DESEMPEÑO: Analiza la importancia de los inventos tecnológicos, para el uso de la sociedad e identifica sus principios y características de funcionamiento..
TEMA: principios científicos y técnicos utilizados en la creación de artefactos.
OBJETIVOS:
• Reconocer diferentes principios de funcionamiento
• Identificar algunos principios de funcionamiento en artefactos de uso común.
Principios básicos
Todas las máquinas, instrumentos, y equipos electrónicos que se han descubierto o inventado, desde un reloj o lupa hasta el avión o las comunicaciones, se basan en principios científicos. Estudiando algunos principios básicos se entiende mejor cómo se construyen las máquinas (sean del pasado o del presente), su forma y funcionamiento.
Existen varios principios científicos básicos. Entre los que tenemos:
La Aerodinámica: es el estudio de la manera en que el aire fluye alrededor de los objetos. Cada objeto tiene una forma y esta afecta la forma en que el aire se desplace a su alrededor.
• Si la forma es ancha, angulosa y grande, como un camión, el aire no fluye con facilidad.
• Pero se desplaza fácilmente alrededor de una forma delgada y curvada, como la de un carro. Un objeto que posee estas características lo consideramos aerodinámico.
En la creación de los diversos modelos de carros, la aerodinámica juega un papel fundamental, especialmente en el caso de los carros de carreras. Sin embargo los diseños de aviones, cohetes o cualquier objeto destinado a desplazarse a gran velocidad, no se escapan del uso de este principio.
La Combustión: Esta palabra significa quemar, consumir en llamas. Es una reacción química que despide calor y luz con forma de llama. Tiene lugar cuando una sustancia reacciona rápidamente en contacto con el oxígeno, que está presente en el aire que nos rodea.
La Gravedad: es la fuerza que empuja todo hacia el suelo, como el mango que cae del árbol, o la pelota que lanzas al aire y vuelve a caer. También es la fuerza que hace girar la Luna alrededor de la Tierra y ésta alrededor del Sol.
La fuerza de la gravedad que se ejerce sobre un objeto depende de la cantidad de materia que lo compone. Entre más grande, más influjo gravitacional, la Luna tiende a ejercer una fuerza, esto se puede observar en las mareas. Lo mismo sucede cuando se lanza un satélite al espacio, este se mantiene en órbita alrededor de la tierra por la gravedad de la misma.
El Magnetismo: es la fuerza producida por imanes, que atraen materiales como hierro, el acero, el cobalto y el níquel. El imán tiene un polo norte y un polo sur. Si el norte se acerca al polo sur de otro imán, se atraen. En cambio, si los dos polos norte o los dos polos sur se acercan, los imanes se repelan.
La electricidad también crea magnetismo cuando esta circula. La corriente eléctrica que fluye por un cable crea un campo magnético a su alrededor.
La Palanca: es un dispositivo que desplaza una fuerza de un sitio a otro, para levantar con poco esfuerzo una gran carga. Todas las palancas tienen carga, esfuerzo y fulcro (apoyo). El esfuerzo hace girar la palanca a la altura del apoyo y desplaza la carga.
Existen tres maneras de repartir el esfuerzo, la carga y el apoyo, estas reciben el nombre de palancas de primer, segundo y tercer género. El primer ejemplo es como el subibaja (primer género), la carretilla (segundo género) y el antebrazo (tercer género).
La Presión del aire: esta expresión alude al modo en que el aire retrocede cuando se lo comprime. La atmósfera terrestre tiende a empujar hacia abajo el aire, por lo tanto la presión de aire es mayor cerca de la superficie. En los puntos altos de la Tierra (montañas) la presión del aire es baja.
En el mar sucede lo mismo, entre más profundo se viaje (ósea, se acerca más al centro de la tierra), la presión del agua aumenta.
Nosotros también podemos producir presión, cuando bebemos con un pitillo, se está utilizando la presión del aire. Al succionar aire por el pitillo se reduce la presión del aire del interior. La presión del aire superior del exterior hace que la bebida suba por el pitillo y ocupe la zona de baja presión.
La Radiación electromagnética: se compone de ondas de energía eléctrica y magnética que vibran en el espacio. Sólo se diferencian por la longitud de ondas. Ejemplos de la radiación electromagnética son la luz, la radio y los rayos X. Estas radiaciones no pueden ser vistas por el ojo humano, la luz es la única zona del espectro electromagnético que la vista humana detecta.
La reflexión: surge cuando las ondas al chocar con una superficie, rebotan como un balón contra la pared. Este efecto de rebote se denomina reflexión. Este mismo efecto surge cuando nos vemos en el espejo porque, éste refleja las ondas luminosas.
La Refracción: Este fenómeno se denomina así, cuando la luz pasa de una sustancia a otra, por ejemplo, al desplazarse del aire al agua, cambia de velocidad y dirección.
Una cuña de cristal, llamada prisma, separa por refracción la luz de los colores que la componen. Los diversos colores presentes en la luz solar se curvan en diversos grados, por lo que se separan y forman el arco iris.
Actividad
1. Investigue sobre un artefacto, objeto o lugar por cada uno de los principios de funcionamientos descritos en el documento.
2. LLENE EL SIGUIENTE CRUCIGRAMA
3. LEA COMO FUNCIONA EL TELEVISOR Y DIGA QUE PRINCIPIO CIENTÍFICO SE UTILIZA EN EL TELEVISOR
¿Cómo funciona el televisor?
¿Alguna vez te has preguntado cómo llegan las imágenes al televisor? o ¿De dónde vienen aquellas imágenes? ¡Aquí te respondemos cómo!
Cuando se hace televisión, se utilizan cámaras que pueden capturar el movimiento y enviar las imágenes a lugares distantes, ¡como el televisor de tu casa! Pero ¿cómo se producen esas imágenes? El sistema es similar al que se utiliza en el cine: utilizan cámaras que registran fotografías muy rápido; tan velozmente que al reproducirlas en una pantalla una tras otra parece que estuvieran en movimiento.
Ahora ¿qué tan rápido debe ser? La velocidad mínima para que esto ocurra es de 24 imágenes o fotogramas por segundo. Las cámaras de TV son capaces de filmar muchas imágenes rápidamente (30 en 1 segundo) y grabarlas, pero también pueden estar filmando todas estas imágenes y estarlas mandando directamente a los televisores, de manera que en sitios muy alejados puedan estar viendo, con movimiento real, lo que la cámara está filmando.
Para enviar las imágenes capturadas por una cámara de video (señal de TV), se utiliza un principio físico que fue descubierto a finales del siglo XIX: las ondas electromagnéticas.
Lo importante es saber que la señal de televisión, desde que sale de la antena de la estación de TV, se empieza a propagar en todas las direcciones, como una onda, hasta que llega a la antena del televisor. Cuando esto ocurre, podremos ver las imágenes haciendo un proceso contrario al anterior, esto es: la onda EM al llegar a la antena, pondrá a oscilar cargas eléctricas dentro de ella. Esta cargas eléctricas, a través de los circuitos electrónicos del TV, se convierten en señales eléctricas que son enviadas a la pantalla del televisor, donde ahora hay que decodificarlas, para convertirlas nuevamente en luz que represente las imágenes correspondiente a los objetos que fueron registrados por la cámara.
De acuerdo a lo anterior, el televisor realiza principalmente dos funciones:
La primera es que funciona como receptor que permite captar las señales de TV que vienen en forma de ondas EM, para decodificarlas y permitir retomar las imágenes.
La segunda es la que se ocupa de convertir señales eléctricas en señales de luz, lo cual posibilita que podamos ver imágenes. Esto ocurre en la pantalla del televisor.
La pantallas más convencionales (televisores gordos), se construyen a partir de un tubo de rayos catódicos (la parte de atrás de la pantalla). En este tubo, lo que se hace es producir electrones (son partículas cargadas negativamente), que pueden viajar muy rápidamente a través de unas placas con campos magnéticos (parecidos a los que producen los imanes). Estas placas cambian la dirección de los electrones, unas en la dirección horizontal y otras en la vertical. De esta manera se puede controlar en qué lugar de la pantalla caen los electrones. La pantalla está cubierta de un material fosforescente (fósforo) que tiene la propiedad de emitir luz cuando un electrón choca en ella.
El dibujo de la imagen se hace punto a punto, dibujando líneas horizontales sucesivas. Esto tiene que hacerse a gran velocidad, de modo que el ojo no pueda ver el proceso de formación de la imagen punto a punto. Además, para que pueda percibirse el movimiento, en la pantalla tienen que producirse 30 imágenes completas por segundo.
Los televisores actuales, conocidos como televisores de plasma o televisores LCD o LED, que son mucho más delgados, trabajan bajo el mismo principio: en cada caso la pantalla está dividida en un número muy grande de pequeños elementos, llamados pixeles, conformando una especie de cuadricula muy fina, de modo que el ojo no es capaz de distinguirlos individualmente. Cada uno de estos pixeles puede producir o dejar pasar cierta cantidad de luz. Así, el conjunto de todos los pixeles conforma la imagen.
Tomado de: http://www.eafit.edu.co/ninos/reddelaspreguntas/Paginas/como-funciona-el-televisor.aspx
