NEWTON Y EINSTEIN
miércoles, 27 de agosto de 2014
Isaac Newton, a fines del siglo xvn, y Albert Einstein, a principios
del siglo xx, iluminan el panorama científico de la humanidad.
Newton formuló las Leyes de la Mecánica y descubrió la Ley de
la Gravitación Universal, que rige el movimiento de los astros.
Por su parte, Einstein encontró la equivalencia entre la materia
y la energía, abriendo así fuentes inagotables de energía para el
género humano.
Cuando estudies la vida y trabajos de estos dos genios, ten-
drás la satisfacción de conocer lo quo ellos nos heredaron.
Satélites artificiales
Fundamento científico
Si alguna vez has leído Viaje a la Luna del novelista Julio Verne,
recordarás que se requería una velocidad do casi 40 000 kilóme
tros por hora para disparar ol proyectil que supuostamento haría
ese viaje. Sin embargo, con esa velocidad el proyectil se calen-
taría a tal grado que en pocos segundos quedaría inutilizado.
En la actualidad, ya no se piensa en proyectiles como los que
dispara un cañón, sino en cohetes (que se fundan en el mismo
principio que los que se disparan en las fiestas populares).
En la figura 1.25 se ilustra cómo Newton llegó a la conclusión
de quo se podía poner un satélite en órbita en torno a la Tierra.
Imagínate un cañón poderosísimo que disparara proyectiles
desde lo alto do una montaña. Todos los disparos serían hori-
zontales y conforme la velocidad do salida aumentara, el pro-
yectil caería cada vez más lejos. Los proyectiles caerían debido
a la atracción que la Tierra produce sobre todos los cuerpos y
que conocemos como fuerza de gravedad.
Antes de continuar, reflexiona sobre la condición que se ne-
cesita para que un cuerpo se mueva en una trayectoria circular.
Si alguna vez has tomado de las dos manos a un niño y le
has dado vueltas en torno tuyo, recordarás que tienes que hacer
una gran fuerza con tus manos para no soltarlo. Esa fuerza que
haces hacia el centro del movimiento circular se llama fuerza
centrípeta y es un requisito forzoso para todo movimiento circu-
lar. Por ejemplo, si amarras un ladrillo en el extremo de un hilo
y quieres darle vueltas (ihaz el experimento lejos de objetos y
personas!) verás que necesitas aplicar una fuerza considerable
y que si el hilo es muy delgado se romperá porque no puede
sostener la fuerza centrípeta sobre el ladrillo.
Observa la figura 1.25; notarás que si la velocidad de los pro-
yectiles se haco cada voz más grande (y suponiendo que la
fricción contra el aire no los destruya), se alcanzará una veloci-
dad tal que la fuerza de gravedad no hará que el proyectil caiga
al suelo, simplemente obrará como fuerza centrípeta y lo con-
servará en una trayectoria circular.
So puede calcular que la velocidad necesaria para que el pro-
yectil se conservo on esa órbita, es do casi 30 000 km/h, la cual
no so puede obtener con un cañón ni garantiza la seguridad del
proyectil contra ol calentamiento por fricción.
Solución de problemas prácticos
La tecnología ha hecho posible dar solución a estos dos proble-
mas. En primer lugar, sólo a 200 km do altura o más, los ofectos
de calentamiento son de poca importancia. En segundo lugar,
no es sino hasta que una cápsula espacial se encuentra a esa al-
tura que requiero llevar una volocidad horizontal do 30 000 km/h.
vahos tramos y dispararlo vorticaimente. En su extremo supe-
rior va ia capsula (con astronautas o con equipo científico) y los
tramos intermedios se cargan con combustible adecuado para
impulsar el cohete en diversas etapas.
El paso inicial es disparar hada abajo grandes cantidades de
gases, y por efecto de la reacción, el cohele comienza a subir
lentamente. Al perder masa, la velocidad es cada vez mayor.
Cuando se agola el combustiblo dol tramo inferior, éste se deja
caer al mar o a un srbo despoblado y el siguiente tramo continúa
disparando gases hacia abajo Al mismo tiempo, el cohete se va
desviando para que, cuando alcance mas de 200 km de altura,
suelte el último tramo de combustible y la cápsula se dispare
horizontal monto a una volockJad do 30 000 km/h, altura en la
que ya no es peligrosa esa velocidad en cuanto a los efectos
caloríficos.
DÑersas clases de satélites
Sogún el propósito al quo so dostinon los satélites, varía la dis-
tancia a la cual se colocan y la posición del plano de su órbita.
Hay satélites quo so colocan en órbita en un plano que con-
tiene el eje de la Tierra. Para éstos, la Tierra da, frente a su plano,
una vuelta cada 24 horas y en esa forma el satélite puede foto-
grafiar toda la superficie do la Tiorra y mandar informes a las es-
taciones meteorológicas para pronosticar el tiempo con mucha
anticipación (figura 1.26).
En la figura 1.27 se Bustra un satélite que se mueve en el plano
del Ecuador terrestre y que da una vuelta on tomo de la Tiorra
en el mismo tiempo en que gira esta, es decir, en 24 horas. Ese
satélite estará siempre en el mismo punto del cielo. De esta ma-
nera, en todo momento los observadores en A y en B puedon
comunicarse por sena es de radio sin tener los problemas que
existían en la comunicación por onda corta quo se usaba cuando
no se disponía de satélites artificíalos.
Figura 1.27. A cierta distancia, un satélite tarda 24 horas en dar una revolución y,
por tanto, permanece en el mismo punto del Ecuador celeste.
l. Si en #l laboratorio da tu escuela dispones de un microscopio com-
puesto, observa en el alguna preparación que coloques en un por-
taobjeto (o bien una gota de agua turbia tomada de un florero) Ob-
sérvala también con una lente de aumento y a simple vista En tu
libreta de apuntes dibuja lo que observaste en cada caso.
? Compara esquemas del microscopio simple y el microscopio com-
puesto
3 Observe, mtaoyséés obsaniqas con el mlaostcasBeaecironco. dos
críbelas y compáralas con otras vistas en el microscopio opuso. Re-
galía el aumento obtenido en cada caso.
4 Describe «i luroonam<er«o do! rr.aoscop-0 eiocuonco y ce*-pira o
con el dot mKioscop* ópteo. En tu cuaderno regstra os semqwuas
y deei encías.
5 Cor*una y esaibo los datos biográficos de Isaac Ne*lon y da Atoen
Esistein
6 Por separado, hez leías de las aportaciones de estos eremíticos en el
estudio de la materia
7. En mesa redonda discuto la Importancia que para la humanidad han
tonklo las investigaciones de Newton y Einstein.
8. En tu libreta do apuntes naz vanas figuras en las cuales se ponga de
manir testo la tuerza centrípeta (no confundas con tuerza centrifuga)
9. En técnica grupat dracute las diversas clases de satélites artficiales,
cómo circulan, que observaciones reafczan. como transmiten a las
estaciones receptoras y qué uso se do a los ntormea que de ellos se
receten
10. Conejuna qué método emplean los saetas* ertieJctske pata conocer
los recursos naturales
11. Consona en qué lorma los saséates artéetates ayudan a pronosacar
el lempo
12. Comenta con tus compañeros la posbiHad que en la srtusJoad
VM para realizar transmisiones de televisión ínienwnUneraates.
aprovechando cieno tipo de satélites artificiales
13. Para complementar la actividad anterior, comenta con tus compañeros
la ayuda que los satélites artificiales han prestado a las comunicacio-
nes telefónicas y de radio Redacta las conclusiones.
14. En colaboración con tus companeros realza un periódico muí al que
ilustre las aplicaciones pacíficas de los satélites artificiales.
del siglo xx, iluminan el panorama científico de la humanidad.
Newton formuló las Leyes de la Mecánica y descubrió la Ley de
la Gravitación Universal, que rige el movimiento de los astros.
Por su parte, Einstein encontró la equivalencia entre la materia
y la energía, abriendo así fuentes inagotables de energía para el
género humano.
Cuando estudies la vida y trabajos de estos dos genios, ten-
drás la satisfacción de conocer lo quo ellos nos heredaron.
Satélites artificiales
Fundamento científico
Si alguna vez has leído Viaje a la Luna del novelista Julio Verne,
recordarás que se requería una velocidad do casi 40 000 kilóme
tros por hora para disparar ol proyectil que supuostamento haría
ese viaje. Sin embargo, con esa velocidad el proyectil se calen-
taría a tal grado que en pocos segundos quedaría inutilizado.
En la actualidad, ya no se piensa en proyectiles como los que
dispara un cañón, sino en cohetes (que se fundan en el mismo
principio que los que se disparan en las fiestas populares).
En la figura 1.25 se ilustra cómo Newton llegó a la conclusión
de quo se podía poner un satélite en órbita en torno a la Tierra.
Imagínate un cañón poderosísimo que disparara proyectiles
desde lo alto do una montaña. Todos los disparos serían hori-
zontales y conforme la velocidad do salida aumentara, el pro-
yectil caería cada vez más lejos. Los proyectiles caerían debido
a la atracción que la Tierra produce sobre todos los cuerpos y
que conocemos como fuerza de gravedad.
Antes de continuar, reflexiona sobre la condición que se ne-
cesita para que un cuerpo se mueva en una trayectoria circular.
Si alguna vez has tomado de las dos manos a un niño y le
has dado vueltas en torno tuyo, recordarás que tienes que hacer
una gran fuerza con tus manos para no soltarlo. Esa fuerza que
haces hacia el centro del movimiento circular se llama fuerza
centrípeta y es un requisito forzoso para todo movimiento circu-
lar. Por ejemplo, si amarras un ladrillo en el extremo de un hilo
y quieres darle vueltas (ihaz el experimento lejos de objetos y
personas!) verás que necesitas aplicar una fuerza considerable
y que si el hilo es muy delgado se romperá porque no puede
sostener la fuerza centrípeta sobre el ladrillo.
Observa la figura 1.25; notarás que si la velocidad de los pro-
yectiles se haco cada voz más grande (y suponiendo que la
fricción contra el aire no los destruya), se alcanzará una veloci-
dad tal que la fuerza de gravedad no hará que el proyectil caiga
al suelo, simplemente obrará como fuerza centrípeta y lo con-
servará en una trayectoria circular.
So puede calcular que la velocidad necesaria para que el pro-
yectil se conservo on esa órbita, es do casi 30 000 km/h, la cual
no so puede obtener con un cañón ni garantiza la seguridad del
proyectil contra ol calentamiento por fricción.
Solución de problemas prácticos
La tecnología ha hecho posible dar solución a estos dos proble-
mas. En primer lugar, sólo a 200 km do altura o más, los ofectos
de calentamiento son de poca importancia. En segundo lugar,
no es sino hasta que una cápsula espacial se encuentra a esa al-
tura que requiero llevar una volocidad horizontal do 30 000 km/h.
Figura 1.25. Reproducción de una figura que hizo
Newton para explicar la posibilidad de poner en órbita
un satélite artificial.
Figura 1.26. Fotografía de nubes tomada desde
satélite artificial.
La solución que se ha dado es construir un cohete formado porvahos tramos y dispararlo vorticaimente. En su extremo supe-
rior va ia capsula (con astronautas o con equipo científico) y los
tramos intermedios se cargan con combustible adecuado para
impulsar el cohete en diversas etapas.
El paso inicial es disparar hada abajo grandes cantidades de
gases, y por efecto de la reacción, el cohele comienza a subir
lentamente. Al perder masa, la velocidad es cada vez mayor.
Cuando se agola el combustiblo dol tramo inferior, éste se deja
caer al mar o a un srbo despoblado y el siguiente tramo continúa
disparando gases hacia abajo Al mismo tiempo, el cohete se va
desviando para que, cuando alcance mas de 200 km de altura,
suelte el último tramo de combustible y la cápsula se dispare
horizontal monto a una volockJad do 30 000 km/h, altura en la
que ya no es peligrosa esa velocidad en cuanto a los efectos
caloríficos.
DÑersas clases de satélites
Sogún el propósito al quo so dostinon los satélites, varía la dis-
tancia a la cual se colocan y la posición del plano de su órbita.
Hay satélites quo so colocan en órbita en un plano que con-
tiene el eje de la Tierra. Para éstos, la Tierra da, frente a su plano,
una vuelta cada 24 horas y en esa forma el satélite puede foto-
grafiar toda la superficie do la Tiorra y mandar informes a las es-
taciones meteorológicas para pronosticar el tiempo con mucha
anticipación (figura 1.26).
En la figura 1.27 se Bustra un satélite que se mueve en el plano
del Ecuador terrestre y que da una vuelta on tomo de la Tiorra
en el mismo tiempo en que gira esta, es decir, en 24 horas. Ese
satélite estará siempre en el mismo punto del cielo. De esta ma-
nera, en todo momento los observadores en A y en B puedon
comunicarse por sena es de radio sin tener los problemas que
existían en la comunicación por onda corta quo se usaba cuando
no se disponía de satélites artificíalos.
Figura 1.27. A cierta distancia, un satélite tarda 24 horas en dar una revolución y,
por tanto, permanece en el mismo punto del Ecuador celeste.
El 27 de noviembre de 1985, México entró de lleno
a la era de los satélites artificiales. A bordo del trans-
bordador espacial Atlantis, en cuya tripulación viajaba
el doctor Rodolfo Neri Vela, primer astronauta mexi-
cano, se puso en órbita el Satélite Morelos II. La vigi-
lancia y control del satélite se hace desde el Centro de
Control Espacial Walter C. Buchanan, de la ciudad de
México. La presencia del doctor Neri Vela obedeció a
la tarea de realizar en el espacio una serie de experi-
mentos que abarcaban diferentes áreas como la bio-
logía, química, física, medicina y percepción remota
del territorio nacional. Esta última permitirá obtener fo-
tografías que serán analizadas en el Instituto Nacional
de Geografía, Estadística e Informática de la spp. Con
estas fotografías podrán detectarse yacimientos mine-
rales, mantos petrolíferos, bancos de pesca y regio-
nes contaminadas. Los satélites como el Morelos I y II
pesan 666 kg al comienzo de su vida útil, de los cua-
les, 145 kg corresponden al combustible que se uti-
liza para mantenerlos en sus posiciones orbitales co-
rrectas. Se considera que la vida de nuestros satélites
será de nueve años. Su construcción se llevó tres años
y miden aproximadamente seis metros.
Actividadesl. Si en #l laboratorio da tu escuela dispones de un microscopio com-
puesto, observa en el alguna preparación que coloques en un por-
taobjeto (o bien una gota de agua turbia tomada de un florero) Ob-
sérvala también con una lente de aumento y a simple vista En tu
libreta de apuntes dibuja lo que observaste en cada caso.
? Compara esquemas del microscopio simple y el microscopio com-
puesto
3 Observe, mtaoyséés obsaniqas con el mlaostcasBeaecironco. dos
críbelas y compáralas con otras vistas en el microscopio opuso. Re-
galía el aumento obtenido en cada caso.
4 Describe «i luroonam<er«o do! rr.aoscop-0 eiocuonco y ce*-pira o
con el dot mKioscop* ópteo. En tu cuaderno regstra os semqwuas
y deei encías.
5 Cor*una y esaibo los datos biográficos de Isaac Ne*lon y da Atoen
Esistein
6 Por separado, hez leías de las aportaciones de estos eremíticos en el
estudio de la materia
7. En mesa redonda discuto la Importancia que para la humanidad han
tonklo las investigaciones de Newton y Einstein.
8. En tu libreta do apuntes naz vanas figuras en las cuales se ponga de
manir testo la tuerza centrípeta (no confundas con tuerza centrifuga)
9. En técnica grupat dracute las diversas clases de satélites artficiales,
cómo circulan, que observaciones reafczan. como transmiten a las
estaciones receptoras y qué uso se do a los ntormea que de ellos se
receten
10. Conejuna qué método emplean los saetas* ertieJctske pata conocer
los recursos naturales
11. Consona en qué lorma los saséates artéetates ayudan a pronosacar
el lempo
12. Comenta con tus compañeros la posbiHad que en la srtusJoad
VM para realizar transmisiones de televisión ínienwnUneraates.
aprovechando cieno tipo de satélites artificiales
13. Para complementar la actividad anterior, comenta con tus compañeros
la ayuda que los satélites artificiales han prestado a las comunicacio-
nes telefónicas y de radio Redacta las conclusiones.
14. En colaboración con tus companeros realza un periódico muí al que
ilustre las aplicaciones pacíficas de los satélites artificiales.
VIRUS DEL SIDA
A pea ai do los grandes avances científicos ín ""B-
lerla de salud públca, en los Jumos años ha apalé-
etelo un «Urano nvaaoi que osla ubicando y o Ice lando
• gran pona da la población mundial. Se trata dol vi-
rus del SO* (Síndrome da Inmuno Deficiencia Adqui-
rida), que se caracteriza pe afectar la capacidad que
hete el organismo paré combatir infeccione». Vuto el
microscopio olocoónco. su aspecto recuerda a una
cascarada callana de Indias La enmalla que lo Cubre
eslá formada por proleños y azúcares En su interior
guarda celosamente el material genético, dos glan-
des moléculas de AHN (ácido ricorudeco) cnUolazo-
das lormando una doble nales. Su exterior aparece
plagado de unas estructuras que nos recuerdan a ca-
bezas do afloros En realidad son amónteos Irenes
de etemzaje que ponbiMan al virus engancha-so a la
célula que va a infectar. lAicho tendría que hacer la
ciencia pora resolver este pfocJcma epidemiológico,
pues en apeno* una década na conseguido desen-
mascarar y estudiar al causante del bok La tan es-
perada vacuna todavía no ha llegado, pero solo es
cuestión de tiompo. puos osla en juego el bienestar
da la salud humana
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