Curso de alemán nivel medio con audio/Lección 055b

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Gravedad

M-ES-DE-055-1

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Gravedad

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La gravedad es una fuerza que se produce entre los objetos y que hace que estos se atraigan, como la Tierra y el Sol o incluso la manzana qui cae de un árbol, atraída par le suelo.

Los planetas son muy grandes así que producen mucha gravedad. Cuanta más masa tenga un objeto, más fuerza de gravedad ejercerá sobre otro objeto. La gravedad entre dos objetos pequeños no es notable. Los imanes ejercen una atracción diferente llamada magnetismo. Es más notable y sólo se quedan pegados a los metales con hierro. Las llaves no tienen hierro así que los imanes no ejercen gravedad sobre ellas. La aceleración de la gravedad en la Tierra es de 9,8 m/s².

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La fuerza de la gravedad mantiene a los planetas en órbita alrededor del Sol.

La gravitación de Newton

Isaac Newton fue un científico británico nacido en 1643. Fue el primero en escribir una teoría científica de la gravedad. Cuenta la leyenda que al ver una manzana caer de un árbol tuvo esta idea.

Los principios de esta teoría son simples:

• Cuanto más grande sea un cuerpo, más atracción ejercerá sobre otro cuerpo;
• Cuanto más alejados estén dos objetos mucho menos se atraerán entre sí;
• La atracción experimentada por un objeto debido a la gravedad no depende de su masa (de su peso).

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boliche y petanca

Este último punto es fácil de observar. Una bola de bolos al caer desde lo alto de un edificio llega a la tierra tan rápido como una bola de madera de masa mucho más pequeña. Sería lo mismo con una hoja de papel si no se viera obstaculizada por el aire. Si el mismo experimento se realiza en el vacío (sin aire u otros gases que podrían retrasar la caída de la hoja), entonces la hoja caerá tan rápido como una bola de petanca.

Hielo

M-ES-DE-055-2

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Bloque de hielo azul.

Hielo

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El hielo es agua congelada. También es uno de los 3 estados naturales del agua. Si se pasa del hielo (sólido) a líquido, se llama fusión, de lo contrario, solidificación.

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Color

El hielo es transparente, pero en algunas ocasiones se puede ver azul.

Leyes de Newton

M-ES-DE-055-3

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thumb|en un conmemorativo de los 350 años del nacimiento de Isaac Newton

Leyes de Newton

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Las Leyes de Newton son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.

Las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.

Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

Luz

M-ES-DE-055-4

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Luz

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La luz es un tipo de energía electromagnética radiante que puede ser percibida por el ojo humano.

También, se puede definir la luz como la radiación conocida como espectro electromagnético.

El estudio científico de la luz se denomina óptica.

La palabra luz viene del latín lux, lucis.

Láser

M-ES-DE-055-5

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Esquema del primer láser de rubí

Láser

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Un láser es un dispositivo capaz de emitir un haz de luz de características diferentes a de la luz normal. La luz emitida por un láser es:

• de un solo color, mientras que la luz habitual está compuesta de varios colores (todos los colores, de hecho, es por eso que aparece en color blanco)). Se dice entonces que es monocromática;
• direccional. Mientras que una lámpara emite luz en todas direcciones, un láser emite en una sola dirección: el rayo láser puede ser muy delgado.

La última propiedad interesante de un láser es que permite el uso de la luz láser para transmitir información en fibras ópticas.

El nombre de "láser" son las siglas Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ; en Inglés, que significa "amplificación de luz por emisión estimulada de radiación".

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El DVD y CD se escriben y se leen mediante un láser

Historia

El principio del láser fue descrito en 1917 por el Einstein, pero no fue hasta 1953 cuando se construyó el primer prototipo siguiendo este principio. Aunque no fue que la luz se amplificara, sino el horno de microondas. El primer láser real fue construido en 1960 por Theodore Maiman, la luz (roja) se amplificaba por medio de un rubí artificial. Un año más tarde, Ali Javan desarrolló un láser de gas (helio y neón), mas tarde en 1966, Peter Sorokin construyó el primer láser de líquido.

El láser quedó como un invento sin aplicación práctica hasta 1974, con la introducción de los lectores de códigos de barras. En 1978, aparecieron los discos láser, pero las unidades de disco óptico no llegaron a ser ampliamente utilizadas hasta el año 1982 con el (compact disc o CD), y después con el DVD.

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¿Cómo funciona?

Para hacer un láser, se necesitan tres cosas:

• (1) un material que, cuando se aporta energía, puede amplificar la luz;
• (2) una fuente de energía;
• (3) y (4) dos espejos, uno frente al otro.

Uno de los espejos deja pasa una fracción de la luz (es parcialmente transparente), por lo general entre un 1% y un 5% de la luz. Se envía una primera luz que el material especial amplifica y la luz se refleja entre los dos espejos. A cada pasada entre los espejos, la luz que atraviesa el material especial se va amplificando.

El láser se caracteriza por la naturaleza del material utilizado, el cual determina la longitud de onda de la luz emitida.

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Video de punteros láser

Esquema de grabación con láser

¿Para qué se utiliza?

A veces, para hacer una presentación, se utiliza un puntero láser. Se trata de un láser pequeño, del tamaño de un bolígrafo, que emite un rayo verde o rojo y se usa para indicar lo que estamos viendo en una pantalla.

También se utiliza el láser para leer la información de un CD en el reproductor de CD y DVD, o para leer códigos de barras.

En medicina, se utiliza entre otros usos para corregir los defectos de la visión mediante el modelado del ojo con el rayo láser, que puede ser muy preciso, ya que es muy delgado. Esta es la terapia con láser.

Los láseres son utilizados también por razones estéticas. Como el haz es muy fino, podemos dibujar imágenes luminosas y proyectarlas sobre una pared, o imágenes del humo. Este proceso es conocido por algunos artistas.

Los láseres son utilizados para grabar la superficie de ciertos materiales. Este es el caso de los grabadores de CD y DVD. La diferencia entre ambos es la longitud de onda del láser: cuanto más pequeña es, el láser puede grabar cosas más pequeñas. Por lo tanto, aunque un CD y un DVD tienen el mismo tamaño, se puede grabar seis veces más en un DVD que un CD.

Esta propiedad del láser se utiliza también para restaurar la superficie de los edificios públicos que han sido ensuciados por la contaminación. El láser vaporiza la suciedad, pero deja intacta la piedra que está por debajo.

El láser también se utiliza en el telémetro láser, un dispositivo de medición muy preciso (ver más abajo: medir la distancia entre la Tierra y la Luna). Este dispositivo se utiliza en la construcción de edificios para conocer la anchura, la altura o la longitud de una habitación.

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Ideas verdaderas y falsas

El láser es peligroso para los ojos.

Ver un rayo láser

Al igual que todos los rayos de luz, un rayo láser no se puede ver normalmente. Si se le ve, como en la mayoría de las fotos, es porque hay polvo o vapor de agua en el aire, que es iluminado por el láser y que devuelve parte de su luz.

Por ejemplo, al utilizar un puntero láser, se observa un punto de luz sobre el tema que se está tratando, pero no se ve nada entre el puntero y el objeto.

Un sable láser

Los láseres en la ciencia ficción

En la guerra de las galaxias, se pueden ver por ejemplo pistolas láser y sables láser. Eso es imposible en la realidad: una pistola lanza un rayo corto (se tiene la impresión de un proyectil), mientras que el rayo láser es continuo o se inicia en un breve pulso de láser de modo que uno no tiene ninguna posibilidad de verlo. Lo mismo ocurre con las espadas, si las hojas fueran láseres, nunca terminarían, un rayo láser no se detiene después de una cierta distancia si no hay ningún obstáculo, como un objeto con el chocar al final.

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¿ Son peligrosos los láseres ?

Depende de cuales. Los que se pueden ver normalmente, no. Se debe tener cuidado de no mirar directamente al rayo, por ejemplo, de los punteros láser. Es como el sol: no podemos mirar al sol porque nos dañaría los ojos. Para un láser: si se mira directamente, puede producir quemaduras serias, porque aunque no tiene mucha energía, está altamente concentrada.

Los láseres que hay en los laboratorios o en las fábricas pueden ser mucho más potentes y por lo tanto más peligroso, pero como los únicos que los usan están informados y prestan atención, no hay ningún riesgo real. Cuando se trabaja con un láser, por lo general se usan gafas especiales, hechas para bloquear sólo el color del láser.

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Medir la distancia entre la Tierra y Luna con un láser!

Durante las misiones Apolo (XI, XIV y XV), los astronautas instalaron espejos en la luna. Dos sondas espaciales no tripuladas soviéticas (Lunojod 1 y 2) que se posaron en la Luna, también llevaron espejos. Con un rayo láser enviado desde la Tierra, se mide la distancia entre la Tierra y la Luna mediante el cálculo del tiempo empleado por el rayo para ir a la Luna y regresar a la Tierra.

En efecto, la velocidad de luz es constante y conocida, y el láser tiene un espesor muy pequeño. Con este método, se ha medido que la Luna órbita alrededor de la Tierra a una distancia de alrededor de 384 400 km con una precisión de menos de 1 cm.

¡Haz clic en la imagen para ampliarla! Verás el rayo láser que efectúa la medida!

Magnetismo

M-ES-DE-055-6

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Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro sobre papel.

Magnetismo

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El magnetismo (del latín magnes, -ētis, imán) es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente, como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones, que comúnmente se llaman imanes.

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Breve explicación del magnetismo

Cada electrón es, por su naturaleza, un pequeño imán electrónico. Ordinariamente, innumerables electrones de un material están orientados en diferentes direcciones, pero en un imán casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén orientados.

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Historia

Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro, y que los trocitos de hierro atraídos atraían a su vez a otros.

Magnitud

M-ES-DE-055-7

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Magnitud

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Una manera de describir un objeto es mencionando sus propiedades, como por ejemplo, su color, forma, consistencia, etc. En estos casos se utiliza una cualidad o adjetivo (es rojo, redondo, blando etc).

Pero hay ciertas propiedades físicas que requieren ser descriptas mediante un número o cantidad. A estas propiedades se las denomina magnitudes.

Por ejemplo, si al tomar un objeto se constata que su peso es 10 veces el de un kilogramo, se dice que la magnitud peso es de 10 kg. Si al considerar la altura del objeto se observa que es tres veces la de un metro, entonces la magnitud de su altura es de tres metros.

A este procedimiento que nos permite determinar la magnitud a partir de contar el n° de veces que el objeto contiene a la unidad que se eligió como referencia o patrón (el kg, el metro), se lo llama medición.

La unidad para realizar una medición puede ser elegida arbitrariamente. Por ejemplo, se puede medir el largo de un cuaderno diciendo que su longitud es igual a tres veces el largo de un lápiz y anotar tres lápices. Otra persona puede medir el mismo cuaderno pero con otra unidad de medida (por ejemplo, con otro lápiz) y anotar que la longitud para él es de seis lápices: esto no contradice lo anterior, simplemente sucede que tal vez el lápiz de esta persona era dos veces más chico, y por eso está contenido más veces en el cuaderno. El cuaderno sigue teniendo el mismo tamaño, pero al haber utilizado unidades de medida diferentes, patrones diferentes, se obtienen cantidades diferentes. Esto era lo que solía suceder en la antigüedad: las distintas poblaciones o localidades utilizaban efectivamente distintos patrones, con lo cual las mediciones que obtenían podían ser distintas, aunque se estuvieran comparando objetos de igual magnitud. Esto dificultaba la comunicación eficaz de los resultados entre ellas y creaba confusión. Para evitar estos problemas, en 1960 se creó un sistema internacional que fijó cuales serían las unidades patrones, sus múltiplos y submúltiplos. Así, por ejemplo, se decidió que para medir longitudes el metro sería la unidad de medida patrón para toda la comunidad internacional.

Masa

M-ES-DE-055-8

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Serie de cilindros de cobre de masa conocida. Miden una masa desconocida comparándolas en una balanza.

Masa

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La masa de un cuerpo es la cantidad de materia contenida en un objeto. No se debe confundir con el peso, aunque en el lenguaje corriente se utiliza peso en lugar de masa.

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Diferencia entre masa y peso

La masa de un objeto no varía dependiendo de la ubicación en el universo donde se mida. En la Luna, el mismo objeto es atraído hacia el suelo con menor fuerza que en la Tierra, (su peso es menor), pero se necesita la misma fuerza que en la Tierra para moverlo o detener su impulso si está en movimiento (su masa es la misma). A una velocidad muy alta, cercana a la de la luz, se ha demostrado, sin embargo, que la masa de un objeto aumenta. Esta es el área de la relatividad, descrita por Albert Einstein, que no es aplicable a las velocidades habituales.

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Unidades

La unidad de masa del Sistema Internacional es el kg. Para grandes cantidades, se emplea la tonelada, que equivale a 1 000 kg. Antes del kilogramo había unidades tradicionales como la libra, con un valor aproximado de poco menos de medio kilo, pero su valor podía variar según las regiones.

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Balanza antigua con la serie de pesas

Medición de la masa

La masa se mide por comparación con un patrón de masa conocido utilizando una balanza. Se coloca el objeto cuya masa es desconocida en un platillo y en el otro se añaden "pesas" de masa conocida. Cuando se equilibran los brazos las masas son iguales. Sólo queda comprobar el valor de las masas que se han colocado en el otro lado.

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Balanza elecrónica

Tara

A menudo, el objeto a medir, por ejemplo arena o líquidos, se colocan en un recipiente. Por lo tanto, es necesario medir primero la masa del recipiente antes de medir el objeto de interés. Como la masa del recipiente no es útil, sólo debemos equilibrar la balanza con objetos cuya masa no se conoce, piedras, por ejemplo. El conjunto de piedras colocadas para equilibrar el recipiente se llama tara y la acción se llama "tarar".

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