energía eléctrica conlleva riesgos especiales para la naturaleza y la sociedad, la central termoeléctrica produce un aumento del efecto invernadero, las centrales hidroeléctricas contaminan menos, pero tienen un gran impacto ambiental porque se desvían ríos y se cambian ecosistemas con la construcción de grandes represas, las centrales nucleares han ocasionado desastres como los de Chernobil o los ocasionados en Japón en el tsunami de 2011, la energía solar es más limpia aunque todavía no se puede utilizar a gran escala, la energía eólica no representa impactos ambientales, pero no es constante y por lo tanto no se puede utilizar confiablemente.

       

Bibliografia: http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica

http://globedia.com/obtencion-aprovechamiento-energia

http://www.ojocientifico.com/2010/10/29/como-se-produce-la-electricidad

Bloque V. Ciencia, sociedad y tecnologia Tema 1. El universo

En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científicoque trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal. Técnicamente, este modelo se basa en una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, llamados modelos de Friedmann- Lemaître - Robertson - Walker. El término "Big Bang" se utiliza tanto para referirse específicamente al momento en el que se inició la expansión observable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse al paradigma cosmológico que explica el origen y la evolución del mismo.

APROXIMADAMENTE diez años antes del descubrimiento de la expansión del Universo, el físico Albert Einstein había desarrollado su teoría general de la relatividad. Como parte de las aplicaciones a su teoría, Einstein elaboró un modelo matemático del Universo que no aceptaba como solución un Universo estático y exigía que el Universo estuviese en contracción o bien en expansión. Einstein encontró este resultado poco satisfactorio y, para evitar confrontarlo, introdujo en sus ecuaciones un término arbitrario, la constante cosmológica, que permitía que el modelo diera como solución un Universo estático.

Años después, cuando Einstein se enteró del resultado de las observaciones de Hubble, reconoció que sus ecuaciones en la forma original eran más adecuadas para describir el Universo y llamó a la introducción de la constante cosmológica, "el más grande error de mi vida".

Varios de los físicos y matemáticos más destacados de los años treinta como el abate Georges Lemaître, dedicaron gran parte de su tiempo a la elaboración de modelos matemáticos que explicaran por qué se expande el Universo. La mayoría de los modelos coinciden en la necesidad de una explosión en el pasado remoto. Llegar a esta conclusión no es difícil.

Si echamos imaginariamente a andar el tiempo en reversa, encontramos que, como las galaxias se alejan entre sí (véase la Fig. 25), en el pasado estaban más cercanas. Si continuamos echando a andar el tiempo para atrás, alcanzamos un momento en que las galaxias, hoy tan separadas, comenzarían a tocarse. Finalmente, llegaríamos a un momento en que toda la masa del Universo se encontraría concentrada en un volumen relativamente pequeño. Como conocemos la velocidad con que se separan entre sí las galaxias, es posible estimar cuánto tiempo hace desde que se encontraban tan juntas y comprimidas que no tenían identidad propia, puesto que el Universo era entonces homogéneo y bien mezclado. El tiempo transcurrido es de alrededor de 15 mil millones de años. Esto suena a mucho, pero hay que recordar que el Sol y el sistema planetario se formaron hace 5 mil millones de años, cuando el Universo tenía ya 10 mil millones de años de formado. O sea que el Sol tiene una edad considerable, aproximadamente una tercera parte de la edad del Universo.

Figura 25. Como el universo se halla en expansión, se concluye que en el pasado era más compacto. Hace quince mil millones de años, todo el Universo se hallaba concentrado en una pequeña región de alta densidad y temperatura.

Fue de aquel núcleo primigenio que el Universo se originó hace 15 mil millones de años en una violenta explosión. El gas, originalmente muy caliente y homogéneo, fue expandiéndose velozmente. Poco a poco fue enfriándose y de él fueron formándose grumos de gigantescas proporciones. Debido a la atracción gravitacional, estos grumos de gas fueron contrayéndose para formar las galaxias. Este proceso de formación de las galaxias concluyó cinco mil millones de años después de la Gran Explosión. Una vez formadas las galaxias, entre ellas la nuestra, se inició en cada una el proceso de subdivisión que lleva a la formación de soles individuales. Es conveniente señalar que la historia del Universo incluye cuatro momentos muy importantes para nosotros que están separados entre sí por aproximadamente 5 mil millones de años. Estos momentos son:

El último momento marcado sólo tiene de importancia ser nuestro punto de referencia.

Pero la prueba de fuego de una buena teoría es hacer una buena predicción. Las buenas teorías no sólo deben explicar lo que ya se conoce sino deben predecir fenómenos que nuevos experimentos comprobarán.

La teoría de la Gran Explosión incluía una gran predicción que se pudo comprobar finalmente hace menos de veinte años. En 1948 el físico de origen ruso, George Gamow, trabajando dentro del marco del modelo de la Gran Explosión, hizo notar que el intenso calor de la explosión debió haber producido grandes cantidades de radiación electromagnética que debería estar presente en el Universo. Gamow también predijo que dicha radiación estaría ahora en la forma de ondas de radio muy débiles. En aquel entonces, las técnicas de detección de ondas de radio no eran lo suficientemente sensitivas para medir dicha radiación. La predicción de Gamow cayó en el olvido.

Afortunadamente, a partir de los años cincuenta se desarrolló vigorosamente la radioastronomía. En lugar de captar y medir luz visible, los radioastrónomos estudian las ondas de radio que emiten ciertos objetos en el Universo como los pulsares, los cuasares, y los máseres circunestelares. Son muchas las contribuciones que a la ciencia ha hecho la radioastronomía, tales como el descubrimiento de los tres tipos de objetos mencionados. Pero la contribución más importante sería la detección accidental de la radiación producida por la Gran Explosión y que Gamow había predicho se podría medir en la forma de ondas de radio.

En 1965 los radioastrónomos estadounidenses Arno Penzias y Robert Wilson utilizaban un radiotelescopio muy sensitivo para medir ondas de radio que pudieran entorpecer la telecomunicación vía satélite. (véase la Fig. 26) Para su desconcierto, encontraron que el sensitivo aparato registraba un exceso de ondas de radio que no podían atribuir a algo conocido. En una conversación informaron de este descubrimiento a un colega, y éste les dio a conocer la predicción de Gamow. La radiación que queda como testimonio de la Gran Explosión ha sido medida a diferentes frecuencias (véase la Fig. 27) y su intensidad tiene precisamente la forma predicha por el modelo de la Gran Explosión. Por su descubrimiento, fortuito pero fundamental, Penzias y Wilson compartieron el premio Nobel de Física de 1978.

Figura 26. El radiotelescopio con el que Penzias y Wilson detectaron la radiación fósil producto de la Gran Explosión.

Figura 27. Como lo predice la teoría, la radiación fósil tiene la dependencia espectral de un cuerpo negro a la temperatura de 3 grados absolutos. Por eso se le conoce también como radiación de fondo de 3 grados.

¿Se expandirá el Universo por siempre? Su expansión depende de la cantidad de masa que contiene. La fuerza de atracción gravitacional entre las galaxias produce una desaceleración de la expansión. Sin embargo, si la masa del Universo está formada sólo por las galaxias, la fuerza de atracción gravitacional nunca logrará detener la expansión y evolucionaremos hacia un Universo cada vez más vacío. Por otra parte, si existiera una gran cantidad de materia invisible en el Universo, la atracción gravitacional ganaría la batalla y en el futuro lejano la expansión se detendría y de hecho comenzaría el Universo a contraerse.

¿Existen estas grandes cantidades de materia invisible? Hasta hace muy poco se creía que no, lo cual parecía condenar al Universo a expanderse por siempre. Pero ahora se especula sobre una posible nueva fuente de masa. Durante la Gran Explosión se produjeron grandes cantidades de partículas físicas llamadas neutrinos. Se creía que éstos, como los fotones, no tenían masa. Pero ciertos experimentos sugieren que el neutrino sí podría tener masa, con lo que estaría contribuyendo a detener la expansión del Universo.

Características de los cuerpos cósmicos

El fundamento de todas las ciencias físicas es la medición. En la Astronomía el avance logrado se debe a que se han podido medir cantidades como el tamaño, la masa y la distancia de los diferentes cuerpos que observamos en el Universo. 

Un cuerpo celeste (o cósmico) es un objeto de origen natural perteneciente al espacio.

Tipo de los cuerpos celestes o cósmicos: 

Estrellas.

Planetas 

Asteroides

Satélites

Cometas

Nebulosas planetarias

Hoyos negros.

Radiación electromagnética:

Todo cuerpo en el universo emite radiaciones infrarrojas, la emisión electromagnética de los cuerpos celestes es muy variada. Algunos cuerpos, como las estrellas, generan su propia emisión, otros emiten la luz que reflejan, pero todos se encuentran por encima del cero absoluto. 

Evolución de las estrellas:

Al iniciar la vida de una estrella (protoestrella) el calor de su interior procede de la energía gravitacional, cuando ya se le considera estrella se inicia la transmutación del hidrógeno en helio, después se convertirá en una gigante roja (de gran tamaño y más fría), el siguiente paso es ser una nebulosa planetaria y terminará como una enana blanca o como una supernova. 

La Vía Láctea

Nuestra galaxia con forma de lente convexa, forma parte del Grupo Local. El sistema solar se encuentra en uno de los brazos de la espiral a unos 30,000 años luz del centro y a unos 20,000 del extremo. 

¿Qué es la astronomia?

La astronomía es la ciencia que estudia la localización, los movimientos, la composición, el estado físico y la evolución de los cuerpos celestes, y en general, de toda la materia existente en el universo.

Su aplicación viene llevándose acabo desde hace varios siglos, muchas civilizaciones antiguas realizaban estudios sobre los astros, otras, vieron en ellos sus Dioses.

La admiración al cielo es algo que no escapa de nadie, es algo que crea cuestiones en todos, y la astronomía intenta encontrar estas respuestas.

En la astronomía encontraremos estudios de toda clase, se analiza la materia en su estado más pequeño, hasta en enormes e inimaginables masas. Hablamos de cuerpos tan enormes, que la astronomía puede solamente dedicarse a la observación de ellos, y no así a experimentar.

Pero no sólo se dedica a observar y analizar los cuerpos celestes, sino que también la astronomía intenta encontrar el origen del universo, además –por si fuera poco- pretende conocer lo que fue, lo que es, y lo que será.

La astronomía es una ciencia de enormes campos y que requiere muchos conocimientos físicos, matemáticos y mucha, mucha observación. Tanto es así que existen muchos astrónomos aficionados que han realizado importantes avances en la astronomía.

Bibliografia: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/01/html/sec_12.html

http://www.estudiaraprender.com/2012/05/caracteristicas-de-los-cuerpos-cosmicos.html

http://soopernova.com/tag/definicion-de-astronomia/