1- En el capítulo se menciona que Cavendish entró a formar parte de la Royal Society en 1760. Newton y Hooke, entre otros ilustres científicos, también formaban parte de ella. Describe brevemente qué es la Royal Society, cuáles son sus principales objetivos, cuáles han sido sus logros más importantes a lo largo de la historia y qué otros ilustres científicos han formado parte de ella: La Royal Society es la más antigua sociedad científica en Inglaterra. Fue fundada en 1645, cuando se daban reuniones semanales en Londres de filósofos naturales y científicos. La idea era evitar que se desviara la discusión de su propósito original. Les estaba prohibido hablar de la divinidad, asuntos de estado o actualidad, limitándose los temas a tratar a la Nueva Filosofía y materias relacionadas como la Medicina, Anatomía, Geometría, Navegación, Estática, Mecánica... y los experimentos. Estas reuniones fueron sugeridas por Theodore Hank, un alemán residente en Londres, y tuvieron lugar principalmente en la residencia de Jonathan Goddard. Ha sido galardonada con múltiples premios. El más reciente fue el Premio Príncipe de Asturias de Comunicación y Humanidades, en el año 2011. Entre sus presidentes más célebres estuvieron Isaac Newton, Humphry Davy, Ernest Rutherford, Alan Lloyd Hodgkin... Y su actual presidente desde el año 2010 es Paul Nurse. Otros miembros también importantes en la Royal Society que nunca fueron presidentes son personas como Charles Darwin, Robert Boyle, Robert Hooke, Benjamin Franklin y sobre todo, Henry Cavendish. 2- De acuerdo con el libro, Cavendish midió la composición química del aire. Realiza un diagrama de sectores con una hoja de cálculo que incluya los gases más importantes por su abundancia y compara tus resultados con los que muestra el libro. Investiga qué es el flogisto y por qué cayó en desuso: Flogisto: El flogisto surgió a partir de la teoría de Georg Ernst Stahl según la cuál la calcinación de los metales, la combustión de los cuerpos combustibles y la respiración de los animales estaba basada en la existencia de un "principio de la combustibilidad" que denominó "flogisto". Según él, los metales estaban formados por flogisto. Se acabó demostrando el incumplimiento de la teoría cuando Lavoisier hizo un experimento que contradijo la teoría del flogisto. Con Lavoisier los químicos abandonaron progresivamente la teoría del flogisto y se apuntaron a la teoría de la combustión basada en el oxígeno. 3- Cavendish realizó importantes descubrimientos de Química. Investiga sobre las propiedades del Hidrógeno y sobre la composición química del agua. 3- En 1766, Cavendish descubrió las propiedades del hidrógeno. Estas propiedades son: - En condiciones normales, el hidrógeno es un gas incoloro, inodoro y sin sabor. - Es la molécula más pequeña conocida. - La densidad del hidrógeno es de 76 Kg./m^3, y cuando se encuentra en estado de gas, la densidad es de 273 kg./ L. - Posee una gran rapidez de transición, cuando las moléculas se encuentran en fase gaseosa. Debido a esta propiedad, hay ausencia casi total, de hidrógeno en la atmósfera terrestre. - Facilidad de efusión, así como también de difusión. - Optima conductividad calorífica - Punto de fusión de 14025 ºK. - Punto de ebullición de 20268 ºK Su trabajo más célebre fue el descubrimiento de la composición del agua. Afirmaba que el agua está compuesta por aire deflogistizado (oxígeno) unido al flogisto (hidrógeno). Es autor del tratado Factitious Airs ("Sobre el Aire Ficticio") en el que analiza la composición del aire. Mediante el experimento de Cavendish, según lo que describió en su trabajo Experiences to determine the density of the Earth (1789), determinó que la densidad de la Tierra era 5,45 veces mayor que la densidad del agua. Las técnicas modernas de calcular la densidad han establecido un resultado muy parecido al de cavendish, pero más preciso: 5,5268 veces mayor que la densidad del agua. 4- ¿Qué es el calor específico de una sustancia? Lee las páginas 161 a 170 de tu libro de texto. El calor específico es la cantidad de energía que intercambia un kilogramo de una determinada sustancia cuando se modifica en un kelvin su temperatura. Se mide en J/kg K. Cuanto mayor es el calor específico de una sustancia, más energía necesita para producir un determinado incremento de temperatura y más energía desprende cuando se enfría. 5- Cavendish también fue un adelantado a su tiempo. Aunque no entró en la histora por su descubrimento, ¿qué es la Ley de Coulomb? Realiza una comparativa, señalando las analogías y diferencias que encuentras entre esta ley y la Ley de Gravitación Universal (recuerda la actividad Explicación matemática de la LGU) La ley de Coulomb es una ley que afirma que los opuestos(- y +) se atraen y los iguales(+ y +, - y -) repelen. Los parecidos entre las dos leyes (la de Gravitación Universal y la de Coulomb) son que ambas tienen la misma funcionalidad, ambas dictan el comportamiento de dos de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, que expresan la fuerza entre cuerpos. En cambio hay más diferencias, como por ejemplo que la Ley de Coulomb dice que la fuerza puede ser repulsiva mientras que la de Gravitación universal dice que sólo puede ser atractiva, la LGU es para masas mientras que la Ley de Coulomb es para cargas eléctricas y que la fuerza eléctrica es más intensa que la fuerza gravitatoria. 6- ¿Qué es un condensador eléctrico? Es un dispositivo capaz de almacenar energía. Está formado por dos superficies conductoras separadas por un vacío o un aislante. Suelen usarse normalmente como baterías, memorias, filtros, para mantener corriente en un circuito y evitar caídas de tensiones,... 7.Cavendish inventó un termómetro que funcionaba sin mercurio, pero, ¿cómo funciona un termómetro? ¿Qué tipos de escalas térmicas existen? Lee las páginas 163-165 de tu libro de texto. Además es interesante que tanto para esta cuestión como para la cuetión 4, sigas esterecurso. Se forman dependiendo de las gotas de lluvia, porque algunas forman el color primario y otras el secundaria , y varia de observador a observador. 8.Entramos en las cuestiones relacionadas con el experimento en cuestión: ¿Qué es el centro de gravedad de un cuerpo? Prueba la siguiente experiencia. Diseña tu propia experiencia y grábala en vídeo. No olvides insertarla en tu blog: el centro de gravedad de un cuerpo es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo. 9.Llegamos al plato fuerte del capítulo: el experimento de Cavendish (aquí podéis realizarlo virtualmente). Lo ideal sería diseñar vuestra propia experiencia, pero se trata de una tarea bastante ardua (el autor cita un interesante artículo de la revista Investigación y Ciencia al respecto), por lo que nos conformaremos con que hagáis una descripción del experimento y contestéis a la pregunta: ¿por qué Cavendish no podía medir desde la sala dónde se encontraba la balanza de torsión? No podria haberlo medido, si el hubiese estado presente ya que su propia masa habría influido al experimento y todo lo que el incoscientemente podría mover, ya que esto echaría a perder las medidas realizadas. 10.Para concluir el trabajo, investiga por qué no es buena idea utilizar materiales como el hierro o el acero para realizar el experimento. ¿Qué es el magnetismo? ¿qué otros materiales evitarías en caso de diseñar la experiencia? Ya que como hemos visto estos materiales son magnéticos, y el magnetismo es la capacidad de algunos materiales de atraerse o repelerse, y los materiales magnéticos tienen por tanto otras fuerzas las cuales podrían alterar el experimento y podría echar a perder los cálculos por haber sido alterados por el magnetismo.

MILLIKAN, LA UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA.

1- Explicación de la hipótesis de Symmer acerca del fluido vítreo (+) y el fluido resinoso (-) desde el punto de vista de tus conocimientos de la electrostática. Puedes incluir tus propias fotos o vídeos de pequeños experimentos electrostáticos (recuerda lo que estudiaste el año pasado en Tecnología). La teoría de Symmer se basa en otra teoría que fue creada anteriormente por Benjamin Franklin la cual decía que había un fluido que rodeaba a las moléculas y que se desequilibraba si se producía fricción. En cambio la teoría de Symmer (1896) decía que no sólo había un fluido, sino dos: el fluido vítreo, el cual tenía carga positiva; y el fluido resinoso, el cual tenía carga negativa. Al activar estas sustancias por medio de la fricción, se atraen y, una vez que se juntan, se neutraliza su efecto con respecto a los objetos del exterior. 2- Explicar el funcionamiento de un tubo de descarga. ¿Por qué consiguió Thomson desviar los rayos catódicos? ¿Cómo influye la presión del gas enrarecido del interior? Thomson pudo observar que los rayos catódicos, los cuales tenías carga negativa, se desviaban hacia el campo positivo. Consiguió esto ya que extrajo la máxima cantidad de gas que pudo de un tubo de rayos catódicos consiguiendo así un vacío casi perfecto. Lo gases enrarecidos son gases que, al encerrarlos, pierden su presión. Según se van enrareciendo van ocurriendo distintos fenómenos como por ejemplo que vaya cambiando su color. 3- Explica el modelo de Thomson del átomo e investiga por qué no es un modelo viable según los descubrimientos posteriores. El modelo del átomo de Thomson consistía en una gran masa de carga positiva con electrones de carga negativa incrustados y repartidos uniformemente. Más tarde, Rutherford descubrió que el átomo se componía de un núcleo de cargas positivas y las cargas negativas se encontraban alrededor. 4- Millikan trabajó en la Universidad de Chicago a las órdenes de Albert Michelson. Describe brevemente el experimento por el que es famoso este investigador. ¿Qué es el éter? ¿Crees que su existencia sigue siendo una hipótesis viable? El experimento por el que es famoso Albert Michelson es el interferómetro. Permite medir distancias con mucha precisión. Consiste en la división de un haz de luz en dos haces que recorrerán dos caminos diferentes y que más tarde se unirán de nuevo. El interferómetro fue usado para probar la existencia del éter que se suponía que era una sustancia muy ligera que se creía que ocupaba todos los espacios vacíos, como un fluido pero descubrieron que no existía. 5- ¿Podrías explicar, según el modelo de Bohr, por qué los rayos X ionizan a las gotas de aceite? En el experimento de Millikan, cada gota levantaba una ligera carga de electricidad estática cuando esta viajaba a través del aire. La velocidad de su movimiento podía ser controlada alterando el voltaje de las placas. Por lo que cuando el espacio entre las placas metálicas era por los rayos X, los electrones del aire se unían a las gotas de aceite, causando que ellos adquiriesen una carga negativa. 6- Describe el experimento de Millikan. Propongo el siguiente trabajo opcional: realiza el experimento en esta web y presenta los resultados que hayas obtenido (gráficas, cálculos, etc...). Para el experimento de Millikan fue necesario usar un “atomizador” (un vaporizador de perfume), con el que esparció pequeñas gotas de aceite en una cámara transparente. En la cámara se le ajustaron dos placas horizontales metálicas en la parte superior y en la inferior. Una era positiva y la otra negativa, y ambas estaban conectadas a una batería cuyo voltaje se podía regular. Inicialmente, sin hacer uso de las baterías, se midió el tiempo que tardaba en caer las gotas. Después se ionizó el interior mediante el procenimiento que describí en el ejercicio anterior. Tras haberlo hecho, se pudo observar a las gotas de aceite flotando, para después apuntar el campo eléctrico haciendo que las gotitas permaneciesen inmóviles. Y este proceso se repitió varias veces. Este experimento fue la primera medida directa y convincente de la carga eléctrica de un único electrón. 7- ¿Qué es el efecto fotoeléctrico? Puedes enseñar alguna aplicación actual de este fenómeno por cuya explicación teórica, Albert Einstein, recibió el premio Nobel. Millikan también comprobó experimentalmente la hipótesis de Einstein aunque dijera de ella que "le falta una base teórica satisfactoria". Efecto fotoeléctrico: Es la emisión de electrones por un metal o por fibra de carbono cuando incide sobre él una radiación electromagnética (como puede ser la luz visible o la ultravioleta, por lo general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia. A partir del efecto fotoeléctrico se produce energía eléctrica por radiación solar, así como el aprovechamiento energético de esta energía. Su uso cotidiano se puede dar tanto en los sensores de las cámaras digitales como en calderas de centrales termoeléctricas, partículas de polvo en la superficie de la Luna... 8- ¿Por qué piensas que es interesante que los científicos pasen algunos años en otros centros de investigación distintos a los que se formaron? Porque al salir de su entorno lo ven todo desde otro puno de vista, le dan otro enfoque a la situación que pueden ayudarles a dar con soluciones que en un entorno al que estan acostumbrados y en el cual se encuentran ofuscados no podrían solucionar. 9- ¿Por qué es recomendable (o no) leer libros de divulgación científica? Es recomendable leer divulgacion científica para todo el mundo, para la gente de a pie, simplemente por conocer cosas nuevas y adoptar cultura general, pero para los científicos sobretodo ya que es la mejor forma de conocer avances científicos que pueden ser cruciales en la investigación propia de muchos científicos.

Nuestro buen amigo Galileo

ACTIVIDAD 2: GALILEO. LA CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS

 

Hemos hecho un experimento para calcular el valor de g. Se trata de un experimento muy difícil de reproducir ya que los errores en la medida son muy grandes. Con una cámara de vídeo ha sido grabada la caída de dos bolas de acero de distinto tamaño sobre una cinta métrica a partir de la cual hemos obtenido los datos.

1. Gráfica de los datos (y, t):

 

La gráfica es una parábola porque el espacio aumenta cada vez más, debido a que la caida libre es un MRUA.

2. Velocidad de la bola en función del tiempo para cada intervalo:

Hemos calculado la velocidad dividiendo la altura que recorre en cada posición por el tiempo que tarda en llegar a esa posición.

3. Gráfica de la velocidad para cada tramo en función del tiempo:

Podemos ver que para cada intervalo igual de tiempo la velocidad aumenta también en una cantidad casi fija, esto quiere decir que es un MRUA, ya que la gráfica velocidad tiempo es casi una línea recta. Esperábamos que fuera una recta perfecta.

4. Valor de la aceleración de la gravedad g:

G es la aceleración y esta se calcula como la pendiente de la recta en una gráfica velocidad tiempo.

G=4,375/0,48=9,11m/s^2

El dato que conocemos de la gravedad es 9,8m/s^2 y se parece mucho al calculado.

5. Discrepancias entre el modelo teórico y el obtenido experimentalmente:

Hemos observado que el modelo teórico es similar al obtenido experimentalmente. La velocidad se parece en tiempos iguales y hay un ligero y casi inapreciable cambio en las alturas. Consideramos que la opción más probable es que haya habido errores de medida o demasiadas aproximaciones.