Secundaria

Reto 6 – Timbre

Si un timbre está sonando dentro de una campana de cristal y se extrae el aire, el timbre dejará de oírse, pero no de verse.

¿En qué propiedad difieren luz y sonido para que se siga viendo el timbre, pero ya no se escuche?

Reto 5 – Calculando el peso de un automóvil

Los automóviles suelen tener 4 llantas, por lo que si puedes saber qué peso carga una de las llantas, podrás saber cuanto pesa el automóvil completo. En cualquier taller o gasolinera pueden decirte la presión de cada una de las llantas.

El reto consiste en:

a) medir la superficie de contacto de la llanta con el suelo y
b) con ese dato y el dato de la presión de la llanta, calcular la masa del automóvil.

Si no tienes un coche con el cual hacer tu experimento, supón que la llanta de un automóvil tiene una presión de 35 libras/pulgada² y que la superficie de contacto es de 125cm².

¿Cuál es el peso del automóvil?

¿Cómo medirías la superficie de contacto?

Reto 4 – Gravedad en la Luna

La masa de la Luna es de 7.36 x 1022kg y su diámetro es de 3476 km. En la Luna no hay atmósfera, es decir, no hay aire. ¿Cuánto tiempo tarda en caer un objeto de 2kg de una altura de 10m?

¿Depende de la masa?

Reto 3 – Competencia de lanzamiento de bala

En una competencia se quiere saber quién lanza más alto una bola de metal cuya masa es de 2kg. Supón que la fricción con el aire es despreciable y responde:

¿A qué altura llega la bola del ganador, si desde que la lanza hasta que vuelve a caer, pasan 4.5s ?

¿Cuánta energía quemó el ganador al lanzar esa bola (suponiendo que él es una máquina perfecta)?

¿La altura que alcanza la bola depende de la distancia a la que cae del lanzador?

Reto 2 – Cálculos microscópicos

En la ciencia, conocer los tamaños de objetos diminutos ha sido siempre un gran reto. Medir la altura de una persona no parece algo complicado, pero ¿cómo medirías el tamaño de una molécula? Tienes que ser consciente de que las moléculas no se pueden ver al microscopio, como las células. Quizá una molécula es demasiado difícil de medir. Midamos algo más fácil, como el espesor de una hoja de papel.

El reto consiste en medir con una regla el espesor de una hoja de papel. Si logras hacerlo, tendrás un método para medir cosas aun más pequeñas, como células o moléculas.

Pista: Piensa que, en un paquete de hojas, el espesor de cada una es exactamente el mismo.

¿Cuál es la medida del espesor de una hoja de papel?

Reto especial: ¿Cómo medirías el tamaño de una célula de cebolla, por ejemplo? Pregunta a tu profesor de biología si tiene ideas.

Reto 1 – Cálculos astronómicos

¿Cómo se puede saber qué masa tiene el Sol? ¿Qué masa tiene la Tierra o cualquier otro astro?.

La magnitud de la fuerza centrífuga de un cuerpo de masa m\,  que gira a una velocidad angular \mathbf\omega\, a una distancia \mathbf r\,  de un eje de rotación es

<br /><br /><br /><br />|\mathbf F_\text{cf}|= m\boldsymbol\omega^2 \mathbf r<br /><br /><br /><br />

Sabemos que la masa de la Tierra es 5.9736×1024 kg, que su distancia media al Sol es de 149 598 261 km y su periodo de traslación es de 365.256 días.

  1. ¿Cuál es la masa del Sol aproximadamente?
  2. Si no conocieras la masa de la Tierra ni la del Sol, ¿cómo calcularías sus masas? En particular ¿cómo calcularías la masa de la Tierra?
  3. ¿Cuál es la velocidad tangencial de la Tierra en su movimiento alrededor del Sol?

Nota:  la constante de  gravitación universal G es 6.674 × 10−11 N·m2/kg2.

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