2. Polis y urbe: la ciudad como teatro de un mundo civilizado 2.1. La

2. Polis y urbe: la ciudad como teatro de un mundo civilizado
2.1. La ciudad como escenario; escenas de la ciudad
2.1.1. Movimientos, distancias y el medio natural.
Continuamente vemos cómo objetos, animales o personas se agitan, van de aquí para allá
con mayor o menor rapidez. El movimiento es un fenómeno cotidiano. Para estudiarlo
científicamente han de conocerse tanto los distintos lugares por los que va pasando un cuerpo como
el tiempo que tarda en ir de uno a otro. La parte de la física que estudia el movimiento de los
cuerpos se conoce como cinemática.
1.- Para indicar la posición de los objetos, los científicos usan los sistemas de referencia. El más
conocido es el llamado sistema cartesiano en honor a René Descartes.
- Realiza un resumen biográfico de René Descartes.
- Para un cuerpo que se mueva sobre un plano, el sistema cartesiano consta de dos ejes de
coordenadas para determinar su posición. Explica en qué consiste.
2.- Define los siguientes conceptos básicos de cinemática.
- Movimiento.
- Trayectoria. Punto de salida u origen y punto de llegada o final.
- Unidad de medida para las distancias en el Sistema Internacional.
- Tipos de movimientos: rectilíneos y curvilíneos.
- Recorrido y desplazamiento
3.- Elabora un informe sobre el concepto de velocidad que abarque los siguientes apartados:
- Definición de velocidad.
- Fórmula matemática para la velocidad. Unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.)
- En países anglosajones se usan las millas por hora (mph): equivalencia en km/h
- En náutica se calcula la velocidad en nudos (millas náuticas por hora): equivalencia en km/h
- Velocidad instantánea y velocidad media.
4.- Resuelve los siguientes problemas:
4.1. Un motorista circula durante media hora recorriendo 45 km. Calcula su velocidad en metros por
segundo.
4.2. El jamaicano Usain Bolt batió en 2009 el récord mundial de velocidad con 9,58 segundos en
100 metros lisos. Calcula su velocidad en m/s y en km/h
4.3. Calcula la velocidad en m/s y en km/h de un avión que en una hora y media viaja de Madrid a
Barcelona (560 km).
4.4. Un automóvil circula a 80 km/h. Calcula la distancia que habrá recorrido en una hora y media.
4.5. Un motorista circula durante media hora a una velocidad de 40 km/h. El cuarto de hora
siguiente lo hace a 50 km/h. Finalmente, pasa 1 hora circulando a 70 km/h. Calcula su velocidad
media.
4.6. La velocidad media que lleva un coche durante 2 horas es de 80 km/h.
a) ¿Qué espacio habrá recorrido en 2 horas?
b) ¿Podemos saber la velocidad que lleva al cuarto de hora de empezar a contar?
c) ¿Podemos saber su trayectoria?
5.- Movimiento rectilíneo y uniforme (m.r.u.). Este es el movimiento más simple y fácil de
estudiar. Elabora un informe basado en los siguientes apartados:
- Características que lo definen.
- Ecuación matemática del m.r.u.
- Representación gráfica del m.r.u.
6.- Resuelve el siguiente problema:
6.1. Un ciclista circula por una carretera recta 5 minutos a una velocidad constante de 30 km/h.
Calcula el espacio recorrido y dibuja las gráficas del espacio y de la velocidad respecto al tiempo.
Expresa los resultados en unidades del S.I. Para realizar las gráficas completa la siguiente tabla:
Tiempo (s)
V (m/s)
S (m)
0
60
120
180
240
300
7.- Práctica de laboratorio. Medida de velocidades
OBJETIVOS. - Poner en práctica las características propias del método de trabajo científico.
- Reflexionar sobre el principio de inercia.
- Estudio de la velocidad de un objeto móvil.
- Aprender a elaborar gráficos a partir de los datos obtenidos.
FUNDAMENTO TEÓRICO. Según el principio de inercia: “Todo cuerpo tiende a permanecer en su
estado de movimiento o reposo, si no hay una fuerza que lo altere.” Al leerlo, se nos podría ocurrir:
“El rozamiento evita que se pueda demostrar fácilmente el principio de inercia. Por su culpa, los
cuerpos en movimiento terminan por detenerse. ¿Podríamos demostrar el principio de inercia?.
Acabamos de plantearnos un problema; a continuación debemos formular una hipótesis: “Una bola
de acero rodando por una mesa muy lisa debe tener muy poco rozamiento, pues tarda mucho en
detenerse. ¿Se cumple el principio de inercia en este caso?
MATERIAL. Papel milimetrado, cinta métrica, canica o bola de acero, cronómetro.
PROCEDIMIENTO. Vamos a diseñar un experimento para comprobar nuestra hipótesis. Una
posibilidad sencilla es medir la velocidad de la bola al recorrer distancias cada vez mayores. Si la
velocidad se mantiene constante, se cumple el principio de inercia; si la velocidad disminuye, el
rozamiento impide demostrarlo. Para que el experimento sea correcto debemos lanzar la bola varias
veces, siempre a la misma velocidad, y calcular su velocidad a distintas distancias.
1. Sobre una mesa grande y lisa coloca una rampa rígida (puedes usar una carpeta); su inclinación
debe ser pequeña. Como tope puedes usar un estuche o un cuaderno. Coloca la cinta métrica
extendida sobre la mesa partiendo de la base de la rampa.
2. Para realizar el experimento anota la distancia que existe entre la base de la rampa y el tope. Deja
rodar la bola desde lo alto de la rampa y, cuando llegue a la mesa, pon el cronómetro en marcha,
anotando el tiempo invertido cuando toque el tope.
3. Repítelo tres veces y varía la distancia que debe recorrer la bola. Recuerda que debes dejar caer la
bola siempre desde el mismo punto; de este modo, asegurarás que la velocidad con que rueda la
bola cada vez que empieza su recorrido sobre la superficie lisa es aproximadamente la misma.
4. La actividad se puede realizar en mesas grandes o directamente en el suelo. Sería apropiado
colocar, entre la mesa y la zona de la rampa por la que discurrirá la bola, una hoja de papel celofán
(transparencia); de esta manera, se evita la posible formación de un escalón en la rampa.
CONCLUSIONES.
- Realiza un dibujo del experimento.
- Anota en la siguiente tabla los resultados obtenidos en el experimento
MEDIDA
1
2
3
4
5
TIEMPO (T)
ESPACIO (S)
VELOCID (V)
- Una de las maneras más sencillas de analizar datos es construir gráficos que nos permitan ver lo
que ha ocurrido. En una hoja cuadriculada, realiza las gráficas espacio-tiempo (en el eje vertical la
distancia recorrida y en el horizontal el tiempo), y velocidad-tiempo (en el eje vertical la velocidad
y en el eje horizontal el tiempo)
- ¿Qué tipo de movimiento se ha realizado? ¿Por qué?
- ¿Qué dice el principio de inercia? ¿Has demostrado el principio de incercia? ¿Por qué?
8.- Práctica de laboratorio. Medida de velocidad.
OBJETIVOS: - Poner en práctica las características propias del método de trabajo científico.
- Reflexionar sobre el principio de inercia.
- Estudio de la velocidad de un objeto móvil.
- Aprender a elaborar gráficos a partir de los datos obtenidos.
MATERIAL: Bureta, agua, bola de plastilina, cronómetro, pie o soporte.
PROCEDIMIENTO. Llenamos la bureta de agua hasta enrasar; introducimos la bola de plastilina
(redondeada lo máximo posible) en la bureta y dejamos descender por el interior de ésta.
Tomaremos el tiempo de descenso cada 2 cm (cada centímetro cúbico de la bureta lo
consideraremos como un centímetro) y anotaremos los datos obtenidos para el tiempo y el espacio
recorrido.
ANÁLISIS DE RESULTADOS.
a) Elabora una tabla espacio-tiempo con los datos obtenidos.
b) Construye la gráfica espacio-tiempo en una hoja cuadriculada
c) Calcula la velocidad para cada espacio recorrido
d) ¿Se mantiene constante la velocidad a lo largo de la bureta? ¿Qué tipo de movimiento lleva la
bola de plastilina?