introducciónsica a diario. introducción.pdfen experimentos caseros, en la construc-ción de...

Introducción

fundación EMPRESAS POLAR > física a diario > introducción

Coordinador de la colecciónRenato Valdivieso (Fundación Empresas Polar)Coordinador AcadémicoClaudio Mendoza (IVIC/CeCalCULA)

ColaboradoresCarlos Abad (CIDA)Manuel Bautista (IVIC)Ismardo Bonalde (IVIC)Ángel Manuel Bongiovanni (CIDA)César Briceño Ávila (CIDA)Gustavo Bruzual (CIDA)Rogelio ChovetÁngel Delgado (UPEL)Ignacio Ferrín (ULA)Yajaira Freites (IVIC)Jesús González (ULA)Luis Emilio Guerrero (USB)Grupo de Tecnologías Educativas (CPTM)Luis Herrera Cometta (UCV)Institute of Physics*Natalia León (UCV)Elizabeth Loseto (CSLC)Gladis Magris (CIDA)Arístides Marcano (Delaware State University)Isbelia Martín (USB)Miguel Martín (UCV)Rodrigo Medina (IVIC)Ernesto Medina Dagger (IVIC)Alejandra Melfo (ULA)Luis Núñez (ULA/CeCalCULA)Marielba Núñez (Periodista de Ciencia)Ricardo Paredes (IVIC)Ermanno Pietrosemoli (ULA)Héctor Rago (ULA)Álvaro Restuccia (USB)Inírida Rodríguez (UCV)América M. Sáenz Guzmán (CSLC)Pedro A. Serena (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid)Leonardo Trujillo (IVIC/CIFT-Trieste)Víctor Villalba (IVIC)Kathy Vivas (CIDA)ValidadorRodrigo Medina (IVIC)CorrecciónTeresa CasiqueDiseño, investigación gráfica, ilustraciones y desarrolloRogelio F. Chovet

CeCalCULA: Centro Nacional de Cálculo Científico de la Universidad de Los AndesCIDA: Centro de Investigaciones de AstronomíaCPTM: Corporación Parque Tecnológico de MéridaCSLC: Colegio Santiago León de CaracasIVIC: Instituto Venezolano de Investigaciones CientíficasUCV: Universidad Central de VenezuelaULA: Universidad de Los AndesUPEL: Universidad Pedagógica Experimental LibertadorUSB: Universidad Simón Bolívar

Leonor Giménez de Mendoza. PresidentaMorella Pacheco Ramella. Vice-Presidenta

DirectoresAlfredo Guinand BaldóLeopoldo Márquez ÁñezVicente Pérez DávilaCarlos Eduardo Quintero ManceraAsdrúbal BaptistaRafael Antonio Sucre MatosJosé Antonio Silva PulidoManuel Felipe Larrazábal AguerrevereAlejandro Yánes Puigbó

GerentesAlicia Pimentel. Gerente GeneralDaniela Egui. Gerente de ProyectosRubén Montero. Gerente de Administración y Servicios CompartidosJuan Alberto Seijas. Gerente de Relaciones con el EntornoAlejandro Reyes. Gerente de Investigación y Desarrollo

Coordinadores de ÁreaMaría Bellorín. Desarrollo Comunitario OrienteGisela Goyo. EdicionesHiginia Herrera. Voluntariado CorporativoElizabeth Monascal. Desarrollo Comunitario Centro OccidenteIsabel Mosqueda. Educación para el Trabajo y Formación DocenteManuel Rodríguez Campos. Historia de VenezuelaRenato Valdivieso. Educación BásicaMiranda Zanón. Donaciones y Salud

Centros EspecializadosCasa Alejo ZuloagaRafael Castro. DirectorCasa de Estudio de la Historia de Venezuela“Lorenzo A. Mendoza Quintero”Susana Sará. Coordinadora

© Fundación Empresas Polar. 2007Colección Física a diarioHECHO EL DEPÓSITO DE LEYDepósito legal lf2592008530837ISBN 978-980-379-186-5

II

* La tira cómica “Inténtalo en casa” se publica originalmente en Interactions, elperiódico de los miembros del Institute of Physics del Reino Unido. Es reproducidoaquí con el permiso de esta Institución (www.iop.org).

Fundación Empresas PolarSegunda avenida de Los Cortijos de LourdesEdificio Fundación Empresas Polar, piso 1.Teléfonos: (0212)202.75.30 y 202.58.65www.fundacionempresaspolar.org


Presentación

¿Qué joven de 16 años no conoce la existencia del reproductor Ipod® Nano de Apple®? ¿Quiénno ha oído la palabra “nanotecnología” en alguna película como Minority Report, Spy Kids oSpiderman? ¿Quién no ha visto algún artículo de divulgación científica en la prensa en la quese hable de nanotecnología? Si introducimos en un buscador de información en Internet la palabra“nanotechnology”, aparecería citada en varias decenas de millones de páginas web. Se puede decirque, en efecto, la nanotecnología está irrumpiendo en nuestras vidas sin que muchas personassepan de lo qué se trata. Intentaremos aportar una sencilla visión de lo que es la nanotecnología,sus principales características, lo que podemos esperar de ella y que aplicaciones va a tener.

Respondamos a las preguntas, “¿qué es la nanociencia? ¿y la nanotecnología?” No es muy complicadoen el fondo. Ambas tratan del estudio de la materia cuando se nos presenta en porciones o fragmentoscaracterísticos de tamaño nanométrico. Un nanómetro (nm) es una unidad de longitud muy pequeña:la millonésima parte de un milímetro (10-9 metros). Las moléculas, los virus y las membranas celulares,

por ejemplo, son entidades que miden unos cuantos nanómetros. En un nanómetro podríamosalinear cuatro o cinco átomos según la especie atómica. Se dice que trabajamos en la “nanoescala”cuando estudiamos y manipulamos entidades que tienen tamaños inferiores a los 100 nm (aunqueeste límite está arbitrariamente fijado). La nanociencia es el conjunto de conocimientos que el hom-

bre está acumulando para entender cómo funcionan los fenómenos físicos, químicos y biológicosen la nanoescala. La nanotecnología, rama del saber que pone más énfasis en las aplicaciones,

pretende usar estos conocimientos para fabricar nuevos objetos y dispositivos y aplicarlos en muydiferentes ámbitos.

Leonor Giménez de MendozaPresidenta Fundación Empresas Polar

III

ara las personas que trabajan comofísicos, así sean investigadores, aca-démicos, profesores de secundaria,

estudiantes universitarios, inclusive aqué-llos que se graduaron como físicos peroejercen otra carrera, el día a día se mani-fiesta como una aventura intelectual. Sonmentes inquisitivas que manejan conagilidad la espada de los modelos mate-máticos y las mediciones, un arte marcialanciano que cabalga sobre los hombrosde gigantes y se aprende con paciencia yhumildad. No hay problema que se resista,no hay solución a la que le falte estética.La física siempre funciona, regula las cosasmás chiquitas, más grandes, más comple-jas, más absurdas. Está en el tic-tac de lacotidianidad, el Universo pues.¿Cómo hacemos para que los potencialesfísicos lleguen temprano al templo delsaber? ¿Qué tenemos que inventar paraque nuestros vecinos se sensibilicen porel tejido de la realidad, para que el maestrotransmita la emoción que llega de lasfronteras del conocimiento? Éstos sonalgunos de los retos que nos ha propuestola Fundación Empresas Polar en esta seriede fascículos que desde el primer díabautizamos con el nombre de Física adiario, y para la cual nos dieron totallibertad de realización.Nos pareció, primeramente, que Física adiario no debía competir con los libros detextos que utilizan los estudiantes de se-cundaría. Más que una serie de monogra-fías, sería algo así como un “periodiquito”parecido a los que encartan los diarios losdomingos, y cuyos formatos poco hancambiado en décadas. Lorenzo y Pepita,Popeye, Dick Tracy, Olafo, El Fantasma sonalgunos de los héroes dominicales donde


buscamos inspiración. Nos decidimosentonces por series temáticas de experi-mentos y material de lectura variado contodos los potenciales lectores en mente:niños y adultos, aficionados e indiferentes,teóricos y experimentalistas.Aunque la columna vertebral de la serieson los conceptos básicos de la física –lasleyes de Newton, momento, energía, leyesde conservación, el calor, el electromag-netismo, la luz, etc.– también tratamos deplasmar la diversidad del universo físico.Esto en sí es un reto ya que implica laconjugación de conceptos, objetos y pro-cesos físicos que van desde las partículasfundamentales hasta las galaxias, perotambién nadar en las aguas más profun-das de las nuevas revoluciones tecnológi-cas como la nanotecnología, la informática,comunicaciones, la fotónica, la espintró-nica, la optrónica, la e-ciencia y la bioinge-niería. Para este propósito, afortunada-mente, contamos con las contribucionesde una comunidad amplia de físicos de lasUniversidades Central de Venezuela, SimónBolívar, de Los Andes, PedagógicaExperimental Libertador, del Estado deDelaware de Estados Unidos, el InstitutoVenezolano de Investigaciones Científicas,el Centro de Investigaciones de Astro-nomía, el Instituto de Ciencia de Materialesde Madrid en España, la CorporaciónParque Tecnológico de Mérida y el ColegioSantiago de León de Caracas. Cadacolaborador sumó su perspicacia, enfoquepersonal y entusiasta para terminar conveintiséis fascículos de primera calidad.Los podemos considerar un manifiesto decompromiso de esta comunidad por lapopularización de la ciencia.

IV


En las diferentes series de fascículos quehasta ahora ha producido FundaciónEmpresas Polar sobre ciencia y mate-máticas básicas, siempre se ha destacadoel aspecto histórico de las respectivasdisciplinas. En nuestro caso, en vez depicotear la densa e ilustre historia de lafísica que se remonta a los griegos hace2500 años, empieza a consolidarse con larevolución científica del siglo XVII parapoco a poco darle cuerpo a la vendimiadel siglo XX, el “siglo de la física”, nosconformamos con una meta más modestay necesaria: empezar a delinear la historiade la física en Venezuela. Nuestros prota-gonistas son entonces Alejandro vonHumboldt, Andrés Bello, Alejandro Ibarra,Luis Ugueto, Clementina García Villasmil,Alberto Smith, Manuel Bemporad, Hum-berto Fernández Morán, Guillermo Rada,Jurgen Stock, por mencionar algunos.Más aún, con el propósito de reseñar laversatilidad del físico en la arena profesio-nal, los problemas que encuentra en elejercicio de su carrera o físicos que culti-van seriamente otras actividades como lamúsica, incluimos una serie de entrevistasrealizadas por la periodista MarielbaNúñez. La selección de los entrevistadosha sido hecha buscando diversidad másque notoriedad, y con el propósito deilustrar el rango de posibilidades que tieneun individuo que se decide por estudiarfísica.En el sutil proceso de resaltar nuestra disci-plina en el entorno cotidiano, de aclararuna explicación mediante el apoyo gráfico,de vestir los fascículos con un formatoatractivo y fresco, o como dicen los cha-mos, para que la cosa sea fina, tenemosque darle crédito a la experiencia, ingenio

y dedicación de Rogelio Chovet, diseñadorgráfico y productor de Física a diario. Enespecial, su sección “Deportes”, que ade-más de detallar los curiosos aspectos físicosen una gama amplia de actividades depor-tivas, constituye un merecido recono-cimiento a los logros internacionales denuestros más destacados atletas.Por otra parte, los fascículos hacen énfasisen experimentos caseros, en la construc-ción de dispositivos rudimentarios paramedir y en la comprobación de hipótesisexperimentalmente. Incluimos setentaexperiencias de este tipo, muchas de ellasdescritas en la tira cómica “Inténtalo encasa” que reproducimos y traducimos conel amable permiso del Institute of Physicsdel Reino Unido.Una cosa importante que emerge de estaexperiencia es que encontramos virtual-mente imposible hoy en día hablar de físicasin aludir a la teoría cuántica y a larelatividad de Einstein. Los fascículos deFísica a Diario están llenos de estas refe-rencias, lo que nos lleva a la conclusión deque la enseñanza de la física básica en losliceos debe ser, de alguna forma, repen-sada para introducir de manera someraestos enfoques teóricos, y para fomentardiscusiones en clase sobre la actualidadcientífica y tecnológica. Para una gene-ración que ha crecido en la Internet y quemerienda en los cybers, más que prácticasde laboratorio demanda participaciónactiva en los grandes experimentoscientíficos del momento. Cosa que ya sepuede si se aprovecha la ubicuidad y elpotencial del cyberespacio: aprenderciencia como los científicos, es decir,haciendo ciencia y en equipos globales.Claudio Mendoza, IVIC/CeCalCULA

V


El coco de la físicaCon frecuencia escuchamos expresionescomo “el coco de la física” y “para saberfísica hay que ser un coco”. ¿Es esto cierto,o podemos cambiar la percepción de larealidad?

Es común encontrar niños a tempranaedad con deseos de ser científicos cuandosean grandes. Los cautiva hacer experi-mentos llamativos y contestar preguntassobre la naturaleza y los fenómenos quelos rodean; sin embargo, a medida quepasan los años de escolaridad, esa inquie-tud va disminuyendo hasta llegar casi aextinguirse en la mayoría de los casos.¿Qué ocurre? ¿Será que todo está inven-tado y que no tiene sentido intentar res-ponder esas preguntas? ¿O es que la escue-la formal, sus programas y sus métodos deenseñanza nos alejan del pensamientointuitivo?

Años de experiencia en docencia me hanenseñado que se debe fomentar esainiciativa infantil de generar preguntas ybuscar las respuestas para que no decaigala curiosidad por los fenómenos naturales.Es necesario generar espacios durante lasclases destinados a la lectura de artículos

de actualidad científica y a su respectivadiscusión. Es importante un cambio decultura en las escuelas que enseñe al niñoa que las respuestas no son inmediatas yque el docente no tiene por qué saberlas,que el reto es buscarlas entre todos.Cuando acostumbramos al alumno a quetodo lo recibe del docente empezamos elproceso de extinguir la necesidad de seguirbuscando, conformándolos con unapequeña parte de la respuesta. Lo quequeremos es desarrollar un pensamientológico en que prepare al estudiante parael momento en que se enfrente con losprogramas formales.

En la serie de fascículos Física a diario deFundación Empresas Polar que encarta eldiario Últimas Noticias encontraremos unagran cantidad de artículos y experimentosque permitirá a estudiantes, maestros, pa-dres y al público en general conocer laincreíble diversidad que tiene la física, yque seguramente aumentará el númerode preguntas cuyas respuestas todos trata-remos de responder.

Elizabeth LosetoColegio Santiago de León de Caracas

Proyecto Ciencia en la Escuela, Fundación Empresas Polar

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Contenido de Física a diario

Temas principales• El espacio-tiempo

• Fuerza y movimiento

• Las interacciones fundamentalesen la naturaleza

• Los tres momentos de la física

• Energía, eterno encanto

• El comportamiento del calor

• Simetrías y leyes de conservación

• Todo en una bicicleta

• Los fluidos

• Líquidos cuánticos

• El sonido y las emociones

• La electricidad, energía de la modernidad

• ¿Qué es el campo electromagnético?

• El Sol de cerca

• La luz, esencia del Universo

• Las maravillosas posibilidades de la óptica

• De la electrónica a la espintrónica

• La física de las comunicaciones

• La nanotecnología

• La relatividad especial

• El modelo estándar de la materia

• La gravitación universal

• El Big Bang, el Universo y la cosmología

• El caos, discreto encanto de la simplicidad

• Climas extremos

• Complejidad biológica: la vida

• La nueva ciencia, la nueva sociedad

VII

IsIp


Series temáticasConstruye, mide, comprueba. Disposi-

tivos de construcción casera para medir.Curiosidades. Detalles interesantes y

curiosos sobre fenómenos físicos denuestro entorno.

Deportes. La física en funcionamiento endiferentes actividades deportivas.

El planeta Tierra. Temas de geofísica,geología y petróleo.

Entrevistas. Testimonios de físicos en unavariedad de actividades profesionales.

Exploraciones planetarias. Misionesespaciales recientes a los planetas yotros objetos de nuestro Sistema Solar.

Física y salud. Adelantos, tecnología ynuevos diagnósticos de la física médica.

Fisicosas. Objetos, conceptos, ecuacionesy dispositivos físicos.

Inténtalo en casa. Tira cómica con experi-mentos caseros realizados por dosamigos.

La física en… Conceptos y procesos físicosde nuestra cotidianidad.

La física en la historia. Temas sobre lahistoria de la física en Venezuela desdela época de la colonia.

Las siete maravillas de la física. Instala-ciones en el mundo para hacer física agran escala.

Prueba y verás. Experimentos caseros.Retos. Problemas y rompecabezas.Retos del siglo XXI. Líneas de investi-

gación y desarrollo de la física en laspróximas tres décadas.

Sabías que… Variedades físicas.Tras el cielo azul. Temas sobre astronomía

y el cosmos.

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