1. Física
Olga Lucía Romero Medina
Mauricio Bautista Ballén
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2. HIPERTEXTO FÍSICA 2 Para educación media, es una obra colectiva, concebida, diseñada
y creada por el Departamento Editorial de Santillana S.A.
Directora de Educativas Ana Julia Mora Torres
Directora Editorial Fabiola Nancy Ramírez Sarmiento
Equipo editorial Isabel Hernández Ayala. Coordinadora de contenidos
Diana Constanza Salgado Ramírez. Editora ejecutiva del área de matemáticas
Jeinsson Giovanni Gamboa Sulvara. Editor júnior
Carlos David Sánchez. Editor júnior
Juan Gabriel Aldana Álvarez. Asistente editorial del área de matemáticas
Autores Mauricio Bautista Ballén
Licenciado en matemáticas. Universidad Pedagógica Nacional.
Físico. Universidad Nacional de Colombia.
Especialista en educación matemática. Universidad Pedagógica Nacional.
Estudios de Maestría en docencia de la matemática. Universidad Pedagógica Nacional.
Experiencia
Profesor del departamento de matemáticas. Universidad Pedagógica Nacional.
Profesor de matemáticas y física. Instituto Pedagógico Nacional.
Olga Lucía Romero Medina
Licenciatura en física. Universidad Pedagógica Nacional.
Especialista en Edumática con énfasis en multimedia. Universidad Autónoma de Colombia.
Experiencia
Docente de matemáticas y física. I.E.D. Magdalena Ortega de Nariño.
Docente de matemáticas y física. I.E.D. José Félix Restrepo.
La persona encargada de avalar este texto desde el punto de vista de la disciplina específica y desde su pedagogía
fue Beatriz Bechara Cabrera. Física. Universidad Nacional de Colombia. Science Instructor. Universidad de Londres.
La especialista encargada de avalar este texto desde la equidad de género y de su adecuación a la diversidad
cultural fue Doris Gilma Rincón Perilla. Psicóloga. Corporación Universitaria Iberoamericana.
Las pruebas de campo del texto fueron realizadas por el Departamento de Investigación de Editorial Santillana,
bajo la dirección de Ximena Galvis Ortiz.
Se han hecho todos los esfuerzos para ubicar a los propietarios de los derechos de autor. Sin embargo, si es
necesario hacer alguna rectificación, la editorial está dispuesta a hacer los arreglos necesarios.
Equipo gráfico y técnico Iván Merchán Rodríguez. Coordinador creativo/Diseñador del modelo gráfico y carátulas
Mauricio García Duque. Coordinador contenidos digitales
Martha Jeanet Pulido Delgado, Orlando Bermúdez Rodríguez. Correctores de estilo
Alveiro Javier Bueno Aguirre. Coordinador de soporte técnico
Luis Nelson Colmenares Barragán. Documentalista gráfico y operador de escáner
Claudia Marcela Jaime Tapia, Anacelia Blanco Suárez, Lady Midlennis Sánchez Yopazá. Documentalistas
Sandra Patricia Acosta Tovar, Hugo Armando Castrillón Toro, César Alfonso Murillo Díaz. Diagramadores
Diomedes Guilombo Ramírez, Carlos Alberto Salas García, Carlos Alberto Moreno Díaz, Pablo Leonardo Villafrade,
Jhon Jairo Barinas, Francisco Sánchez, Danilo Ramírez Parra. Ilustradores
Tom Brakefield, Jymlii Manzo, Hernán Vallejo, Jairo Sanabria, María Alejandra Caicedo, Carlos Díez Polanco,
Mauricio Giraldo. Fotógrafos
Getty images, Repositorio Santillana, Corel Professional Photos, Images provided by Photodisc, Inc., Corbis
Images, Archivo Santillana, Furita S.L., Novosti, Agencia García Pelayo, S.L., Thinkstock. Fotografía
Francisco Rey González. Director de producción
© 2011 EDITORIAL SANTILLANA S.A.
Calle 80 No. 9-69
Bogotá, Colombia.
ISBN 978-958-24-1598-3 Obra completa
ISBN 978-958-24-1601-0 Edición para el estudiante
ISBN 978-958-24-1602-7 Edición para el docente
Este libro está elaborado de acuerdo con las normas ICONTEC NTC-4724 y NTC-4725 para textos
escolares.
Depósito legal en trámite.
Impreso en Colombia por
Prohibida la reproducción total o parcial, el registro o la transmisión por cualquier medio
de recuperación de información, sin permiso previo por escrito de la Editorial.
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3. PRESENTACIÓN DEL MODELO
HIPERTEXTO FÍSICA 2
De la serie HIPERTEXTOS SANTILLANA, es una nueva propuesta pedagógica que responde a
los lineamientos curriculares y a los estándares básicos de competencias exigidos por el MEN.
Tu Hipertexto te permitirá potenciar tus capacidades de manera que puedas manejar los
conocimientos propios de esta área, aproximarte al conocimiento como científico natural y
desarrollar compromisos personales y sociales.
¡Tu Hipertexto hace tu aprendizaje más dinámico!
¿Qué hay en tu hipertexto?
Estos hipervínculos.
Cuando los veas debes saber que cada uno de ellos te indica que, además de lo que hay en la página,
vas a encontrar:
Una evaluación que
Mayor información para ampliar tus Una dirección de Internet para te permitirá veri-
conocimientos sobre temas especí- profundizar en un tema. ficar tus capacida-
ficos. Además, en algunos casos, te des y el aprendizaje
sugiere realizar más actividades para de los contenidos
reforzar los conceptos trabajados. de cada unidad.
Una presentación o un
video que te ayudará a
Este enlace te invita a consultar en nues-
comprender mejor los
tra página web la sección de laboratorios.
temas desarrollados.
Allí obtendrás el formato para la presen-
tación de tu informe de laboratorio.
Para acceder a esta información debes consultar la página: www.santillana.com.co/hipertextos
Un método para que desarrolles destrezas en la comprensión de los contenidos propios de la Física.
Comprender para aprender
Unas HIPERPÁGINAS que, a través de infografías e imágenes llamativas, te permitirán establecer relacio-
nes entre procesos o descomponer un todo en sus partes para conocerlas en detalle.
CIENCIA TECNOLOGÍA
Observatorios Eje de rotación
que detectan el Sol
El ser humano siempre ha tenido curiosidad por el estudio
de los astros. Desde la época de los griegos, pasando Paneles solares
por Galileo y Keppler hasta nuestros días, el universo
ha sido un total misterio. En la actualidad, la información
que se puede obtener es mayor, debido al gran número
de observatorios terrestres y espaciales que existen.
El estudio del Sol es de importancia en diferentes aspectos
como conocer el origen del universo o para ver los riesgos
que representa para nuestro planeta.
Espectrómetro solar
Los observatorios terrestres se encargan de detectar imágenes que
llegan a la superficie de la atmósfera terrestre. Pueden detectar
ondas electromagnéticas en el rango de luz visible y algunas Los observadores espaciales detectan, principalmente, radiación de longitudes
en longitudes de onda de radio. de onda que no llegan a la atmósfera terrestre como el SOHO, el Hessi
o el Ulysses. Las partículas emitidas por el Sol en ocasiones chocan con átomos
que se encuentran en el espacio generando rayos X y rayos gamma.
El Solar and heliosferic
La sonda Ulysses fue observatory (SOHO)
La misión Génesis
Los observatorios solares terrestres aparte de obtener imágenes, también utilizada para captar es una sonda espacial
fue encargada de recoger
están dotados de espectrógrafos, que se encargan de descomponer la luz partículas provenientes que transmite fotografías
una muestra de viento solar.
en sus colores iniciales. del Sol. y diferentes medidas solares.
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4. ¿Cómo está organizado tu hipertexto?
Tu Hipertexto Física 2 está compuesto por ocho unidades y los contenidos están organizados
de acuerdo con los componentes de Física.
Páginas iniciales
Al comienzo de cada unidad encontrarás una doble página de apertura con los temas que vas a trabajar, una
lectura relacionada con los contenidos y algunas preguntas sobre ella.
Para pensar…
ENTORNO VIVO
Texto breve de divulgación científica
que se relaciona con el tema
de la unidad y recoge algunos
de los aspectos más importantes
que vas a estudiar.
Presenta los temas que vas a
trabajar en la unidad. Para pensar…
Para responder...
5
¿Alguna vez has notado que cuando te quitas el saco sientes un suave ruido Para responder…
y si te encuentras en un cuarto oscuro, observas que ese ruido proviene de
las chispas que salen de tu ropa? ¿O que al acercarte a un objeto metálico ■ ¿Qué es la electricidad?
UNIDAD
sientes una ligera sacudida que atraviesa tu cuerpo? Así como esto ocurre en
Las preguntas de esta sección te
■ ¿Qué usos tiene la electricidad?
Electrostática pequeña escala en tu vida diaria, en la naturaleza otros fenómenos similares
se dan con mayor ímpetu, por ejemplo, las descargas eléctricas que obser- ■ ¿Sabes qué es una carga eléctrica?
vamos durante una tormenta.
Temas de la unidad Estos fenómenos electrostáticos tienen un origen a nivel microscópico, a
1. La carga eléctrica
2. Campo eléctrico y potencial eléctrico
partir de la estructura atómica de la materia, cuyas partículas no se pueden
ver, pero sí se hacen sentir.
En esta unidad analizaremos el comportamiento de la carga en los diferentes
materiales, las leyes que rigen su acumulación y las que rigen la interacción
permitirán fortalecer tu capacidad
de interpretar textos relacionados
entre las mismas, los conceptos de diferencia de potencial, energía potencial
eléctrica y los condensadores.
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con Física.
Páginas de contenido
En las páginas de contenido encontrarás las ideas fundamentales del tema con ejemplos
resueltos, que explican el procedimiento que se debe realizar paso a paso.
MANEJO CONOCIMIENTOS
PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATURALES
Te indica el tipo de estándar o estándares
que vas a trabajar en la unidad.
MANEJO CONOCIMIENTOS
Componente: Procesos físicos
PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATURALES
1. La carga eléctrica En la siguiente figura, se representa la composición eléctrica de un
EJERCICIO
cuerpo neutro y un cuerpo cargado. Averigua qué parte de los átomos se
puede observar usando el microsco-
pio con efecto de túnel.
1.1 La electricidad ϩ Ϫ ϩ ϩ Ϫ Ϫ
En la Grecia clásica se estudió un fenómeno especial: la propiedad que
tenían ciertos cuerpos de atraer objetos livianos después de haber sido Ϫ ϩ Ϫ ϩ Ϫ Ϫ
Ϫ
frotados con un tejido, inicialmente se creía que el ámbar (resina fósil) ϩ ϩ
era el único material que presentaba esta propiedad. Tales de Mileto rea- ϩ ϩ Ϫ
lizó experimentos en los cuales demostró que el ámbar, después de ser
frotado con la piel de un animal, atraía ciertas semillas. Tales creía que el
Cuerpo Cuerpo con carga Cuerpo con carga
ámbar tenía una propiedad vital.
neutro positiva negativa
Pero en el siglo XVI, el físico inglés William Gilbert descubrió que otras
Figura 1. Tales de Mileto demostró que al frotar sustancias también podían adquirir la propiedad reseñada. A estas sus- Se puede observar que:
el ámbar con la piel de un animal atraía semillas. tancias las denominó sustancias eléctricas y a la propiedad la denominó
■ Si un cuerpo tiene carga negativa es porque ha ganado electrones de
electricidad, palabra que deriva del griego elektron (ámbar).
otros cuerpos y, por tanto, posee más electrones que protones.
Gilbert descubrió que existían dos tipos de carga: un tipo era la que ad-
quiría el vidrio, electricidad vítrea, y otra la correspondiente al ámbar y ■ Si un cuerpo tiene carga positiva es porque ha cedido electrones a
otros cuerpos semejantes a la que denominó electricidad resinosa. otros cuerpos y, por tanto, posee menos electrones que protones.
Posteriormente, en 1733, el físico francés Charles du Fay, estudió las
interacciones repulsivas de la electricidad, y encontró que materiales
electrizados del mismo tipo se repelían. Un ejemplo de materiales que se
1.3 Cargas eléctricas
repelen son dos varillas de plástico frotadas con piel de animal, contrario El norteamericano Benjamín Franklin, quien realizó distintos descubri-
a una varilla de vidrio frotada con seda y una varilla de plástico frotada mientos en el campo de la electricidad, sugirió la existencia de un único
con piel de animal, ya que en este caso las varillas se atraen. tipo de carga o fluido eléctrico. Cuando la cantidad de la misma en un
cuerpo era superior a lo normal, este presentaba electricidad positiva
(ϩ), la adquirida por el vidrio; y cuando la misma era inferior a lo nor-
1.2 La electrización mal, el cuerpo tenía electricidad negativa (Ϫ), la adquirida por el ámbar.
En muchas ocasiones habrás sentido la electrización en el momento en La magnitud física que nos indica la cantidad de esa propiedad de la
que al peinarte, tu cabello se levanta como si existiera una atracción hacia materia se denomina carga eléctrica o, simplemente, carga.
él. También habrás sentido un leve corrientazo cuando al bajarte de un
La unidad de la carga eléctrica en el SI se denomina coulomb o culombio
auto tocas una de sus manijas. Pues bien este fenómeno se denomina
su símbolo es C.
electrización y consiste en el poder de atracción que adquieren los obje-
tos después de ser frotados. Franklin propuso que las fuerzas ejercidas entre cuerpos electrizados
El comportamiento eléctrico de los cuerpos está íntimamente relacio- eran acciones a distancia, unas de tracción y otras de repulsión, cuya
nado con la estructura de la materia. Los cuerpos están formados por ocurrencia dependía del tipo de electrización de dichos cuerpos.
entidades llamadas átomos. En los átomos existen partículas que poseen En la actualidad, existen dos tipos de carga a las que por convenio, se les
carga positiva (protones), carga negativa (electrones) y otras partículas denomina cargas positivas (ϩ) y cargas negativas (Ϫ), y por convenio,
cuya carga es neutra (neutrones). se considera como carga eléctrica negativa la que tiene el electrón, mien-
En general, los átomos poseen igual número de protones que de elec- tras la carga del protón se considera como positiva.
trones, por lo cual la carga positiva de los primeros se compensa con Como ya sabes, todos los cuerpos están formados por átomos. En los áto-
la negativa de los segundos. Así mismo, el átomo en conjunto, no tiene mos existen protones, que poseen carga positiva y electrones, con carga
carga eléctrica neta, por lo tanto, es eléctricamente neutro. negativa. Los protones y los neutrones (partículas sin carga eléctrica) se
Al someter un cuerpo a ciertas manipulaciones, como la frotación con encuentran en el núcleo, mientras que los electrones se encuentran en el
una barra de vidrio o de plástico electrizador, ese cuerpo puede ganar exterior del núcleo. Cada protón (todos iguales) tienen la misma canti-
electrones o perderlos. Esto se debe a que las barras de vidrio o de plástico dad de carga eléctrica que un electrón (también iguales entre sí), aunque
se electrizan al frotarlas, respectivamente, con seda o con lana. Al frotar la de diferente signo.
EJERCICIO
Escribe el nombre de dos objetos, barra de plástico gana electrones de la lana (aumentando carga negativa),
Los átomos poseen el mismo número de protones que de electrones, por
que al frotarlos uno con el otro se y la barra de vidrio cede electrones a la seda (aumentando carga positiva).
lo que la carga positiva de los primeros se compensa con la carga negativa
electricen. Es decir, el tipo de carga eléctrica que un cuerpo tiene está en función de Figura 2. El ámbar electrizado atrae papelitos
de los segundos. Por este motivo, un átomo en conjunto, no posee carga porque la materia está formada por partículas con
que ese cuerpo tenga más o menos electrones que protones. carga eléctrica.
eléctrica neta y se dice que es eléctricamente neutro.
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En las páginas de contenido también vas a encontrar estas señales:
EJERCICIO
Son preguntas acerca de HERRAMIENTA
MATEMÁTICA
la teoría o ejercicios que
surgen a partir de ella. Son apuntes matemáticos que te
ayudarán a comprender mejor los
contenidos.
4 © Santillana
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