FISICA EXPERIMENTAL

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TextDescription: 393 páginas Ilustraciones, Tablas y Gráficas 22.5 cm x 17 cm

Contents:

LECCIONES. PÁGS. 11 14 18 I. Cuerpos Fenómenos. Estados de agregación de los cuerpos. Ob-jeto de la Fisica.................... II. Sistemas de unidades. Sistema M. K. S. Sistema Métrico decimal III. El vernier. Medición de volúmenes IV. Divisibilidad. Moléculas y átomos. Porosidad. Compresibilidad, Impenetrabilidad. Teoria cinética de los gases. Estructura de los cuerpos, cohésión...... V. La elasticidad, la fuerza, su medida 20 24 26 29 33 VI. Sistema de coordenadas. Gráfica del alargamiento de un resorte. Trabajo de Laboratorio...... VII. La inercia. Reposo, movimiento, velocidad. Primera ley del movi-miento, de Newton. Definición dinámica de fuerza. Giroscopio VIII. La acción y la reacción. Composición de movimientos. Movimien-to uniforme, su fórmula. IX. Leyes de la caída de los cuerpos. La gravedad. 38 X. Fórmulas del movimiento uniformemente acelerado 44 XI. Segundo principio de Newton. Ley de las fuerzas y las acelera-ciones. Movimiento uniformemente retardado. 47 XII. Composición de las fuerzas concurrentes. 52 XIII. Composición de las fuerzas paralelas. Cuestiones XIV. Descomposición de una fuerza. Componentes. Plano inclinado. Aeroplano. 56 59 XV. Leyes del péndulo. Los relojes. 63 XVI. Sistemas de unidades C. G. S. y M. K. S. 67 XVII. La intensidad de la gravedad. Ley de la gravitación universal. La gravedad. 70 XVIII. La fuerza centripeta y la cetrifuga. 73 XIX. El centro de gravedad, equilibrios. 77 XX. Las palancas. La balanza aritmética. La romana. 81 XXI. La balanza ordinaria 88 XXII. Polens, torno, engranaje, transmisiones 91 XXIII. Trabajo mecánico. Trabajo en un plano inclinado y en un plano horizontal. Potencia. XXIV. Transformaciones del trabajo. Energía mecánica. Su conservación XXV. Principio de la conservación de la energía en las máquinas. Tra- 96 101 bajo útil. Rendimiento. Los rozamientos. XXVI. Trabajos en vidrio...... 106 XXVII. Fuerzas que ejercen los liquidos. Presión. Prensa hidráulica XXVIII. Presiones de los líquidos debidas a su peso. XXIX. Principio de Arquimedes. 126 XXX. Densidad XXXI. Equilibrio de los cuerpos flotantes. Areómetros, volúmetros, den-simetros. 131 134 XXXII. Capilaridad. Presión atmosférica. Barómetro. XXXIII. Barómetros. Efectos de la presión atmosférica. 140 XXXIV. Ley de Boyle-Mariotte. Gases comprimidos y dilatados. XXXV. Ejercicios relativos a la presión atmosférica y a los gases compri-midos. 143 148 153 XXXVI. Pompas de gases y de líquidos. Sifón. XXXVII . Manometros. Principio de Arquimedes aplicado a los gases. 158 161 XXXVIII. Sonido. Movimiento vibratorio. Energia vibratoria. XXXIX. Propagación del sonido y de las ondas. Su reflexión, eco. On-163 das transversales. 168 XL. Propiedades del sonido. Escala musical. XLI. Leyes de las vibraciones de las cuerdas y los tubos sonoros. XLII. Resonancia. Análisis y síntesis de los sonidos. Timbre. Fonógrafo. 177 XLIII. La luz. Su propagación y su naturaleza. Su velocidad. 172 180 XLIV. Reflexión de la luz. Espejos planos. XLV. Espejos esféricos. 189 192 195 205 210 214 XLVI. Espejos esféricos (continuación) XLVII. Refracción de la luz. Reflexión total. XLVIII. Lámina de caras paralelas. Prismas. 202 XLIX. Imágenes de las lentes. Imágenes de las lentes (continuación) L. LL. Dispersión y descomposición de la luz. Causa del color. Mezclas de colores y pigmentos. 185 LII. Instrumentos de óptica: Instrumentos de proyección. Fotografia. El ojo. El Cinematografo. 219 LIII. Instrumentos de óptica: Lente de aumento. Microscopio. Anteo- jos, telescopio. 225 LIV. Propiedades de los imanes. Imanación Brújula. LV. Electrización por frotamiento. 229 235 LVI. Distribución de la electricidad. Electrización por influencia. Chis-pa eléctrica. Corriente eléctrica. Electricidad atmosférica. 239 LVII. Energia eléctrica. Unidades eléctricas. Condensadores. Máquinas eléctricas. 244 249 LVIII. La pila eléctrica. LIX. Electrólisis. 254 LX. Diversas clases de pilas. Acumuladores. Galvanoplastia. LXI. Resistencia eléctrica. Leyes de Ohm. Ohmio y Voltio. Unidades 258 Eléctricas. 262 LXIL Energia eléctrica. Diferencia de potencial eléctrico. Trabajo eléc-trico. Potencia eléctrica. Medidores. 267 LXIII. Corrientes derivadas. Distribución de la corriente. Medida de la intensidad y la fuerza electromotriz. 273 corriente eléctrica, LXIV. Manejo de la corriente distribuida a domicilio. Efectos de la LXV. Electromagnetismo. Electroimanes. Telegrafia. Timbres. 276 281

Summary: Convencido de que estudiar Fisica de memoria en los libros de texto pasivos de que hasta aquí se ha hecho uso, equivale casi a no aprender nada, porque el alumno no encuentra, lle-gado el caso de aplicarlas, oportuna relación entre las leyes teóricas de la Fisica y los fenôme-nos que realmente ocurren en la vida práctica, en la naturaleza y en la industria, me he determinado a escribir un libro que sea como la voz viva del maestro dirigiendo al alumno en su trabajo experimental y obligándolo a observar la naturaleza, a experimentar. Inventar. Inducir y deducir, cultivando asi su habilidad personal y su iniciativa para aprovecharse de los recursos que tiene a su alcance, a fin de llevar a cabo su autoeducación. La caracterisica de esta obra es que todos los fenómenos fisicos, tanto cualitativa como cuantitativamente, se estudian por medio de aparatos clásicos y también por medio de apa-ratos improvisados que los alumnos pueden construir con utensilios comunes, herramientas sencillas y bagatelas que en cualquier población se encuentran, por pequefia que sea: de este modo los maestros del más apartado rincón del pais, podrán hacer que sus alumnos aprendan experimentalmente todas las nociones de Fisica que comprende su programa. Los maestros, leyendo detenidamente este libro, se convencerán de que para estudiar Fisica no son indispensables esos gabinetes deslumbradores de vidrio y latoneria que cues-tan muchos millares de pesos: en las escuelas donde hay esa rica colección de aparatos clásicos, debido a su costo, no puede haber uno para cada alumno, a fin de que haga su personal trabajo de laboratorio, y el maestro se linge la ilusión de que porque él, o cuando más algún alumno que lo ayude, hace experimentos delante de toda la clase, ya todos los alum nos aprendieron, siendo que en las ciencias experimentales solo se domina verdaderamente lo que uno hace, inventa o infiere por si propio. El uso de los aparatos clásicos tiende, por una asociación muy natural de ideas, a fijar en el espiritu del alumno la creencia de que los fenómenos fisicas sólo pueden observarse en dichos aparatos, cuando la verdad es que nos rodean, nos acosan por decirlo asi, en el aire que respiramos, en el cielo que vemos, en los alimentos que ingerimos, en los cuerpos que tocamos y que manufacturamos en la casa, en la escuela y en el taller. Los aparatos improvisados no tienen los inconvenientes apuntados: antes bien, ponen al alumno en contacto más directo con la naturaleza que es la maestra por excelencia; tienen, además, la ventaja de que cada alumno puede construir el suyo y experimentar con él en su casa y en sus trabajos de laboratorio, en la escuela, o trabajos de academia, como en México suele llamárseles. La construcción y uso de aparatos improvisados tiene además otras ven tajas en la educación del carácter (paciencia, perseverancia) y constituye uno de los recursos más valiosos de la escuela de la acción. Los aparatos improvisados de que se hace uso en este curso son invención del autor, aun-que sólo se cita éste cuando el aparato tiene cierta importancia: cuando los aparatos son de autores extraños se cita el inventor, Estos aparatos no son meramente teóricos, quiero decir, han sido construidos y experimentados por el autor y sus alumnos, y dan el resultado apetecido. No son de Física recreativa: son de trabajo serio y de investigación científica: con ellos puede llegar la generalidad de los alumnos a conclusiones cuantitativas de diez por ciento de error: aunque hay alumnos cuidadosos que con ella obtienen errores de uno a tres por ciento. Además, es reconocido por los más caracterizados educadores que el abuso de las medidas de precisión en los cursos de Física aburre al alumno de la escuela secundaria y aún hace a algunos aborrecer la materia, y se malgasta en estas medidas un tiempo precioso que debe aprovecharse mejor en poner al estudiante en contacto con la naturaleza y hacerlo vivir la enseñanza de la Física. Por otra parte, el adolescente, debido a la transformación que sufre su sistema óseo y muscular, se encuentra en un estado de transición que lo mantiene torpe en sus movimientos y lo hace especialmente inepto para las medidas de precisión. Por todos estos motivos se verá que los trabajos de laboratorio o academia. personales de los alumnos (marcados con letras al principio del párrafo respectivo), en su gran mayoría no están constituidos en este libro por ejercicios de medición sino por observaciones individuales de fenómenos, teniendo en cuenta que en la secundaria los trabajos de laboratorio personales de los alumnos no deben tener como principal objeto medir e inducir, sino dar a la enseñanza un sentido real de las cosas o fenómenos, realizando los educandos éstos con sus propalas manos y viendo aquéllas de cerca con sus propios ojos. En otros términos: los trabajos de laboratorio personales de los alumnos deben ser muy poco cuantitativos y más que todo cualitativos, Se recomienda que los alumnos, al hacer sus trabajos de laboratorio, dispongan sus datos y resultados en forma tabular adecuada y los maestros formulen por escrito preguntas relativas a la experimentación o al texto para que aquellos las contesten. La gran mayoría de los trabajos de laboratorio pueden hacerse tanto con aparatos clásicos como con improvisados como se Indica en la obra. Con el fin de que la relación de los conocimientos de Física con la naturaleza y la industria sea más íntima, se recomienda a los maestros, siempre que sea posible. iniciar su clase por la discusión de observaciones hechas en casa, en la calle, talleres, campos, etc.; se recomienda otras veces empezarlas por el estudio de un hecho concreto de la vida práctica, invento, máquina o aparato, siempre que el fenómeno no se presente en éstos demasiado complicado. Fi aparato clásico o improvisado vendrá al estudio después que el alumno haya comprendido la necesidad de aislar el fenómeno que se investiga, respecto de otros hechos que con él se mezclan en la vida práctica y perturban su exacta observación. Para aminorar la extensión de la obra se han suprimido los motivos o sugestiones de interés para los alumnos en cada clase que se daban en edición anterior: pero hay una regla muy fácil para dar con estos motivos: seguir lo indicado en el párrafo anterior, o buscar alguna aplicación común y corriente de los fenómenos o leyes que se va a enseñar y partir de ella para captar la atención y el interés de los alumnos, o conducirlos a la ejecución de algún proyecto que los impulse a adquirir los conocimientos científicos necesarios para realizarlo. Con los alumnos de una clase conviene formar una sociedad cooperativa y mutualista para la compra o adquisición en conjunto de muchas bagatelas que sirven para la construcción de aparatos improvisados, y de este modo la Física coopera, como con muchas otras prácticas. a la socialización de la clase y a la educación cívica de los alumnos. Las partes impresas con letra chica pueden suprimirse en un programa mínimo, y sin embargo, queda completa la estructura de la ciencia. No terminaré este prólogo sin mostrar mi agradecimiento al eminente educador, señor Antonio Llano, de Montclair, N. J., por la excelente critica constructiva que hizo de anterior edición de esta obra.

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	Libro	CI Gustavo A. Madero 2 Sala General	Colección General	LCC	1	Available

Incluye Referencias Bibliográficas

LECCIONES.

PÁGS.

11

14

18

I. Cuerpos Fenómenos. Estados de agregación de los cuerpos. Ob-jeto de la Fisica....................

II. Sistemas de unidades. Sistema M. K. S. Sistema Métrico decimal

III. El vernier. Medición de volúmenes

IV. Divisibilidad. Moléculas y átomos. Porosidad. Compresibilidad, Impenetrabilidad. Teoria cinética de los gases. Estructura de los cuerpos, cohésión......

V. La elasticidad, la fuerza, su medida

20 24

26

29

33

VI. Sistema de coordenadas. Gráfica del alargamiento de un resorte. Trabajo de Laboratorio......

VII. La inercia. Reposo, movimiento, velocidad. Primera ley del movi-miento, de Newton. Definición dinámica de fuerza. Giroscopio

VIII. La acción y la reacción. Composición de movimientos. Movimien-to uniforme, su fórmula.

IX. Leyes de la caída de los cuerpos. La gravedad.

38

X. Fórmulas del movimiento uniformemente acelerado

44

XI. Segundo principio de Newton. Ley de las fuerzas y las acelera-ciones. Movimiento uniformemente retardado.

47

XII. Composición de las fuerzas concurrentes.

52

XIII. Composición de las fuerzas paralelas. Cuestiones

XIV. Descomposición de una fuerza. Componentes. Plano inclinado. Aeroplano.

56

59

XV. Leyes del péndulo. Los relojes.

63

XVI. Sistemas de unidades C. G. S. y M. K. S.

67

XVII. La intensidad de la gravedad. Ley de la gravitación universal. La gravedad.

70

XVIII. La fuerza centripeta y la cetrifuga.

73

XIX. El centro de gravedad, equilibrios.

77

XX. Las palancas. La balanza aritmética. La romana. 81

XXI. La balanza ordinaria

88

XXII. Polens, torno, engranaje, transmisiones

91

XXIII. Trabajo mecánico. Trabajo en un plano inclinado y en un plano horizontal. Potencia.

XXIV. Transformaciones del trabajo. Energía mecánica. Su conservación XXV. Principio de la conservación de la energía en las máquinas. Tra-

96 101

bajo útil. Rendimiento. Los rozamientos. XXVI. Trabajos en vidrio......

106

XXVII. Fuerzas que ejercen los liquidos. Presión. Prensa hidráulica

XXVIII. Presiones de los líquidos debidas a su peso.

XXIX. Principio de Arquimedes. 126

XXX. Densidad

XXXI. Equilibrio de los cuerpos flotantes. Areómetros, volúmetros, den-simetros.

131

134

XXXII. Capilaridad. Presión atmosférica. Barómetro. XXXIII. Barómetros. Efectos de la presión atmosférica.

140

XXXIV. Ley de Boyle-Mariotte. Gases comprimidos

y dilatados. XXXV. Ejercicios relativos a la presión atmosférica y a los gases compri-midos.

143

148

153

XXXVI. Pompas de gases y de líquidos. Sifón.

XXXVII

. Manometros. Principio de Arquimedes aplicado a los gases.

158

161

XXXVIII. Sonido. Movimiento vibratorio. Energia vibratoria.

XXXIX. Propagación del sonido y de las ondas. Su reflexión, eco. On-163 das transversales. 168

XL.

Propiedades del sonido. Escala musical.

XLI. Leyes de las vibraciones de las cuerdas y los tubos sonoros. XLII. Resonancia. Análisis y síntesis de los sonidos. Timbre. Fonógrafo. 177

XLIII. La luz. Su propagación y su naturaleza. Su velocidad.

172

180

XLIV. Reflexión de la luz. Espejos planos.

XLV. Espejos esféricos.

189 192

195

205

210

214

XLVI. Espejos esféricos (continuación)

XLVII. Refracción de la luz. Reflexión total.

XLVIII. Lámina de caras paralelas. Prismas. 202

XLIX. Imágenes de las lentes.

Imágenes de las lentes (continuación)

L.

LL. Dispersión y descomposición de la luz. Causa del color. Mezclas de colores y pigmentos.

185

LII. Instrumentos de óptica: Instrumentos de proyección. Fotografia. El ojo. El Cinematografo. 219

LIII. Instrumentos de óptica: Lente de aumento. Microscopio. Anteo-

jos, telescopio.

225

LIV. Propiedades de los imanes. Imanación Brújula.

LV. Electrización por frotamiento.

229

235

LVI. Distribución de la electricidad. Electrización por influencia. Chis-pa eléctrica. Corriente eléctrica. Electricidad atmosférica.

239

LVII. Energia eléctrica. Unidades eléctricas. Condensadores. Máquinas eléctricas. 244 249

LVIII. La pila eléctrica.

LIX. Electrólisis.

254

LX. Diversas clases de pilas. Acumuladores. Galvanoplastia.

LXI. Resistencia eléctrica. Leyes de Ohm. Ohmio y Voltio. Unidades

258

Eléctricas.

262

LXIL Energia eléctrica. Diferencia de potencial eléctrico. Trabajo eléc-trico. Potencia eléctrica. Medidores.

267

LXIII. Corrientes derivadas. Distribución de la corriente. Medida de la intensidad y la fuerza electromotriz.

273

corriente eléctrica, LXIV. Manejo de la corriente distribuida a domicilio. Efectos de la

LXV. Electromagnetismo. Electroimanes. Telegrafia. Timbres. 276 281

Convencido de que estudiar Fisica de memoria en los libros de texto pasivos de que hasta aquí se ha hecho uso, equivale casi a no aprender nada, porque el alumno no encuentra, lle-gado el caso de aplicarlas, oportuna relación entre las leyes teóricas de la Fisica y los fenôme-nos que realmente ocurren en la vida práctica, en la naturaleza y en la industria, me he determinado a escribir un libro que sea como la voz viva del maestro dirigiendo al alumno en su trabajo experimental y obligándolo a observar la naturaleza, a experimentar. Inventar. Inducir y deducir, cultivando asi su habilidad personal y su iniciativa para aprovecharse de los recursos que tiene a su alcance, a fin de llevar a cabo su autoeducación.

La caracterisica de esta obra es que todos los fenómenos fisicos, tanto cualitativa como cuantitativamente, se estudian por medio de aparatos clásicos y también por medio de apa-ratos improvisados que los alumnos pueden construir con utensilios comunes, herramientas sencillas y bagatelas que en cualquier población se encuentran, por pequefia que sea: de este modo los maestros del más apartado rincón del pais, podrán hacer que sus alumnos aprendan experimentalmente todas las nociones de Fisica que comprende su programa.

Los maestros, leyendo detenidamente este libro, se convencerán de que para estudiar Fisica no son indispensables esos gabinetes deslumbradores de vidrio y latoneria que cues-tan muchos millares de pesos: en las escuelas donde hay esa rica colección de aparatos clásicos, debido a su costo, no puede haber uno para cada alumno, a fin de que haga su personal trabajo de laboratorio, y el maestro se linge la ilusión de que porque él, o cuando más algún alumno que lo ayude, hace experimentos delante de toda la clase, ya todos los alum nos aprendieron, siendo que en las ciencias experimentales solo se domina verdaderamente lo que uno hace, inventa o infiere por si propio. El uso de los aparatos clásicos tiende, por una asociación muy natural de ideas, a fijar en el espiritu del alumno la creencia de que los fenómenos fisicas sólo pueden observarse en dichos aparatos, cuando la verdad es que nos rodean, nos acosan por decirlo asi, en el aire que respiramos, en el cielo que vemos, en los alimentos que ingerimos, en los cuerpos que tocamos y que manufacturamos en la casa, en la escuela y en el taller.

Los aparatos improvisados no tienen los inconvenientes apuntados: antes bien, ponen al alumno en contacto más directo con la naturaleza que es la maestra por excelencia; tienen, además, la ventaja de que cada alumno puede construir el suyo y experimentar con él en su casa y en sus trabajos de laboratorio, en la escuela, o trabajos de academia, como en México suele llamárseles. La construcción y uso de aparatos improvisados tiene además otras ven tajas en la educación del carácter (paciencia, perseverancia) y constituye uno de los recursos más valiosos de la escuela de la acción.

Los aparatos improvisados de que se hace uso en este curso son invención del autor, aun-que sólo se cita éste cuando el aparato tiene cierta importancia: cuando los aparatos son de autores extraños se cita el inventor,

Estos aparatos no son meramente teóricos, quiero decir, han sido construidos y experimentados por el autor y sus alumnos, y dan el resultado apetecido. No son de Física recreativa: son de trabajo serio y de investigación científica: con ellos puede llegar la generalidad de los alumnos a conclusiones cuantitativas de diez por ciento de error: aunque hay alumnos cuidadosos que con ella obtienen errores de uno a tres por ciento. Además, es reconocido por los más caracterizados educadores que el abuso de las medidas de precisión en los cursos de Física aburre al alumno de la escuela secundaria y aún hace a algunos aborrecer la materia, y se malgasta en estas medidas un tiempo precioso que debe aprovecharse mejor en poner al estudiante en contacto con la naturaleza y hacerlo vivir la enseñanza de la Física. Por otra parte, el adolescente, debido a la transformación que sufre su sistema óseo y muscular, se encuentra en un estado de transición que lo mantiene torpe en sus movimientos y lo hace especialmente inepto para las medidas de precisión.

Por todos estos motivos se verá que los trabajos de laboratorio o academia. personales de los alumnos (marcados con letras al principio del párrafo respectivo), en su gran mayoría no están constituidos en este libro por ejercicios de medición sino por observaciones individuales de fenómenos, teniendo en cuenta que en la secundaria los trabajos de laboratorio personales de los alumnos no deben tener como principal objeto medir e inducir, sino dar a la enseñanza un sentido real de las cosas o fenómenos, realizando los educandos éstos con sus propalas manos y viendo aquéllas de cerca con sus propios ojos. En otros términos: los trabajos de laboratorio personales de los alumnos deben ser muy poco cuantitativos y más que todo cualitativos,

Se recomienda que los alumnos, al hacer sus trabajos de laboratorio, dispongan sus datos y resultados en forma tabular adecuada y los maestros formulen por escrito preguntas relativas a la experimentación o al texto para que aquellos las contesten. La gran mayoría de los trabajos de laboratorio pueden hacerse tanto con aparatos clásicos como con improvisados como se Indica en la obra.

Con el fin de que la relación de los conocimientos de Física con la naturaleza y la industria sea más íntima, se recomienda a los maestros, siempre que sea posible. iniciar su clase por la discusión de observaciones hechas en casa, en la calle, talleres, campos, etc.; se recomienda otras veces empezarlas por el estudio de un hecho concreto de la vida práctica, invento, máquina o aparato, siempre que el fenómeno no se presente en éstos demasiado complicado. Fi aparato clásico o improvisado vendrá al estudio después que el alumno haya comprendido la necesidad de aislar el fenómeno que se investiga, respecto de otros hechos que con él se mezclan en la vida práctica y perturban su exacta observación.

Para aminorar la extensión de la obra se han suprimido los motivos o sugestiones de interés para los alumnos en cada clase que se daban en edición anterior: pero hay una regla muy fácil para dar con estos motivos: seguir lo indicado en el párrafo anterior, o buscar alguna aplicación común y corriente de los fenómenos o leyes que se va a enseñar y partir de ella para captar la atención y el interés de los alumnos, o conducirlos a la ejecución de algún proyecto que los impulse a adquirir los conocimientos científicos necesarios para realizarlo. Con los alumnos de una clase conviene formar una sociedad cooperativa y mutualista

para la compra o adquisición en conjunto de muchas bagatelas que sirven para la construcción de aparatos improvisados, y de este modo la Física coopera, como con muchas otras prácticas. a la socialización de la clase y a la educación cívica de los alumnos.

Las partes impresas con letra chica pueden suprimirse en un programa mínimo, y sin embargo, queda completa la estructura de la ciencia.

No terminaré este prólogo sin mostrar mi agradecimiento al eminente educador, señor Antonio Llano, de Montclair, N. J., por la excelente critica constructiva que hizo de anterior edición de esta obra.